Correlações: Resistência não drenada

A velocidade da onda de cisalhamentoV_s também pode ser usada diretamente para esti- mar a resistência não drenada de solos argilososS_u. Muitos estudos foram feitos por pesquisado- res para desenvolver relações entre esses parâmetros. Uma visão geral de algumas correlações para argilas em todo o mundo é apresentada na Tabela 13. Observa-se que a maioria das expres- sões tem o mesmo formato, mas coeficientes de correlação diferentes. A principal razão para esse fenômeno é que o valor deS_udepende do método de ensaio usado. Portanto, é de grande importância conhecer a origem dos dados utilizados para se chegar a tais conclusões. O mesmo

formato pode ser expresso como:

S_u=aV_s^b (38)

Onde a e b são parâmetros de correlação que muitas vezes estão significativamente rela- cionados a condições específicas do local. Embora os resultados de estudos anteriores tenham produzido relações entreV_s eS_ucom bom desempenho, são necessários mais estudos em dife- rentes regiões.

Yun, Narsilio e Carlos Santamarina (2006) demostraram que, embora os fenômenos de pequenas e grandes deformações envolvam processos no nível de partícula muito diferentes e não sejam causalmente relacionados, eles são correlacionados por meio de sua variável de controle σ_v⁰. A velocidade da onda de cisalhamento é uma medida da rigidez do solo e da sua densidade. A rigidez é controlada pela tensão média efetivaσ_m⁰ no plano de polarização.

Portanto, a velocidade da onda de cisalhamento é uma função de potência da tensão efetiva que atua no sedimento, afirmam os autores.

Em um dos primeiros estudos a tratar sobre o tema, Dickenson (1994) analisou a resposta sísmica de argilas moles em profundidade e propôs uma relação entreV_seS_upara solos coesivos na área da Baía de São Francisco.

Blake e Gilbert (1997), propuseram um modelo empírico para inferir a resistência ao ci- salhamento não drenada a partir da velocidade de onda de cisalhamento em argilas normalmente consolidadas. O estudo concluiu que:

• a velocidade da onda de cisalhamento e a resistência ao cisalhamento não drenada estão relacionadas para argilas normalmente consolidadas.

• A incerteza nos valores de S_u inferidos nas mediçõesV_s está relacionada à variabilidade em G em uma determinada tensão efetiva.

• As medições da velocidade da onda de cisalhamento na mesma amostra consolidada sob diferentes tensões efetivas no laboratório podem subestimar a variabilidade emV_sem uma dada tensão efetiva no campo.

• As mediçõesin situdeV_s podem fornecer informações úteis para estimar o perfilin situ deS_uversusprofundidade.

Likitlersuang e Kyaw (2010) divulgaram um estudo propondo duas correlações paraV_s eS_u. Os dados de velocidade da onda de cisalhamento foram obtidos a partir do ensaio sísmico downholee da análise multicanal de onda de superfície (MASW) conduzidos em três locais em Bangkok, com profundidade de até 30m.

Yun, Narsilio e Carlos Santamarina (2006) utilizaram setenta testemunhos obtidos du- rante as perfurações realizadas no Golfo do México em abril e maio de 2005 para determinar

parâmetros geofísicos e geomecânicos (limite de liquidez e plasticidade, porosidade, pH, con- dutividade elétrica, velocidades das ondas P e S e resistência ao cisalhamento não drenada). O estudo viabilizou a proposição da correlação exposta na Tabela 13.

Com o objetivo de estabelecer correlações empíricas, Kulkarni, Patel e Singh (2010) coletaram amostras não perturbadas de três locaison-shoreeoff-shoredas regiões costeiras da Índia, onde grandes projetos de infraestrutura estavam sendo executados. Essas amostras foram testadas quanto às características físicas, químicas, mineralógicas e geotécnicas. Além disso, a velocidade da onda de cisalhamento de corpos de prova desses solos foi determinada usando bender elements. Com base nesses dados, correlações empíricas entre o índice de vazios, o índice de compressão e a resistência ao cisalhamento não drenada com a velocidade da onda de cisalhamento das argilas foram desenvolvidas.

