UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA
CENTRO DE CIENCIAS E TECNOLOGIA
CURSO DE P6S GRADUAQAO EM ENGENHARIA CIVIL
CAMPUS II - CAMPINA GRANDE
ESTIMATIVA DOS PARAMETROS GEOTECNICOS E DA
CAPACIDADE DE CARGA DE UM DEPOSITO ARENOSO DA
REGIAO DE MACEIO UTILIZANDO UM CONE ELETRICO
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MARTA PEREIRA DE FARIAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA-UFPB CENTRO DE CIENCIAS E TECNOLOGIA-CCT
COORDENACAO DOS CURSOS DE POS-GRADUACAO EM ENGENHARIA C I V I L DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA C I V I L
AREA DE GEOTECNIA
ESTIMATIVA DOS PARAMETROS GEOTECNICOS E DA CAPACIDADE
CARGA DE UM DEPOSITO ARENOSO DA REGIAO DE MACEI
6
UTILIZANDO UM CONE E L E T R I C O
P o r
Campina G r a n d e
DISSERTACAO SUBMETIDA AO CURSO DE PO S -GRADUACAO EM ENGENHARIA C I V I L DA UNIVERSI DADE FEDERAL DA PARAIBA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSARIOS PARA A OBTENCAD DO TITULO
DE MESTRE EM ENGENHARIA. A p r o v a d a p o r : Raimundo L e i d i m a : r B e z e r r a , D.Sc, O r i e n t a d o r )
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W i l s o n C o n c i a n i , D.Sc, ( E x a m i n a d o r i n t e r n o )/I
i c h e t i , D.Sc. ( E x a i ^ n a r f o r e x t e r n o )D E D I C A T O R I A
A o s meus p a i s
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A G R A D E C I M E N T O S
Meus s i n c e r o s a g r a d e c i m e n t o s a s t o d a s a s p e s s o a s e i n s t i t u i g o e s que a j u d a r a m a r e a l i z a g a o d e s t e t r a b a l h o e m a i s e s p e c i a l m e n t e :
I n i c i a l m e n t e a DEUS que s e m p r e ao meu l a d o n a o me p e r m i t i u d e s i s t i r n u n c a d e s t a g r a n d e m i s s a o . Ao P r o f e s s o r e o r i e n t a d o r R a i m u n d o L e i d i m a r B e z e r r a p e l a o r i e n t a g a o f o r n e c i d a d u r a n t e a r e a l i z a g a o d e s t e t r a b a l h o . Ao P r o f e s s o r W i l s o n C o n c i a n i , que a p e s a r d e n a o s e r meu o r i e n t a d o r s e m p r e t e v e b o a v o n t a d e em a j u d a r q u a n d o s o l i c i t a d o . Ao P r o f e s s o r A b e l G a l i n d o M a r q u e s p e l o a p o i o e i n c e n t i v o p a r a a r e a l i z a g a o d o s e n s a i o s , p e l o a p o i o t e c n i c o a t r a v e s de s u a e m p r e s a AGM G e o t e c n i c a . Aos f u n c i o n a r i o s da e m p r e s a AGM G e o t e c n i c a q u e c o n t r i b u i r a m com a r e a l i z a g a o d o s e n s a i o s de campo. Ao CNPq - C o n s e l h o N a c i o n a l d e P e s q u i s a , p e l a b o l s a de e s t u d o c o n c e d i d a . Aos c o l e g a s que p a r t i c i p a r a m c o m i g o d o s e n s a i o s : C a r l o s A l b e r t o Germano e R o b e r t o A n t o n i o C o r d e i r o d a S i l v a (UFC), P e s s o a (AGM) .
V A m i r i h a p r i m a e g r a n d e a m i g a R o z e l i a P e r e i r a , p e l o g r a n d e a p o i o . A ATECEL ( A s s o c i a c a o T e c n i c a C i e n t i f i c a E r n e s t o L u i z de O l i v e i r a J u n i o r ) p e l a a j u d a f i n a n c e i r a que t o r n o u p o s s i v e l a r e a l i z a c a o d e s t e t r a b a l h o . Aos f u n c i o n a r i o s da a r e a de G e o t e c n i a da UFPB/CG, e s p e c i a l m e n t e J o s e S o b r e i r a , R u i P e r e i r a de O l i v e i r a e D. M a u r i s a B e z e r r a de A r a i i j o p e l a a j u d a e a m i z a d e no d e c o r r e r de t o d o o c u r s o de m e s t r a d o . Aos c o l e g a s do C u r s o de P o s - G r a d u a g a o p e l o i n s e n t i v o e a t o d o s que de m a n e i r a d i r e t a o u i n d i r e t a c o l a b o r a r a m p a r a a c o n c l u s a o d e s t e t r a b a l h o .
