A determinação do coeficiente de adensamento de um solo compressível tem se mostrado um grande desafio na prática de projetos de obras de infraestrutura. No laboratório, diversos são
os fatores que podem influenciar nos valores de cv ou ch obtidos, como o amolgamento das
amostras, a dimensão do corpo de prova, a razão do incremento de carga, o nível de tensão e a temperatura ambiente. No campo, tem-se que dificilmente as condições de contorno serão as mesmas de laboratório, o aterro pode ser alteado com velocidades e incrementos de carga diferentes do carregamento em laboratório, as tensões geradas variam com a profundidade e a possível existência de lentes de areias, não detectadas nas investigações geotécnicas, contribui para o aumento significativo da permeabilidade do depósito.
Ainda que o ensaio de laboratório representasse fielmente as condições de campo, deparar-se-ia com a interpretação dos resultados, uma vez que as hipóteses simplificadoras da teoria de adensamento de Terzaghi resultam em pequenas diferenças entre a curva teórica de
recalque versus tempo e a curva obtida nos ensaios. O método de Casagrande (log de t) e o
método de Taylor (raiz de t), utilizados na interpretação das curvas de adensamento, resultam em valores de coeficiente de adensamento que podem diferir entre si da ordem de 40%, variação esta encontrada para o depósito em estudo.
Apesar do conhecimento das dificuldades inerentes à determinação do parâmetro cv ou ch
que represente o depósito, o presente trabalho procurou avaliar a relação entre estes parâmetros
e outras características da argila em estudo e, particularmente, a razão ch/cv por meio de ensaios
de adensamento oedométrico.
Acredita-se que a comparação entre ch e cv, obtidos a partir do mesmo método de
interpretação da curva de adensamento, é lícita, uma vez que a diferença entre os valores reais e estimados será semelhante para os dois parâmetros, ou seja, considerando-se um mesmo fator
campo-laboratório para ch e cv, a razão entre eles será a mesma. A razão obtida contribuirá para
o dimensionamento dos drenos verticais, passíveis de serem utilizados na região de estudo, e para uma melhor previsão da evolução dos recalques com o tempo.
Para obtenção do ch, um método não usual foi proposto ao rotacionar a amostra 90o de sua
posição natural. Ao todo, foram realizados 30 ensaios de adensamento oedométrico com corpos
de prova rotacionados, para estimativa de ch.
De forma a complementar a caracterização geomecânica do depósito e atestar a coerência entre os resultados obtidos por meio de diferentes ensaios, também foram realizados ensaios de palheta, piezocone (embora não apresentados), caracterização completa e teor de matéria orgânica.
As principais conclusões do trabalho são apresentadas a seguir.
- Razão ch/cv entre os coeficientes de adensamento horizontal e vertical:
O depósito em estudo, localizado na região de Guaratiba, na Zona Oeste da cidade do Rio
de Janeiro, apresentou uma relação média de ch/cv de 1,2 para o domínio normalmente
adensado, porém com desvio padrão igual a 0,3, o qual é relativamente alto. Como valores para esta relação abaixo de 1 não fazem muito sentido, haja vista o processo de deposição dos sedimentos e a orientação preferencial das partículas do solo na horizontal, julga-se mais sensato estabelecer a faixa de valores entre 1,0 e 1,5 como representativa da anisotropia da permeabilidade do depósito analisado.
Ressalta-se que o valor de 1,5 é frequentemente adotado pelos projetistas no dimensionamento de drenos verticais quando não se dispõem de ensaios específicos, tendo-se como principal referência a relação encontrada para a argila do depósito de Sarapuí no trabalho do COUTINHO (1976). Conclui-se, diante da faixa de valores encontrada na presente pesquisa,
que a eventual adoção do valor de ch/cv igual a 1,5 para o presente depósito é válida, embora a
evolução dos recalques possa diferir consideravelmente caso a relação mais representativa do
depósito seja ch/cv =1,0, por exemplo. É evidente, portanto, a importância do monitoramento
dos recalques em obra, de forma a se verificar as premissas de projeto.
- Caracterização da argila mole da área de estudo
Os resultados dos ensaios de caracterização permitiram classificar o solo como argila orgânica de alta compressibilidade, em concordância com os valores da razão de compressibilidade, CR, que variaram entre 0,27 e 0,51 para as amostras de qualidade
satisfatória. O teor de umidade wn médio do depósito foi de 110% e variou entre 40 e 147%. A
correlação obtida entre o índice de compressão Cc e wn se mostrou satisfatória e próxima às
Os valores de wL e wP tiveram pouca variação e o IP médio foi de 40%, valor este relativamente baixo quando comparado com depósitos de regiões próximas. O teor de matéria orgânica variou entre 1,74 e 13,3%, valores bem abaixo dos característicos de camadas turfosas, para as quais o teor de matéria orgânica pode ultrapassar os 40%, indicando, assim, a ausência de turfas. O índice de vazios, das amostras com qualidade satisfatória, variou entre 1,8 e 3,8, com valor médio de 2,9, condizente com demais características do depósito.
