XXV Congresso de Iniciação Científica
RESITÊNCIA AO CISALHAMENTO DE UM SOLO COMPACTADO EM FUNÇÃO DO ÍNDICE DE VAZIOS INICIAL
Caio Gustavo Torres de Sá Coppola, George de Paula Bernardes, Campus de Guaratinguetá, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá - UNESP, Engenharia Civil, caiocoppola@hotmail.com, Bolsa PIBIC - CNPQ.
Palavras Chave: Solo Compactado, Índice de Vazios Inicial, Cisalhamento Direto.
Introdução
Obras geotécnicas tais como aterros, estruturas de solo reforçado e barragens utilizam o solo como material de construção. A determinação das propriedades mecânicas destes solos requer ensaios de laboratório para definição dos procedimentos de lançamento e compactação de modo a garantir a estabilidade da obra segundo os critérios de projeto.
Objetivos
Este trabalho investigou, através de duas campanhas de ensaio, qual a influência do índice de vazios do início da fase de cisalhamento na tensão cisalhante máxima que define a envoltória de resistência (c` & φ`), utilizando uma prensa de Cisalhamento Direto.
Material e Métodos
A moldagem dos corpos-de-prova baseou-se nos resultados dos ensaios de compactação, para a determinação do peso específico seco máximo e a respectiva umidade ótima. O solo utilizado é proveniente de uma jazida no município de Lorena, SP, caracterizado como um solo residual maduro de biotita-gnaisse com densidade dos grãos de 2,738 g/cm3 e umidade higroscópica de 2,22%. Todos os corpos-de-prova foram moldados mantendo-se a umidade constante de 23%. Os grupos de amostras foram moldados com o índice de vazios de 0,90, 0,95, 1,00, 1,10 e 1,20. A relação índice de vazios e tensão de confinamento foi obtida utilizando uma prensa de adensamento e uma prensa tipográfica na moldagem dos corpos-de-prova. Em seguida, realizou-se o ensaio de Cisalhamento Direto para a determinação da tensão cisalhante máxima.
Resultados e Discussão
Com base nas envoltórias de resistência obtidas no presente estudo, os ângulos de atrito interno (φ`) obtidos foram bem próximos (21° e 20º), porém com valores de coesão (c`) diferentes sendo de 80,0 kPa para índice de vazios variável e 54,0 kPa para índice de vazios constante.
Pela Figura 1, observa-se que a tensão cisalhante máxima para as amostras com o índice de vazios
constante de 0,9, no início do cisalhamento, apresenta valores na faixa de 50,00 a 100 kPa. No caso do índice de vazios variável, as tensões de cisalhamento apresentaram valores bem superiores.
Para as amostras com índice de vazios variado é necessária uma tensão normal maior para obter a mesma tensão cisalhante de ruptura de quando o índice inicial é constante.
Figura 1. Tensão Cisalhante na ruptura em função do índice de vazios.
Conclusões
Os resultados mostraram que o índice de vazios inicial do solo residual maduro de biotita gnaisse compactado pode influenciar em sua resistência ao cisalhamento. O ângulo de atrito interno do solo não apresentou diferença significativa, no entanto, a coesão apresentou uma diferença de 48%. Além disso, observa-se que para amostras com índice de vazios inicial variável, existe a necessidade de aplicar uma maior tensão normal para obter uma tensão de cisalhamento na ruptura próxima ao valor do índice de vazios constante.
Agradecimentos
O autor agradece ao CNPq pelo apoio financeiro dado a realização dessa pesquisa e ao orientador pela oportunidade.
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1http://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1003_mecanica_d os_solos/2_Indices_Fisicos.pdf, acessado dia 8 de abril de 2011;
2http://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1003_mecanica_d os_solos/unidade_9.pdf, acessado dia 10 de abril de 2011;
3http://www.eng.uerj.br/~denise/pdf/resistenciacisalhamento.pdf, acessado dia 10 de abril de 2011;
4PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos. Ed. Oficina de Textos, São Paulo, 2000, p. 247.