vi I N D I C E CAPITULO 1 - INTRODUCAO 1 . 1 . G e n e r a l i d a d e s 1 1.2. O b j e t i v o s 2 1.3. O r g a n i z a g a o d a D i s s e r t a g a o 2 CAPITULO 2 - REVISAO B I B L I O G R A F I C A 2 . 1 . H i s t o r i c o 4 2 . 1 . 1 . Cone de P e n e t r a g a o M e c a n i c o 4 2 . 1 . 2 . Cone de P e n e t r a g a o E l e t r i c o 6 2.1.3. P i e z o c o n e 7 2.2. A p l i c a b i l i d a d e do E n s a i o 9 2 . 2 . 1 . E s t r a t i g r a f i a e C l a s s i f i c a g a o do S o l o 1 1 2 . 2 . 2 . P a r a m e t r o s G e o t e c n i c o s O b t i d o s p a r a S o l o s A r e n o s o s 13 2 . 2 . 2 . 1 . D e n s i d a d e R e l a t i v a 14 2 . 2 . 2 . 2 . P a r a m e t r o de E s t a d o (y) 18 2 . 2 . 2 . 3 . T e n s a o H o r i z o n t a l i n s i t u (a'ho) 1 9 2 . 2 . 2 . 4 . A n g u l o de A t r i t o E f e t i v o {<]>' ) 23 2 . 2 . 2 . 5 . M o d u l o de D e f o r m a b i l i d a d e (E') 26 2 . 3 . 2 . 6 . M o d u l o de C i s a l h a m e n t o ( "max / u 2.2.3. A p l i c a g a o D i r e t a em P r o j e t o s de F u n d a g o e s 29
vii 2 . 2 . 3 . 1 . C a l c u l o da C a p a c i d a d e de C a r g a De F u n d a c o e s P r o f u n d a s 29 2 . 2 . 3 . 1 . 1 . M e t o d o de SCHMERTMANN 29 2 . 2 . 3 . 1 . 2 . M e t o d o de DE RUITER e BERINGEN 32 2 . 2 . 3 . 1 . 3 . M e t o d o de BUSTAMANTE e GLANESELLI 34 2 . 2 . 3 . 1 . 4 . M e t o d o de SOLETANCHE 36 2 . 2 . 3 . 1 . 5 . M e t o d o de SANGLERAT 37 2 . 2 . 3 . 1 . 6 . M e t o d o de MEYERHOFF 39 2 . 2 . 3 . 1 . 7 . M e t o d o de PHILIPPONNAT 40 2 . 2 . 3 . 1 . 8 . M e t o d o s B r a s i l e i r o s 4 1 M e t o d o AOKI-VELLOSO 4 1 M e t o d o VELLOSO . 42 2 . 2 . 4 . C a l c u l o de R e c a l q u e s de F u n d a c o e s S u p e r f i c i a i s 43 2 . 2 . 4 . 1 . M e t o d o de SCHMERTMANN 43 2 . 2 . 4 . 2 . M e t o d o de MEYERHOFF 46 2.3. E s t a c a s R o t a t i v a s - I n j e t a d a s 46
CAPITULO 3 - DESCRICAO DO EQUIPAMENTO U T I L I Z A D O NOS ENSAIOS
3 . 1 . G e n e r a l i d a d e s 49
3.2. A M a q u i n a de C r a v a c a o 49
3 . 2 . 1 . D i s p o s i t i v o de C r a v a c a o 5 1
v i i i 3.2.3. D i s p o s i t i v e - de T r a n s p o r t e 55 3.2.4. D i s p o s i t i v o de R e a c a o 56 3.2.5. 0 Cone 58 3.2.6. S i s t e m a de N i v e l a m e n t o 59 3.2.7. S i s t e m a de A q u i s i g a o de Dados 60
CAPITULO 4 - DESCRICAO DOS ENSAIOS REALIZADOS
4 . 1 . L o c a l U t i l i z a d o p a r a o s E n s a i o s 62 4 . 1 . 1 . A s p e c t o s G e o l o g i c o s e G e o t e c n i c o s d a C i d a d e de M a c e i o 62 4.2. E n s a i o s R e a l i z a d o s e P r o c e d i m e n t o s 73 4.3. D i f i c u l d a d e s E n c o n t r a d a s p a r a a R e a l i z a g a o d o s E n s a i o s 76 4.4. R e s u l t a d o s d o s E n s a i o s 78
CAPITULO 5 - ANALISE E DISCUSSAO DOS RESULTADOS
5 . 1 . C l a s s i f i c a g a o d o s S o l o s 82 5.2. P a r a m e t r o s G e o t e c n i c o s E s t i m a d o s 87 5 . 2 . 1 . A n g u l o de A t r i t o E f e t i v o , <t>f 87 5.2.2. D e n s i d a d e R e l a t i v a , Dr 8 8 5.2.3. M o d u l o de D e f o r m a b i l i d a d e , E' 89 5.2.4. M o d u l o de C i s a l h a m e n t o M a x i m o , Gm a x 9 0
ix
5.3. C o r r e l a g o e s CPT-SPT 9 1
5.4. A p l i c a g a o D i r e t a a P r o j e t o s de F u n d a g o e s 95
