Teoria do Adensamento

(1)

Teoria do Adensamento

Tópicos complementares

GEOTECNIA II

SLIDES 09

Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt

(2)

Ensaio de Adensamento



Ensaio de compressão edométrica



Compressão de uma amostra de solo contida em um molde que

(3)

SLIDES 09 – Teoria do Adensamento 2/2

GEOTECNIA II – Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt

Ensaio de Adensamento



Ensaio de compressão edométrica



Emprego de amostras indeformadas



Atenção: evitar amolgamento



Amostra colocada em um anel metálico (5cm ≤ D ≤ 12cm)



Confinada no topo e na base por pedras porosas



Permite-se a saída de água



Sobre a pedra porosa:



Placa rígida de aço pela qual se aplicam as cargas



Anel metálico:



Restrição da deformação lateral



Permite apenas o adensamento

(4)

Ensaio de Adensamento



Ensaio de compressão edométrica



Aplicação dos carregamentos em etapas, em diversos

intervalos de tempo, até a sua estabilização



Mede-se a variação de altura em função do tempo



Novo acréscimo de carga:



Usualmente o dobro da tensão anterior



Repete-se o processo

(5)

Ensaio de Adensamento



Curva de compressibilidade

5 p vm



'



(6)

Ensaio de Adensamento



O que acontece durante a aplicação das cargas?



Compressão inicial:



Deformação inicial devido à saída de bolhas de ar



Não segue a Teoria do Adensamento



Adensamento primário:



Saída de água dos vazios



Variação no estado de tensões efetivas



Adensamento secundário:



Deformação residual lenta sob tensão efetiva ~ constante



Saída de água dos vazios com gradientes muito baixos

(7)

Ensaio de Adensamento

(8)

Ensaio de Adensamento



Interpretação do ensaio de adensamento

Quando iniciou

o adensamento primário?

Quando terminou

o adensamento primário?

Qual o valor do coeficiente de adensamento (c

_v

) do solo?

Método de Casagrande

Método de Taylor

t

H

T

c

_v d 2





(9)

Ensaio de Adensamento



Método de Casagrande ou log t

(10)

Ensaio de Adensamento



Método de Casagrande ou log t



Passo 1: determinar a altura inicial do CP



Correspondente ao início do adensamento primário!



Escolher um tempo inferior ao necessário para ocorrer 50% do

recalque:



Por exemplo: t = 1 min



Traçar um linha vertical até interceptar a curva



Ponto A da figura



Traçar uma linha horizontal



Fazer uma linha vertical correspondente a

t/4 até interceptar a linha horizontal

(11)

Ensaio de Adensamento



Método de Casagrande ou log t



Passo 1: determinar a altura inicial do CP



O ponto que esta linha intercepta a curva é o ponto C



O ponto que esta linha intercepta a linha horizontal é o ponto B



Replicar a distância do segmento BC para cima e obter o ponto D



Verificar a altura inicial do CP no eixo das ordenadas

11

Altura inicial do CP

H

₀

(12)

Ensaio de Adensamento



Método de Casagrande ou log t



Passo 2: determinar 100% do adensamento primário



Prolonga-se o trecho reto



Traça uma tangente

passando pela parte final

da curva de adensamento



Obtém-se a altura do CP

ao fim do adensamento

Primário (H

₁₀₀

)

t

H

T

c

_v d 2





50 2 50

)

5 ,

0 (

197 ,

0 t

H

c

_v



(13)

Ensaio de Adensamento



Método de Casagrande ou log t



Passo 3: Obter H

₅₀

e t

₅₀



H

₅₀

= (H

₀

+ H

₁₀₀

)/2



Obter t

₅₀

pela interceptação

com a curva e o valor H

₅₀



Calcular c

_v

(U = 50%)

13 50 2 50 2

)

5 ,

0 (

197 ,

0 t

H

t

H

T

c

_v





d



(14)



Método de Casagrande ou log t

Ensaio de Adensamento

H

₀

H

₁₀₀ 50 2 50

)

5 ,

0 (

197 ,

0 t

H

c

_v



(15)

