tensoes solos (1)

7/28/2019 Tensoes Solos (1)

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Princpio das Tenses Efetivas

O Princpio das Tenses Efetivas se aplicasomente solos totalmente saturados.


Tenso normal total: fora por unidade de reatransmitida em uma direo normal a um plano,imaginando-se que o solo seja um material slido

(fase nica);

Presso intersticial (ou poropresso, ou pressoneutra): presso da gua que preenche os vaziosentre as partculas slidas;

Tenso normal efetiva: representa as tensestransmitidas somente atravs dos esqueleto slido.


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Seja considerado umplano XX, passando

somente pelos pontos

de contato entre os

gros;


Dentro de uma massa

de solo, o plano

ondulado XX muito

prximo de um plano

real, devido ao

tamanho muito

pequeno das partculas

slidas;


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A fora normal P,aplicada sobre uma

rea A resistida

parcialmente pelas

foras intergranulares

(R), e parcialmente

pela presso de gua(u);


Tanto as direes como as

intensidades das foras

intergranulares (R) sobastante aleatrias;

Cada uma dessas foras

pode ser decomposta em

uma componente normal

(N) e uma componente

tangencial (T) ao plano que

se aproxima do plano XX;


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Tanto as direescomo as intensidades

das foras

intergranulares (R) so

bastante aleatrias;


Cada uma dessas

foras pode ser

decomposta em uma

componente normal

(N) e uma componente

tangencial (T) ao plano

que se aproxima do

plano XX;


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A

N ''V

AA tenso normal efetivatenso normal efetiva((VV)) interpretada comointerpretada como

sendo a soma de todassendo a soma de todas

as componentes normaisas componentes normais

NN, compreendidas pela, compreendidas pela

rea A, dividida pelarea A, dividida pela rearea

A:A:


AA tenso normal total (tenso normal total (VV)) dada por:dada por:

Assumindo que o contatoAssumindo que o contatoentre as partentre as partculas sejaculas sejarealizado atravrealizado atravs de ums de umponto infinitesimal, entoponto infinitesimal, ento

a presso dea presso de gua atuargua atuarsobre todasobre toda rea A.rea A.

A

PV


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Por equilPor equilbrio devebrio deve--se ter:se ter:

ouou

Resultando:Resultando:


uANP 6 '

uA

N

A

P '

u 'VV


O erro envolvido, quando se assume que o contato

entre os gro se d atravs de pontos infinitesimais,

muito pequeno. Na realidade, a soma das reas de

contato entre gros est situada entre 1 e 3% da

rea total A.

Deve-se notar que a tenso normal efetiva (V) no

representa as tenses reais de contato entre

partculas slidas.


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As tenses reais de contato (N/a, onde a representa

a rea real de contato) so muito mais elevadas queV.

No caso de argilas, pode ser que no haja um

contato direto entre as partculas minerais, devido s

camadas de gua adsorvida que envolvem as

mesmas.

Assume-se que as foras intergranulares sejam

transmitidas atravs da gua adsorvida, que

apresenta uma viscosidade extremamente alta.


Resposta da tenso efetiva devido a uma alterao

na tenso total

Quando a tenso normal totalQuando a tenso normal total aumentada, asaumentada, aspartpartculas de solo tentam se rearranjar para umaculas de solo tentam se rearranjar para umanova disposinova disposio.o.

Tal rearranjo sTal rearranjo s serser posspossvel se parte davel se parte da guaguaescapar dos poros.escapar dos poros.


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na tenso total

Portanto, se no houver escape dePortanto, se no houver escape de gua, nogua, nohaverhaver alteraalterao nos esforo nos esforos de interaos de interao entreo entreas partas partculas (tenso efetiva).culas (tenso efetiva).

Como aComo a gua estgua est resistindo ao rearranjo dasresistindo ao rearranjo daspartpartculas, ela deverculas, ela dever suportar todo o aumento desuportar todo o aumento de

tenso normal total. Consequentemente, o valor datenso normal total. Consequentemente, o valor dapresso neutra irpresso neutra ir aumentar do mesmo tanto queaumentar do mesmo tanto queo incremento de tenso total.o incremento de tenso total.



na tenso total

medida que amedida que a gua for escapando, as partgua for escapando, as partculasculascomecomeam a se rearranjar, aumentando os esforam a se rearranjar, aumentando os esforososde interade interao entre elas (aumento da tensoo entre elas (aumento da tensoefetiva). E a presso neutra comeefetiva). E a presso neutra comea a diminuir.a a diminuir.

Esse processo continua atEsse processo continua at que todo o incrementoque todo o incrementode tenso normal seja suportado integralmentede tenso normal seja suportado integralmentepelas partpelas partculas, ou seja,culas, ou seja, transformadotransformado

integralmente em tenso efetiva.integralmente em tenso efetiva.


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Tenses Geostticas

Os esforos no interior das massas de solo sogerados pelas cargas externas aplicadas, eprincipalmente pelo peso prprio do solo.

Os esforos causados por carregamentosexternos, de um modo geral, so bastantecomplexos. O seu tratamento, normalmente realizado a partir de hiptese formuladas pelaTeoria da Elasticidade.

Tenses GeostticasEsforos devido ao peso prprio

Se a superfcie do terreno for horizontal, as tenses totais numadeterminada profundidade so determinadas considerandoapenas o peso prprio do solo sobrejacente.


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Tenses GeostticasEsforos devido ao peso prprio

Como a superfcie horizontal, no existem tenses decisalhamento nos planos horizontais.

Estes planos soplanos principais e as tenses totais verticaisso tenses principais.

Esforos devido ao peso prprio

Tenses Geostticas

Solo 1 J1

Solo 2 Jsat 2

Solo 3 Jsat 3z

vdz

0

JV

Se o solo for estratificado,Se o solo for estratificado,

as tenses totais verticaisas tenses totais verticaisso determinadas por meioso determinadas por meioda seguinte expresso:da seguinte expresso:


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Tenses Geostticas Superfcie Inclinada

Seja o caso de a superfcie do terreno no ser horizontal,

considerando o caso de um talude infinito, como se mostra na

figura abaixo:


Para que haja equilbrio esttico, Fe = Fd e tem a mesma linha

de ao. Da mesma forma, R = P.


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Considerando largura infinita na direo normal ao plano da figura, o valor

de P dado por:

Porm, como b = b0cos i , ento:

hbP J

ihbP cos0J


Tem-se ainda que

N= Pcos i e T= Psen i

Tais foras agem numa seo de rea igual a (bou 1)


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ihb

Pvv

cos0

JVV


ihb

Nnn

2

0cosJVV


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iihb

Tcossin

0

JWW

Peso Especfico Submerso

Seja o perfil de solo esquematizado na figura abaixo.

A tenso total (A tenso total (VV) no plano) no plano aa--aa se deverse dever contribuicontribuio do peso deo do peso de guaguae do peso de solo:e do peso de solo:

21 hh satw JJV


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A presso neutra (A presso neutra (uu) no plano considerado corresponde) no plano considerado corresponde pressopresso

hidrosthidrosttica:tica:


21 hhu w J

Dessa forma a tenso efetiva serDessa forma a tenso efetiva ser::


22 ')(' hhwsat JJJV

)(' 2121 hhhhu wsatw JJJVV

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