5 . 4 . 1 . C a l c u l o d a C a p a c i d a d e de C a r g a de F u n d a g o e s 95
CAPITULO 6 - CONCLUSOES E SUGESTOES PARA FUTURAS PESQUISAS
6 . 1 . C o n c l u s o e s 104 6.2. S u g e s t d e s p a r a f u t u r a s p e s q u i s a s 106 CAPITULO 7- REFENCIAS B I B L I O G R A F I C A S 108 APENDICE I 118 APENDICE I I 123 APENDICE I I I 128
X L I S T A D E F I G U R A S F i g u r a 2.1- Cone h o l a n d e s com p r o t e c a o c o n t r a a e n t r a d a d e s o l o ( S a n g l e r a t , 1972) 6 F i g u r a 2 . 2 - Cone e l e t r i c o da FTJGRO- t i p o s u b t r a c a o ( V e l l o s o e L o p e s , 1996) 8 F i g u r a 2.3- Sonda p i e z o m e t r i c a ( W i s s a e t a1., 1975) 9 F i g u r a 2.4- P r o p o s t a p a r a c l a s s i f i c a c a o de s o l o a p a r t i r de r e s u l t a d o s de CPT ( D o u g l a s e O l s e n , 1981) 12 F i g u r a 2.5- G r a f i c o p a r a c l a s s i f i c a c a o de s o l o a p a r t i r de d a d o s de CPT ( R o b e r t s o n e t a i . , 1986) 13 F i g u r a 2.6- E f e i t o da c o m p r e s s i b i l i d a d e da a r e i a s o b r e qc, a'Vo e Dr ( R o b e r t s o n e C a m p a n e l l a , 1 9 8 3 a ) 17 F i g u r a 2.7- R e l a c a o qc, a 'v o e Dr p a r a a r e i a de T i c i n o (a) n o r m a l m e n t e a d e n s a d a e (b) p r e - a d e n s a d a ( B a l d i e t a l . , 1986) 18 F i g u r a 2.8- R e l a c a o e n t r e k e m em f u n c a o de Xss ( B a l d i e t a l . , 1986) 20 F i g u r a 2. 9 - R e l a c o e s 0 'V O/ qc, <(>' ( R o b e r t s o n e C a m p a n e l l a , 1983a) 24 F i g u r a 2.10- R e p r e s e n t a c a o g r a f i c a do m e t o d o de D u r g l u n o g l u e M i t c h e l ( 1 9 7 5 ) a p u d M a r c h e t t i ( 1 9 8 8 ) 26 F i g u r a 2.11- Abaco p a r a e s t i m a t i v a do m o d u l o de d e f o r m a b i l i d a d e p a r a a a r e i a de T i c i n o , a p a r t i r dos d a d o s de CPT ( B e l l o t i e t a l . , 1989) 27 F i g u r a 2.12- D e f i n i c a o do M o d u l o de C i s a l h a m e n t o Maximo, Gm a x 28 F i g u r a 2.13- M e t o d o de S c n m e r t m a n n p a r a d e t e r m i n a r a
x i r e s i s t e n c i a de p o n t a u n i t a r i a ( R o g e r i o , 1984) 30 F i g u r a 2.14- C u r v a de c o e f i c i e n t e s K p a r a e s t a c a s de c o n c r e t o c r a v a d a s em a r e i a ( R o g e r i o , 1 9 8 4 ) 3 1 F i g u r a 2 . 1 5 - C a l c u l o da r e s i s t e n c i a de p o n t a m e d i a (De R u i t e r e B e r i n g e n , 1 9 7 9 ) 33 F i g u r a 2.16- P e r f i s de i n d i c e de d e f o r m a g a o e s p e c i f i c a ( V e l l o s o e L o p e s , 1996) 45 F i g u r a 2.16- E s t a c a r o t a t i v a - i n j e t a d a com d o i s b u l b o s 47 F i g u r a 3.1- M a q u i n a de C r a v a g a o u t i l i z a d a n a p r e s e n t e p e s q u i s a 50 F i g u r a 3.2- D i s p o s i t i v o de C r a v a g a o 53 F i g u r a 3.3- D e s e n h o s e s q u e m a t i c o s do r e g i s t r a d o r de p r o f u n d i d a d e e c i r c u i t o e l e t r o n i c o de l e i t u r a ( B e z e r r a , 1996) 55 F i g u r a 3.4- S i t u a g o e s u t i l i z a d a s p a r a a a n c o r a g e m da m a q u i n a de c r a v a g a o 57 F i g u r a 3.5- D e t a l h e do d i s p o s i t i v o de a n c o r a g e m 58 F i g u r a 