𝜎 = 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝜎` = 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝐸𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑢 = 𝑃𝑜𝑟𝑜𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 4.1.4 Fatores que Influenciam na Resistência ao Cisalhamento
Quando se analisa a resistência ao cisalhamento, se deve levar em perspectiva alguns fatores que podem afetar a resistência do solo, aumentando-as ou diminuindo-as.
Esses fatores são; Condições de drenagem, Velocidade de ensaio, direção do ensaio e compacidade da amostra.
4.1.4.1 Condições de drenagem.
A estrutura dos solos desempenha, uma grande influência sobre a drenagem do próprio, podendo ser caracterizado pela sua estrutura.
Que pode ser do modo, prismático, maciço, grãos simples, granular, lâminas e blocos. Conforme a Figura 19 pode exemplificar.
Figura 19 - Tipos de Estruturas de solo
Fonte: Capeche (2008)
Salemi (2009) conceitua:
“[...], os poros entre agregados são os poros grandes que permitem rápida drenagem (alta percolação) de água no perfil. Assim, solos que apresentam a estrutura do tipo granular e em grãos simples, geralmente, por possuírem grande quantidade de poros, possuem drenagem classificada entre alta a excessiva, [...], de maneira oposta, solos com estruturas do tipo maciça e laminar apresentam baixo espaço poroso entre agregados. Desse modo, tais solos geralmente apresentam problemas de excesso de água devido à drenagem ser muito baixa, ou seja, lenta, [...], de modo intermediário, solo com estrutura prismática ou em blocos apresentam drenagem moderada pois apresentam poros em uma situação intermediária entre os solos bem drenados e os males drenados acima expostos. Cabe mencionar aqui que se os solos apresentarem estrutura prismática grande a muito grande, eles tenderão a serem solos mais mal drenados do que bem drenados”.
A condição de drenagem tem influência direta a pressão neutra e assim por consequência, na tensão efetiva.
4.1.4.2 Velocidade do ensaio.
A velocidade em que o ensaio é realizado, tem influência direta na resistência ao cisalhamento, ilustrando um solo argiloso, que pode ter um comportamento drenante, se a velocidade ao qual a carga foi aplicada for lenta, e se for aplicada muito rápido ocasiona um comportamento não drenante.
Em solos de origem arenosa, é preciso a aplicação de uma carga significante e rápida, para que não ocorra um comportamento drenante, já que o excesso da pressão neutra desaparece rapidamente ou nem ocorre.
4.1.4.3 Direção do Ensaio.
Anisotropia é a propriedade física, que cada material nesse caso, solo, possui quando ocorre a variação de direção. Como pode ser analisado na Figura 20.
Figura 20 - Anisotropia dos solos
Fonte: Gerscovich (2010)
Segundo Casagrande e Carrillo (1944), “Duas formas significativas distintas de anisotropia podem ser observadas nos solos. Estas podem ser denominadas ‘anisotropia inerente’ e ‘anisotropia induzida’.
GERSCOVICH (2010) conceitua:
“A anisotropia inerente foi definida como uma “característica inerente do material e completamente independente das solicitações aplicadas, resultante do próprio processo de deposição/sedimentação e formação do material, além de suas características mineralógicas. Do contrário, a anisotropia induzida foi definida como sendo “uma característica física devida exclusivamente às deformações associadas com tensões aplicadas”. Por definição, ela é uma parte essencial do processo de deformações de um solo, no entanto sua compreensão é dificultada pelo fato de que o estudo desta característica ser controlado pela rotação das tensões principais durante o cisalhamento. Dependendo da solicitação imposta, as magnitudes e direções das tensões principais variam”.
4.1.4.4 Compacidade da amostra.
Caputo (2010), aduz:
“O estado natural de um solo não coesivo (areia, pedregulho) define-se pelo chamado grau de compacidade, compacidade relativa ou densidade relativa. Lembrando que a compacidade demonstrada pelo solo analisado é diretamente proporcional ao ângulo de atrito”.
A compacidade relativa é formada por índice, para a determinação do grau de compactação de material granular, não coesivo.
Quando um solo denota uma compacidade relativa em cem por cento, isso representa que o mesmo está em máxima compacidade, ocasionando índices de vazios mínimos, caso sua compacidade relativa seja zero, o índice de vazio é máximo.
4.2 INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
O intuito da investigação geotécnica, está filiado ao perfil do projeto, durante o estudo geotécnico, se deve analisar as condições favoráveis e desfavoráveis. Escolhendo os parâmetros que vão ser observados, durante a construção, e a vida útil do projeto ou, caso necessário encontrar uma solução viável, supondo que ocorra algum empecilho
A defasagem de investigação ou uma lesiva interpretação de dados, tem como consequência, projetos que não atendem aos requisitos mínimos, atrasos, aumento de custos, devido ao fato das modificações e remediações. Lembrando que os dados coletados e seus resultados são documentos de projeto.
Existem vários fatores, que tem influência sobre a escolha do método de investigação. Como a natureza do material de subsuperfície, condição do lençol d’água, tipo de obra a ser construída ou investigada, heterogeneidade da área, topografia local, grau de conturbação de cada método investigativo, tempo, aspectos geoambientais, limitação de orçamento e aspectos políticos. Os dois últimos aspectos têm grande responsabilidade pela redução das investigações.
O êxito das análises dos ensaios de laboratório principia no campo, lembrando que a amostra, não deve apresentar somente cuidados físicos, mas também a representatividade da amostra colhida, ocorrendo uma conexão entre a investigação e a identificação das características a serem avaliadas.
4.2.1 Coleta de Amostras Indeformadas
Amostras indeformadas são corpos de prova, voltada as análises que são retiradas com a menor perturbação possível. De maneira a resguardar suas condições de umidade e estruturas, consistência natural ou compacidade.
Segmentando o solo, extraindo e conservando, fazendo com que sofra poucas ou nenhuma alteração. Essas amostras são utilizadas, para a verificação em laboratório de densidade e resistência de solo indeformado.
A quantidade de amostras indeformadas e a profundidade das coletas, são determinadas pelo projetista, equipe técnica que acompanha a obra e normativas, como a DNER-PRO 002/94 e a NBR 9820.
4.2.1.1 DNER-PRO 002/94
A DNER-PRO 002/94, que é complementada pela ASTMD 1587-74, sendo uma atualização da DNER- PRO 002/78, essa normativa rodoviária dita o procedimento para a obtenção de amostras indeformadas de solos, depósitos naturais ou quaisquer fontes de materiais terroso, cujo a destinação seja ensaios laboratoriais.
Na amostra indeformada, que é quando o solo sofre quase ou nenhuma modificação, se apresentando o mais próximo de sua estrutura natural.
Um bloco indeformado é aquele que assume um formato cúbico, oriundo de escavações como poços, cortes e trincheiras.
O amostrador “shelby tube” deve ser constituído de material anticorrosivo e resistente. Sendo possível analisar suas dimensões na tabela 1.
Tabela 1 - Dimensões de tubos de parede fina (shelby tube).
Os diâmetros da tabela 1, são apenas padronizações, não afirmando com isso que tubos com diferentes diâmetros não sejam utilizados. Sendo que os comprimentos dos tubos são teóricos, os reais comprimentos devem satisfazer a necessidade do estudo e as condições campo.
A obtenção da relação das áreas do diâmetro de um amostrador é adquirido pela Equação 11.
Equação 11 – Relação das Áreas do Amostrador