Ao comparar estas características do solo em estudo com as apresentadas pelas argilas da Barra da Tijuca e Recreio dos Bandeirantes, percebe-se que, de maneira geral, as argilas de Guaratiba apresentam características um pouco menos desfavoráveis, em termos geotécnicos,
como valores médios de wL, wn, eo, IP, teor de matéria orgânica e CR menores.
O valor médio do coeficiente de adensamento vertical foi de 2,6 x 10-8 m²/s,
considerando-se apenas os resultados das amostras de qualidade boa a excelente e o nível de tensão de 100 kPa.
A permeabilidade vertical característica do depósito, obtida indiretamente e representativa
do solo no estado normalmente adensado, foi de 5,5 x 10-10 m/s. Já a permeabilidade horizontal,
sob as mesmas condições, teve o valor médio igual a 5,3 x 10-10 m/s. Estes valores
apresentam-se coerentes com o material em análise e com as referências.
Em relação à história de tensões do depósito, compararam-se os valores de OCR obtidos nos ensaios de adensamento oedométrico com aqueles estimados a partir dos ensaios de palheta, conforme a proposta de MAYNE e MITCHELL (1988). Os valores do OCR calculados pelo ensaio oedométrico foram, em geral, menores do que os obtidos pelo ensaio de palheta, de maneira que o valor médio obtido pelo primeiro método foi de 1,81 e o valor médio pelo último ensaio foi de 2,5. Esta diferença conduziu a um ajuste na equação de correlação utilizada, visando uma melhor estimativa de OCR pelo ensaio de palheta para o depósito em estudo.
A resistência ao cisalhamento não drenada, Su, variou entre 9,5 e 49,7 kPa, com média
igual a 16,2 kPa, considerada baixa, mas compatível com o solo em análise e com os valores de referência. A sensibilidade calculada, igual a 3,3, indica se tratar de uma argila de média sensibilidade.
- Qualidade das amostras e tubos amostradores utilizados
Apesar da preocupação ao serem utilizados tubos de PVC para a retirada de amostras indeformadas, material este não previsto em norma, 67% das amostras apresentaram qualidade
entre boa a regular e muito boa a excelente, de acordo com o critério de classificação proposto por COUTINHO (2007). Tendo em vista as dificuldades inerentes à amostragem da argila mole, especialmente na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro, a porcentagem obtida é considerada satisfatória.
Nas curvas de compressibilidade das amostras amolgadas, foram observadas as características marcantes deste tipo de amostra, conforme descrito na literatura, como redução da tensão de sobreadensamento, aumento do índice de recompressão, redução do índice de compressão e ausência da curva ligeiramente côncava no trecho normalmente adensado.
Para pesquisas futuras visando contribuição ao estudo dos solos moles da região de Guaratiba, são feitas as seguintes sugestões, relacionadas ou não à razão de permeabilidade:
1) Medição em laboratório, durante o ensaio de adensamento oedométrico, da
permeabilidade por meio do ensaio de carga variável, comparando-se os resultados assim obtidos com os estimados de forma indireta;
2) Avaliação do coeficiente de adensamento horizontal através dos resultados dos ensaios
de dissipação de poropressão e aplicação do método proposto por Houlsby e Teh
(1988), verificando-se as diferenças com o ch obtido no ensaio de adensamento;
3) Realização de ensaios de permeabilidade in situ por meio de piezômetros e cálculo do ch
a partir do k de campo e do coeficiente de variação volumétrica mv obtido no ensaio de
adensamento oedométrico;
4) Comparação da resistência de cone, obtida no ensaio de piezocone, com a resistência
não drenada do ensaio de palheta, de forma a obter o fator de cone Nkt representativo do
depósito;
5) Análises mais completas visando a possibilidade do uso do tubo de PVC na coleta de
amostras indeformadas, verificando-se a influência das características geométricas do tubo no amolgamento da amostra;
6) Complementação da caracterização do depósito, identificando-se a composição
mineralógica da argila por meio de ensaios de difração de raio-x e quantificando-se o teor de sais solúveis; e
7) Programação de ensaios de forma a estudar o adensamento secundário e verificar o