3.6- Pe m e t a l i c o com macaco p a r a n i v e l a m e n t o do e q u i p a m e n t o 59 F i g u r a 3.7- S i s t e m a de A q u i s i g a o de Dados 60 F i g u r a 4.1- L o c a l de r e a l i z a g a o d o s e n s a i o s de CPT n a c i d a d e de M a c e i o 63 F i g u r a 4.2- Segao g e o l o g i c a da r e g i a o l a g u n a r da c i d a d e de M a c e i o , b a s e a d a na i n t e r p r e t a g a o de r e f r a g a o s i s m i c a ( L i m a , 1990) 66 F i g u r a 4.3- P e r f i s SPT d a r e g i a o p e s q u i s a d a : ( a ) SPT1, ( b ) SPT2 e ( c ) SPT 3 68 F i g u r a 4.4- C u r v a s c a r g a x r e c a l q u e o b t i d a s a p a r t i r de
xii p r o v a s de c a r g a n o l o c a l d o s e n s a i o s ; ( a ) P C I e ( b ) PC2 69 F i g u r a 4 . 5 - C o m p a r a g a o e n t r e o s f u r o s de s o n d a g e m SPT2, SPT3 e SPT4 70 F i g u r a 4.6- P e r f i l g e o t e c n i c o do f u r o de c o l e t a d e a m o s t r a s de s o l o 72 F i g u r a 4.7- C u r v a g r a n u l o m e t r i c a do s o l o do d e p o s i t o p e s q u i s a d o 73 F i g u r a 4.8- Comparagao e n t r e o s g r a f i c o s d e r e s i s t e n c i a de p o n t a x p r o f u n d i d a d e p a r a o s e n s a i o s r e a l i z a d o s 80 F i g u r a 4.9- R e s i s t e n c i a d e a t r i t o l a t e r a l x p r o f u n d i d a d e p a r a CPT3 8 1 F i g u r a 5 . 1 - C l a s s i f i c a g a o do d e p o s i t o p e s q u i s a d o s e g u n d o a p r o p o s t a d e D o u g l a s e O l s e n ( 1 9 8 1 ) 8 1 F i g u r a 5.2- C l a s s i f i c a g a o do d e p o s i t o p e s q u i s a d o s e g u n d o a p r o p o s t a de R o b e r t s o n e t a l . ( 1 9 8 6 ) 83 F i g u r a 5 . 3 - P e r f i l do d e p o s i t o e n s a i a d o b a s e a d o n a c l a s s i f i c a g a o d e D o u g l a s e O l s e n ( 1 9 8 1 ) 86 F i g u r a 5.4- P e r f i l do d e p o s i t o e n s a i a d o b a s e a d o n a c l a s s i f i c a g a o d e R o b e r t s o n e t a l . ( 1 9 8 6 ) 86 F i g u r a 5 . 5 - C a p a c i d a d e s d e c a r g a p r e v i s t a s x m e d i d a s com d i a m e t r o n o m i n a l p a r a a s e s t a c a s E l e E2 100 F i g u r a 5.6- C a p a c i d a d e s de c a r g a p r e v i s t a s x m e d i d a s com d i a m e t r o e f e t i v o p a r a a s e s t a c a s E l e E2 1 0 1 F i g u r a 5.7- C a p a c i d a d e s de c a r g a p r e v i s t a s x m e d i d a s com d i a m e t r o n o m i n a l p a r a a s e s t a c a s E3 102 F i g u r a 5.8- C a p a c i d a d e s de c a r g a p r e v i s t a s x m e d i d a s com d i a m e t r o e f e t i v o p a r a a s e s t a c a s E3 103
F i g u r a A I . l - Cone e l e t r i c o u t i l i z a d o n o p r e s e n t e t r a b a l h o F i g u r a A I . 2 - Cone e r a s p a d o r de l a m a F i g u r a A I . 3 - P o n t a c e g a u t i l i z a d o em camadas de p e d r e g u l h o s F i g u r a A I . 4 - V i s t a s u p e r i o r de p a r t e d a m a q u i n a de c r a v a c a o m o s t r a n d o a b e r t u r a p a r a p a s s a g e m do c o n e e h a s t e s e r e g i s t r a d o r de p r o f u n d i d a d e F i g u r a A I . 5 - M a q u i n a de c r a v a g a o u t i l i z a d a n e s t a p e s q u i s a F i g u r a A I . 6 - Chave u t i l i z a d a na c r a v a g a o d a s a n c o r a s do s i s t e m a de r e a g a o F i g u r a A I . 