Em sua pesquisa, Taboada et al. (2013) estabeleceram um banco de dados com medições in-situdeV_s e propriedades básicas da argila. Os dados foram coletados de onze investigações geotécnicas para o projeto e instalação de plataformasoff-shorefixas na Baía de Campeche. O banco de dados foi adaptado para desenvolver correlações empíricas entre a velocidade da onda de cisalhamento e a resistência ao cisalhamento não drenada, tensão vertical efetiva, teor de umidade, índice de vazios e OCR.

Agaiby e Mayne (2015) realizaram um extenso programa de pesquisa cujo principal ob- jetivo foi o desenvolvimento de um banco de dados geofísicos e laboratoriais de alta qualidade de trinta e sete locais bem documentados na Austrália, Brasil, Canadá, China, Itália, Japão, Coréia do Sul, Mar do Norte, Noruega, Cingapura, Suécia, Tailândia, Reino Unido, EUA e Vietnã. O estudo inclui medições de resistência ao cisalhamento não drenadas em amostras de argila através de ensaios de compressão triaxial. As velocidades das ondas de cisalhamento foram medidas no campo por ensaios downhole (DHT) e piezocones sísmicos (SCPTu). As análises do banco de dados compilado encontraram tendências aproximadas entre a resistência ao cisalhamento não drenada e a velocidade da onda de cisalhamento. Correlações provisórias são exploradas incluindo outros vários parâmetros, como limites de Atterberg, índice de vazios, (OCR) e tensões efetivas.

Duan et al. (2019) compilaram e analisaram estatisticamente um banco de dados de ar- gilas de Jiangsu para produzir correlações entreV_s e parâmetros geotécnicos (tensão vertical efetiva, peso específico, tensão de pré-consolidação, parâmetros específicos do local e resis- tência ao cisalhamento não drenada). Os autores observaram que os valores deV_s medidosin situse correlacionam satisfatoriamente com os valores(σ_vm⁰ )eS_u, e que a relação entreV_s eS_u mostra melhor desempenho do que as demais correlações do estudo.

Tabela 13 - Parâmetros de campo.

Correlações Local Metodologia de

Medição deS_u Pesquisador

V_s=23× S^0,475_u Argila da baía de

São Francisco CPT Dickenson

(1994)

S_u=1,87× V_s^1,12 Offshore USA (55

ensaios) Ensaio Triaxial

Blake e Gil- bert

(1997)

V_s=187×

S^0,475u

pa

^0,372

V_s=228×

S^0,475u

pa

0,510

Argilas de Bang- kok (três locais) com base nos en- saios down-hole e MASW, respectiva- mente

Não especificado

Likitlersuang e Kyaw (2010)

V_s=19,4× S^0,36_u Golfo do México

(38 ensaios) Não especificado Yun et al.

(2006)

S_u=5×10⁻⁴× V_s^2,5 Solos costeiros indi- anos (130 ensaios)

Triaxial não con- solidado não dre- nado

Kulkarni et al. (2010)

V_s=31× S^0,414_u Argila da baía do Campeche, México

Triaxial não con- solidado não dre- nado e Vane test

Taboada et al.

(2013)

S_u=0,152× V_s^1,142

Solos em todo o mundo (360 ensaios)

Compressão tria- xial

Agaiby

e Mayne

(2015)

S_u=0,0162× V_s^1,50 Jiangsu, China CPTU Duan et al.

(2019)

Legenda: Correlações entreVseSu(Solos Argilosos).

2 LOCAIS DE ESTUDO

O estudo consta da análise de três obras que apresentam um programa de ensaios de campo composto por sondagens, ensaios pressiométricos e ensaios sísmicos (MASW), apeli- dado comercialmente de Tomografia Sísmica por Imagem - TSI:

• Ponte do Vale – Gaspar, SC

• Prédio da instituição “O Pão dos Pobres de Santo Antônio”, Porto Alegre - RS

• Estação elevatória – Goiana - PE