Ensaio de Adensamento



Método de Taylor (raiz quadrada do tempo)



Representação gráfica:

(16)

Ensaio de Adensamento



Método de Taylor



Determinação do 0%

de adensamento



Prolongar o trecho

reto da curva até

interceptar o eixo y

(17)

Ensaio de Adensamento



Método de Taylor



Determinação do

90%

de

adensamento



Em qualquer parte do trecho reto

traçar uma horizontal até tocar na

curva



Aumentar o comprimento desta

horizontal em 15%, marcando o ponto



Unir o ponto de 0% de adensamento

com o ponto marcado anteriormente



O ponto em que a nova reta intercepta

a curva de adensamento corresponde

ao recalque de 90% (U = 90%)

17 90 2 50

)

5 ,

0 (

848 ,

0 t

H

c

_v





(18)

x 0,15.x

H

₀

H

₉₀

t

₉₀ 90 2 50

)

5 ,

0 (

848 ,

0 t

H

c

_v





(19)

Ensaio de Adensamento



Determinação de c

_v



Casagrande e Taylor dão resultados próximos



Dependendo do tipo de solo, um dos métodos será mais

adequado



Alguns não exibem a linearidade proposta por Taylor



O adensamento secundário pode inviabilizar Casagrande



O c

_v

varia de acordo com os incrementos de carga



Deve-se determinar c

_v

para o nível de tensões da obra

(20)

Adensamento Secundário



Evolução de recalques



Compressão inicial (bolhas de ar)



Adensamento primário (dissipação de poro-pressões)



Adensamento secundário



Adensamento secundário



Compressão lenta que ocorre após o adensamento



Pequenas poro-pressões???



Deformação viscosa/fluência???



Com o tempo, o contato entre os minerais argila se desfaz,

(21)

Adensamento Secundário



Coeficiente de adensamento secundário

25

• Definido em termos de

variação de deformação

específica ou de índice de

vazios

• Valores típicos de Cαε =

0,5 a 3%

• Valores são maiores

para argilas plásticas

0 1 e

C

e









)

log(t

e

C

_e







)

log(t

C

v









(22)

Adensamento Secundário



Exemplo



H

₀

= 10m



Adensamento primário depois de 2 anos



Considere Cαε = 1%



Qual o acréscimo de recalque após 20 anos de construção? E após

200 anos?

0 0

_log(

₎

)

log(

/

)

log(

t

H

C

t

H

t

C

v





















_ 







H

m

H

0 ,

01 log

20 log

2

10

0 ,

10 :

anos

20 Tempo























H

m

H

0 ,

01 log

200 log

2

10

0 ,

20 :

anos

200 Tempo



















(23)

Processos para acelerar os recalques



Pré-carregamento



Aplicar uma carga maior do que a carga real de projeto

durante o período de execução da obra



Ao se alcançar o recalque o previsto para a obra, retira-se

o carregamento



O solo “não mais se deformará”



Não esquecer do adensamento secundário...

(24)

Processos para acelerar os recalques



Drenos verticais



Função: acelerar recalques por

meio da diminuição dos caminhos de

percolação



Recalque total não será afetado, a

não ser que o processo construtivo

provoque amolgamento



Cálculos: teoria de adensamento

em termo de coordenadas cilíndricas



Executar tapete drenante para

conduzir a água



Os drenos podem ser de:



Areia

(25)

Recalques durante o período construtivo



Velocidade de carregamento



Ensaio de adensamento

: carregamento praticamente

imediato



Pequeno aterro

: poucas semanas



Edifício

: aumento do carregamento ao longo de alguns

meses



Barragem

: construção ao longo de alguns anos

(26)

Recalques durante o período construtivo



Teoria de Adensamento de Terzaghi



Considera carregamentos imediatos



O próprio Terzaghi propôs uma forma de considerar

carregamentos não imediatos



Carregamento linear →

recalque ao fim do carregamento é

igual ao que ocorresse se fosse carga imediata no instante

médio



Recalques admitidos como proporcionais aos

carregamentos (hipótese necessária para t < tc)

(27)

Recalques durante o período construtivo

32

Curva

teórica

Curva

real

(28)