7 Cone, c a b o e l e t r i c o , h a s t e , a d a p t a d o r c o n e -h a s t e e d i s s i p a d o r de a t r i t o F i g u r a A I . 8 - A n c o r a h e l i c o i d a l u t i l i z a d a n a a n c o r a g e m da m a q u i n a de c r a v a g a o F i g u r a A I I . l - R e s i s t e n c i a de p o n t a x p r o f u n d i d a d e p a r a CPT1 F i g u r a A l l . 2 - R e s i s t e n c i a de p o n t a x p r o f u n d i d a d e p a r a CPT2 F i g u r a A l l . 3 - R e s i s t e n c i a de p o n t a x p r o f u n d i d a d e p a r a CPT3 F i g u r a A I I I . l - R e g r e s s a o l i n e a r de qc-NSPT p o r f u r o F i g u r a A I I I . 2 - R e g r e s s a o l o g a r i t m i c a de qc- NSpT p o r f u r o F i g u r a A I I I . 3 - R e g r e s s a o l i n e a r de qc-NSPT p a r a c a d a camada de s o l o F i g u r a A I I I . 4 - R e g r e s s a o l o g a r i t m i c a de qc-NSpT p a r a c a d a camada de s o l o ' F i g u r a A I I I . 5 - R e g r e s s a o l i n e a r de fs-NSPT p a r a c a d a camada p a r a o F u r o 3 F i g u r a A I I I . 6 - R e g r e s s a o p o t e n c i a l de qc- NS P T p a r a o F u r o 3
xiv L I S T A D E T A B E L A S T a b e l a 2 . 1 - A p l i c a b i l i d a d e d o s e n s a i o s de c o n e ( L i m n e e t a l . , 1 9 9 7 ) ' 1 0 T a b e l a 2 . 2 - C l a s s i f i c a c a o d e s o l o s b a s e a d a em d a d o s de CPT ( L u n n e e t a l . , ( 1 9 9 7 ) 12 T a b e l a 2 . 3 - V a l o r e s p a r a o f a t o r de c o m p r e s s i b i l i d a d e , Qc ( K u l h a w y e Mayne, 1 9 9 0 ) 17 T a b e l a 2.4- V a l o r e s de f s p a r a d i v e r s o s t i p o s d e e s t a c a s ( S c h m e r t m a n n , 1 9 7 8 ) 32 T a b e l a 2 . 5 - V a l o r e s d o s c o e f i c i e n t e s kc e a p a r a v a r i o s t i p o s de s o l o ( B u s t a m a n t e e G i a n e s e l l i , 1 9 8 2 ) 35 T a b e l a 2 . 6 - V a l o r e s d e ap ( R o g e r i o , 1 9 8 4 ) 36 T a b e l a 2 . 7 - V a l o r e s t i p i c o s d e as p a r a v a r i o s t i p o s de s o l o ( R o g e r i o , 1 9 8 4 ) 37 T a b e l a 2 . 8 - V a l o r e s u s u a i s de af ( R o g e r i o , 1 9 8 4 ) 37 T a b e l a 2 . 9 - V a l o r e s de F3 s u g e r i d o s p o r P h i l i p p o n n a t ( 1 9 8 0 ) 40 T a b e l a 2 . 1 0 - V a l o r e s de a4 de a c o r d o com P h i l i p p o n n a t ( 1 9 8 0 ) 4 1 T a b e l a 2 . 1 1 - V a l o r e s d e F-, e F2 p a r a v a r i o s t i p o s d e e s t a c a s ( C i n t r a e A l b i e r o , 1 9 8 5 ) 42 T a b e l a 4.1- C o l u n a E s t r a t i g r a f i c a d a c i d a d e d e M a c e i o ( C a r v a l h o e t a l . , 1 9 8 7 ; L i m a , 1 9 9 0 ) 67 T a b e l a 4.2- V a r i a b i l i d a d e d o s f u r o s de sondagem SPT2, SPT3 e SPT5 em r e l a g a o ao f u r o de s o n d a g e m SPT4 70 T a b e l a 4 . 3 a - E n s a i o s de CPT r e a l i z a d o s n a p r e s e n t e p e s q u i s a 74 T a b e l a 4.3b- E n s a i o s de SPT r e a l i z a d o s n a p r e s e n t e p e s q u i s a 74 T a b e l a 4 . 3 c - E n s a i o s de p r o v a d e c a r g a r e a l i z a d o s n a
