utilização de ensaios de campo na identificação de solos ... · conceito de colapso mecanismo...

Utilização de Ensaios de Campo na

Identificação de Solos Colapsíveis

João Barbosa de Souza Neto

Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF)

Fortaleza, novembro / 2013

Apoios:

Grupo GEGEP – UFPE

Consórcio Logos-Concremat

Ministério da Integração

Estrutura da Apresentação:

Conceito de Colapso.

Identificação de Solos Colapsíveis.

Limitações dos Ensaios de Laboratório.

Propostas com base em ensaios de campo:

Ensaio SPT-T

Ensaio Pressiométrico Duplo

Ensaios de Colapso “in-situ”- Placas

Conceito de Colapso

Mecanismo

de colapso

Potencial de

Colapso

o

ce1

ΔeεPC

Identificação de Solos Colapsíveis

PC (%) GRAVIDADE DO PROBLEMA

0 a 1 Sem problema

1 a 5 Problema moderado

5 a 10 Problemático

> 20 Problema muito grave

1001 oe

ePC

PC > 2 % - Colapsível

Vargas (1978)

Jennings e Knight (1975)

Limitações dos Ensaios de Laboratório

Coleta de Amostra

Indeformada

Ensaio Edométrico

Condições de contorno

nem sempre condizem com a

condição de campo.

Propostas Com Base em Ensaios de Campo

Ensaio SPT-T (Décourt e Quaresma Filho, 1994)

Índice de Torque

𝑇𝑅 =𝑇𝑚á𝑥𝑁

Solo Colapsível

2 < TR < 3

Propostas Com Base em Ensaios de Campo Ensaio SPT-T (Décourt e Quaresma Filho, 1994)

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5 6

T/N

SPT-T1 (Fev./02)

SPT-T1b (Out./02)

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50

N (SPT)

SPT-T1 (Fev./02)

SPT-T1b (Out./02)

75/23

50/8

50/15

45/1

1

48/17

61

Estação

seca

Estação

chuvosa

Descrição0

1

2

3

4

5

6

7

0 0,5 1

Pro

fun

did

ad

e (

m)

Areia fina siltosa,

não plástica,

fofa a medianamente

compacta

Areia fina siltosa,

com plasticidade ,

fofa a medianamente

comapcta.

Compacta a muito

compacta

Impenetrável à

percussão

Arenito da

Formação Tacaratu

Fim da sondagem

Déco

urt

e Q

uare

sm

a F

ilh

o (

1994)

Petrolândia-PE (Souza Neto, 2004;

Coutinho et al, 2004)

T = 1,5 N

R2 = 0,63

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30

NSPT

To

rqu

e (

kg

f.m

)..

Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al. 2004; Dourado, 2006)

Sonda

pressiométrica

Fonte de

pressão

CPV

Tubulação

Potencial de Colapso

Pressiométrico

nat2

o

nat2

owet2

o

2

i

2

i

2

fpress

r

rr

r

rrC

Pre

ssã

o

P0

Expansão

livre

r

Raio

Colapso

Solo saturado

Umidade natural

Translação da curva

(rf , Pf )REF

ri

ronat rosat

Pressiômetro de Mènard

Oliveira et al. (1999)

Ensaio Pressiométrico (Coutinho et al.2004; Dourado 2006)

(a) Trado tipo cavadeira

Adequados para solos arenosos secos

(b) Trado tipo helicoidal

Adequado para solos arenosos saturados

Trado Cavadeira

Solo Seco

Trado Cavadeira

Solo Úmido Petrolândia-PE

Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al. 2004; Dourado 2006)

Petrolândia-PE

Inundação

Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al, 2004; Dourado 2006)

0

200

400

600

800

0 500 1000 1500 2000

Pressão (kPa)

Vo

lum

e (c

m3)

PMT - condição natural

PMT - condição inundada

Prof. = 2 m

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60 80

Epnat/Epinun

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60 80

Ep (MPa)

PMT Umidade Natural

PMT Após Inundação

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60

N (SPT)

Estação Úmida

Estação Seca

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,5 1 1,5 2

Pro

fun

did

ad

e (

m)

CAMADA I

CAMADA II

(a) (b) (c)SPT>50

Petrolândia-PE

Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al. 2004; Dourado 2006)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 10 20 30 40

Cpress (%)

Colapso

Pressiométrico

(Kratz de Oliveira

et al. 1999)

PR

OB

LE

MÁ

TIC

O...

PR

OB

LE

MA

MO

DE

RA

DO....

SE

M P

RO

BLE

MA..

......

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 1 2

I

II

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 2 4 6 8 10

c (%)

Gravidade do problema

vi = 200kPa

SE

M P

RO

BLE

MA..

PR

OB

LE

MA

MO

DE

RA

DO......

PR

OB

LE

MÁ

TIC

O..

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 1 2

Pro

fun

dia

de

(m

)

I

II

(a)

SPT >50

SPT > 50 (b)

Classificação:

Jennings e Knight (1975)

Petrolândia-PE

Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 2004; Coutinho et al. 2010; Souza Neto et al. 2012)

Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 2004)

Sapata

Expansocolapsômetro

(Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 2004, Coutinho et al. 2010)

Etapas:

• - Abertura do furo

• - Nivelamento da base do

furo

• - Montagem do equipamento

• - Aplicação do carregamento

• - Inundação e medição do

colapso.

Trado nivelador

Souza Neto (2004)



wfinal

ipi

Z

ΔHε

wfinal

ipi

Z

ΔHε

Potencial de Colapso

?



Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 2012)



Correlação de resultados de ensaios de laboratório para aferir os ensaios de campo.

Coletas de amostras indeformadas a 0,50 m e 1,0 m em trecho experimental para ensaios edométricos simples.

Determinação do colapso em campo em diversas profundidades.

Obtenção do potencial de colapso – Correlação com laboratório.

Critério de Vargas (1978) – PC > 2%

Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 2012)



Metodologia adotada no PISF

(Souza Neto et al. 2012)

Considerações Finais 60 % do território do NE possui clima semiárido.

Ocorrência de solos especiais: colapsíveis e expansivos.

Grandes obras de infraestrutura – otimização das

investigações geotécnicas – ensaios de campo.

O Expansocolapsômetro tem se mostrado um método

simples e econômico para investigação de solos

colapsíveis.

Ensaios de laboratório são necessários para auxiliar na

interpretação dos resultados de campo

Modelagem numérica – interpretação racional

Agradecimentos

Grupo GEGEP / UFPE – Projeto Pronex

Prof. Roberto Quental Coutinho

Consórcio Logos-Concremat - Eng. Marcus Vinicius

Ministério da Integração – Eng. Eduardo Nina

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