C ONCLUSÕES S OBRE O C OMPORTAMENTO M ECÂNICO DO S OLO

Os resultados de mineralogia e microscopia, obtidos no Capítulo 3, serviram como base para a explanação do comportamento mecânico do solo residual saprolítico em estudo, como discutido em seqüência.

A existência de expansividade em um baixo grau é justificada pela quantidade reduzida do argilo-mineral esmectita presente no solo.

A inclinação acentuada da reta de descompressão (elevado índice de recompressão), determinada pelos ensaios edométricos, é devida à microestrutura do solo composta pela predominância de placas de mica nas frações silte e argila. O índice de recompressão é tão maior quanto mais elevado o nível de tensões a que o solo foi submetido antes de ser descarregado. A presença do argilo-mineral expansivo esmectita, mesmo que em quantidade reduzida, também é responsável pela acentuação da reta de descompressão.

O estudo microscópico apresentado no capítulo anterior demonstrou que a microestrutura do solo é formada pelo empilhamento de placas micáceas, mas não pôde evidenciar uma estruturação por cimentação das partículas. Ao ser analisado o comportamento mecânico do solo em estudo, pôde-se concluir que ele apresenta estruturação entre as partículas. Esta conclusão foi realizada comparando-se ensaios edométricos em amostras naturais e em uma amostra remoldada, e localizando-se a máxima taxa de dilatância nas curvas tensão-deformação de ensaios triaxiais fortemente sobre-adensados.

A permeabilidade determinada para o solo mostra-se coerente, por ser reduzida com o aumento do nível de tensão e com a perda de estruturação.

O solo apresenta um comportamento mecânico anisotrópico, o qual pôde ser evidenciado pelo formato e inclinação da curva de escoamento e pela obtenção de envoltórias de resistência distintas para a situação de compressão e de extensão. Este comportamento pode estar associado à anisotropia existente na rocha originária, remanescente no solo residual saprolítico.

A envoltória de escoamento foi determinada pelo método gráfico de energia de deformação em função do comprimento do vetor tensão. Para as trajetórias de tensões em que o aumento do invariante p’ era mais expressivo, as curvas W.-.LSSV demonstraram melhor eficiência, enquanto que para as trajetórias em que o aumento do invariante q era mais expressivo, as curvas q.-. q demonstraram melhor facilidade de utilização.

Com base nos resultados dos ensaios edométricos, dos triaxiais de carregamento axial e dos triaxiais de descarregamento, acredita-se que o estado de tensões “in situ” (antes de qualquer alteração devida à obra do túnel) esteja localizado no centro da envoltória de escoamento e que possua tensão vertical efetiva próxima ao valor de 370 kPa. Com a alteração deste estado de tensões e ao ser atingida a envoltória de escoamento, esta se desloca juntamente com a trajetória de tensões, sem sofrer grandes variações de rotação, encolhimento e/ou expansão. Ou seja, o comportamento da envoltória de escoamento é essencialmente cinemático.

Ao ser efetuada a amostragem, o estado de tensões de campo foi reduzido a um nível próximo de zero, deslocando a envoltória de escoamento. Devido a isto, a envoltória determinada durante a fase de adensamento dos ensaios triaxiais de carregamento axial está localizada na origem do espaço das tensões. Nesta região, a envoltória de escoamento intersecciona a envoltória de ruptura, ocasionando um comportamento de resistência de pico seguida por amolecimento.

Após a amostra ser carregada a um nível de tensões elevado, a envoltória de escoamento determinada durante a fase de cisalhamento dos ensaios triaxiais de descarregamento localizou-se distante da envoltória de ruptura. Neste caso, o solo não apresenta um comportamento de resistência de pico seguida por amolecimento, mesmo se submetido a estados de tensões reduzidos. Isto ocorre porque a trajetória de tensões, ao alcançar esta região, está em contato com a curva de escoamento (o solo está normalmente adensado e as duas envoltórias não se interseccionam).

Nos trechos das curvas de compressibilidade anteriores ao escoamento, tanto para os ensaios edométricos quanto para os triaxiais, notou-se uma possível divisão em outros dois trechos, um quasi-elástico e outro pseudo-elástico.

Nos ensaios triaxiais realizados, pôde-se notar um aumento da rigidez do solo com o aumento da tensão confinante. Os ensaios muito sobre-adensados (1) e (2), os ensaios sobre- adensados por recarregamento (3) e (4) e os ensaios de descarregamento (7), (8) e (9) apresentaram um trecho inicial linear. Porém, o ensaio triaxial normalmente adensado (6) também apresentou um trecho inicial razoavelmente representável por uma reta.

Devido à presença de estruturação e ao comportamento tensão-deformação semelhante apresentado pelos ensaios triaxiais sobre-adensados e normalmente adensados, pode-se afirmar que o escoamento do solo refere-se principalmente à mudança de comportamento devido à perda de estrutura entre as partículas, e não à mudança de comportamento do regime elástico para o regime elasto-plástico.

Para ambas as situações de compressão e de extensão, o solo apresentou um intercepto de coesão nulo.

O valor reduzido da resistência do solo, refletido no valor de 28 graus para o ângulo de atrito interno (situação de compressão), é devido à predominância de partículas micáceas. De acordo com Souza Neto (2000), isto é atribuído à forma plana das partículas, as quais tendem a dificultar o entrosamento entre os grãos e a ocasionar perda de resistência devido à quebra dos grãos durante o cisalhamento.

A presença dos planos de descontinuidade e da macroestrutura orientada, ambas herdadas da rocha metamórfica original, poderá comandar a resistência do maciço como um todo.

Evidenciou-se um comportamento viscoso atuante no solo em estudo, a fluência no caso dos ensaios edométricos (aumento da deformação com carregamento constante) e a relaxação no caso dos ensaios triaxiais (diminuição da tensão com deformação constante). Entretanto, resultados de fluência e de relaxação não serão apresentados, por possuírem um grau de complexidade que requereria um estudo à parte. Para minimizar os efeitos da viscosidade e sua influência no comportamento mecânico do solo, procurou-se manter o mesmo tempo de adensamento para todos os ensaios, no caso o período de um dia.