X V p r e s e n t e p e s q u i s a 74 T a b e l a 5 . 1 - Par ante t r o s g e o t e c n i c o s e s t i m a d o s a p a r t i r d o s r e s u l t a d o s de CPT 87 T a b e l a 5 . 2 - P a r a m e t r o s e s t i m a d o s p e l o SPT 89 T a b e l a 5 . 3 - C o m p a r a c a o e n t r e v a l o r e s do m o d u l o de d e f o r m a c a o e s t i m a d o s p o r a l g u n s m e t o d o s 90 T a b e l a 5.4- C o m p a r a c a o e n t r e v a l o r e s do m o d u l o d e c i s a l h a m e n t o e s t i m a d o s p o r a l g u n s m e t o d o s 9 1 T a b e l a 5 . 5 a - C o r r e l a g o e s CPT-SPT d o d e p o s i t o e n s a i a d o p o r 93 f u r o s p a r a e s t i m a t i v a d e K T a b e l a 5.5b- C o r r e l a g o e s CPT-SPT do d e p o s i t o e n s a i a d o p o r camadas p a r a e s t i m a t i v a d e K 93 T a b e l a 5 . 5 c - C o r r e l a g o e s CPT-SPT do d e p o s i t o e n s a i a d o p o r camadas p a r a e s t i m a t i v a d e a p a r a o F u r o 3 9 4 T a b e l a 5 . 5 d - C o r r e l a g o e s CPT-SPT do d e p o s i t o e n s a i a d o p a r a e s t i m a t i v a de a p a r a o F u r o 3 9 4 T a b e l a 5.6- A s p e c t o s d a s e s t a c a s e n s a i a d a s 96 T a b e l a 5.7- C a p a c i d a d e de c a r g a p a r a a s e s t a c a s t r e s e s t a c a s e n s a i a d a s p a r a o s d i a m e t r o s n o m i n a l e e f e t i v o e s t i m a d a p a r a v a r i o s m e t o d o s 98 T a b e l a 5.8- D i f e r e n g a s p e r c e n t u a i s e n t r e PC e o s m e t o d o s b a s e a d o s em CPT e SPT 98
xvi L I S T A D E A B R E V T A T U R A S E S I M B O L O S A a A c r e s c i m o de t e n s a o na base da f u n d a c a o a ' Tensao e f e t i v a <|>' A n g u l o de a t r i t o e f e t i v o o 'm T e n s a o e f e t i v a m e d i a CJ'VO T e n s a o v e r t i c a l e f e t i v a i n i c i a l ea D e f o r m a c a o a x i a l m e d i a ctf C o e f i c i e n t e d e p e n d e n t e d o t i p o de f u n d a c a o Oh T e n s a o h o r i z o n t a l t o t a l ap F a t o r de e s c a l a do e n s a i o ccs C o e f i c i e n t e d e p e n d e n t e do t i p o de s o l o Ass I n c l i n a c a o d a l i n h a de e s t a d o c r i t i c o E2 D e f o r m a g a o e s p e c i f i c a
Az E s p e s s u r a de uma das n camadas de s o l o A C o n s t a n t e d e p e n d e n t e d a d e n s i d a d e d e a r e i a
P A n g u l o de p l a s t i c i d a d e
Ci F a t o r d e p r o f u n d i d a d e d a f u n d a c a o
xvii Co, C i , C2 C o n s t a n t e s do s o l o u t i l i z a d a s p o r BALDI e t a l . , ( 1 9 8 6 ) CPT Cone P e n e t r a t i o n T e s t CPTU Cone P e n e t r a t i o n T e s t w i t h m e a s u r e m e n t o f p o r e - p r e s u r e Cu C o e f i c i e n t e de u n i f o r m i d a d e D D i a m e t r o e x t e r n o da e s t a c a Dr D e n s i d a d e r e l a t i v a E M o d u l o de d e f o r m a b i l i d a d e Ef M o d u l o de d e f o r m a b i l i d a d e s e c a n t e f F a t o r tempo F i , F2 C o e f i c i e n t e s de e s c a l a e n t r e a e s t a c a e o CPT X F a t o r de c a r r e g a m e n t o (3 F a t o r de d i m e n s a o da b a s e a F a t o r de execucao da e s t a c a FR Razao de a t r i t o fs A t r i t o l a t e r a l G0 M o d u l o de c i s a l h a m e n t o m a x i m o h i E s p e s s u r a da camada IE,P I n d i c e de d e f o r m a c a o e s p e c i f i c a Iz F a t o r de i n f l u e n c i a da d e f o r m a c a o no c e n t r o de c a d a camada de qc c o n s t a n t e k F a t o r da r e l a g a o e n t r e a t r i t o da e s t a c a e a t r i t o do c o n e k, m P a r a m e t r o s d e t e r m i n a d o s em f u n g a o da i n c l i n a g a o da l i n h a de e s t a d o c r i t i c o
xviii K0 {NA) C o e f i c i e n t e d e empuxo no r e p o u s o p a r a s o l o s n o r m a l m e n t e a d e n s a d o s K0 C o e f i c i e n t e d e empuxo n o r e p o u s o K0(PA) C o e f i c i e n t e de empuxo no r e p o u s o p a r a s o l o s p r e -a d e n s -a d o s m P a r a m e t r o d e p e n d e n t e d a c o m p a c i d a d e d e a r e i a e do v a l o r de OCR NS P T= N Numero de g o l p e s a p l i c a d o s a o s 30 cm f i n a i s do a m o s t r a d o r SPT OCR Razao de p r e - a d e n s a m e n t o pa P r e s s a o a t m o s f e r i c a \\f P a r a m e t r o de e s t a d o PC E n s a i o de p r o v a de c a r g a y Peso e s p e c i f i c o do s o l o q T e n s a o d e v i d o ao p e s o do s o l o QA F a t o r d e e n v e l h e c i m e n t o QC F a t o r de c o m p r e s s i b i l i d a d e qci R e s i s t e n c i a de p o n t a n o r m a l i z a d a QL R e s i s t e n c i a l a t e r a l l i m i t e da e s t a c a QOCR F a t o r de p r e - a d e n s a m e n t o qp R e s i s t e n c i a de p o n t a d a e s t a c a qs R e s i s t e n c i a d e p o n t a qu R e s i s t e n c i a d e p o n t a u n i t a r i a n a r u p t u r a R Razao de a t r i t o
xix Rf Razao de a t r i t o Si R e c a l q u e i m e d i a t o da f u n d a g a o SPT S t a n d a r d P e n e t r a t i o n T e s t i n g Su R e s i s t e n c i a ao c i s a l h a m e n t o nao d r e n a d a U P e r i m e t r o da e s t a c a
X X
ESTIMATIVA DOS PARAMETROS GEOTECNICOS E DA CAPACIDADE DE CARGA DE UM DEPOSITO ARENOSO DA REGIAO DE MACEIO UTILIZANDO UM CONE
E L E T R I C O RE SUMO Desde a d e c a d a de 80 tern s i d o r e a l i z a d a s v a r i a s p e s q u i s a s no B r a s i l u t i l i z a n d o o e n s a i o CPT/CPTU. No e n t a n t o a m a i o r i a d e s t a s p e s q u i s a s f o r a m r e a l i z a d a s em d e p o s i t o s de a r g i l a s m o l e s . E s t e t r a b a l h o d e p e s q u i s a tern p o r f i n a l i d a d e a p r e s e n t a r e d i s c u t i r os r e s u l t a d o s de uma campanha de e n s a i o s d e CPT, r e a l i z a d a em um d e p o s i t o de s o l o a r e n o s o n a f a i x a l i t o r a n e a d a c i d a d e de M a c e i o ( A L ) . N e s t a p e s q u i s a c o m p a r o u - s e o s r e s u l t a d o s de CPT com o s r e s u l t a d o s de SPT e de e n s a i o de p r o v a de c a r g a . Houve tambem uma t e n t a t i v a de e s t i m a r as c o n s t a n t e s de c o r r e l a c a o CPT-SPT, K e a. Os r e s u l t a d o s d o s e n s a i o s CPT d e m o n s t r a r a m q u e a s c a r t a s de c l a s s i f i c a g a o e as c o r r e l a g o e s e m p i r i c a s e x i s t e n t e s p a r a a e s t i m a t i v a da m a i o r i a d o s p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s d o d e p o s i t o e s t u d a d o s a o a d e q u a d a s . C o n c l u i - s e q u e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s com o CPT p e r m i t i r a m uma b o a e s t i m a t i v a d a c a p a c i d a d e de s u p o r t e d e e s t a c a s p a r a a m a i o r i a d o s m e t o d o s de c a l c u l o u t i l i z a d o s .
xxi
ESTIMATION OF GEOTECHNICAL PARAMETERS AND BEARING CAPACITY OF A SANDY S O I L DEPOSIT FROM REGION OF MACEIO THROUGH OF U T I L I S A T I O N OF
THE E L E C T R I C CONE ABSTRACT S i n c e t h e d e c a d e o f t h e 8 0 s , v a r i o u s r e s e a r c h e s h a v e b e e n r e a l i s e d i n B r a z i l u s i n g t h e CPT/CPTU t e s t s . H o w e v e r , t h e m a j o r i t y o f t h e s e r e s e a r c h e s w e r e done o n s o f t c l a y d e p o s i t s . The p u p o r s e o f t h i s r e s e a r c h w o r k i s t o p r e s e n t a n d d i s c u s s t h e r e s u l t s o f a c a m p a i g n o f CPT t e s t s d o n e o n a s a n d y s o i l d e p o s i t f r o m t h e c o a s t a l s t r i p o f t h e c i t y o f M a c e i o , AL. I n t h i s r e s e a r c h , t h e r e s u l t s o f CPT w e r e c o m p a r e d w i t h t h e r e s u l t s o f SPT a n d t h e l o a d i n g t e s t . An a t t e m p t was made t o e s t i m a t e t h e c o n s t a n t s o f c o r r e l a t i o n CPT-SPT, K a n d a . The r e s u l t s o b t a i n e d f o r t h e CPT t e s t showed g o o d p e r f o r m a n c e i n s o i l c l a s s i f i c a t i o n a n d i n e s t i m a t i o n o f t h e m a j o r i t y o f g e o t e c h n i c a l p a r a m e t e r s . W i t h r e g a r d t o t h e b e a r i n g c a p a c i t y o f p i l e s , t h e t e s t p r e s e n t e d v e r y c o v e r g e t r e s u l t s f o r t h e m a j o r i t y o f t h e m e t h o d s o f c a l c u l a t i o n u s e d .
C A P I T U L O 1 I N T R O D U C A O 1.1. G e n e r a l i d a d e s P a r a a o b t e n c a o de p r o j e t o s de f u n d a c o e s e c o n o m i c o s e a d e q u a d o s , e n e c e s s a r i o o c o n h e c i m e n t o d e t a l h a d o d a s c a r a c t e r i s t i c a s do s u b s o l o , n o q u a l s e r a i m p l a n t a d a a f u n d a g a o . As c a r a c t e r i s t i c a s g e o t e c n i c a s , p a r a s e r e m u t i l i z a d a s no p r o j e t o , podem s e r o b t i d a s a t r a v e s d e e n s a i o s l a b o r a t o r i a i s o u e n s a i o s " i n s i t u " . Os e n s a i o s de l a b o r a t o r i o p e r m i t e m o c o n t r o l e d a s c o n d i g o e s de t e n s a o , d e f o r m a g a o e d r e n a g e m , mas, n o e n t a n t o , a o b t e n g a o de a m o s t r a s i n d e f o r m a d a s e m u i t o d i f i c i l , e q u a s e i m p o s s i v e l p a r a s o l o s n a o c o e s i v o s , p r o p o r c i o n a n d o a s s i m i m p r e c i s a o e g r a n d e d i s p e r s a o n o s p a r a m e t r o s o b t i d o s . As l i m i t a g o e s d o s e n s a i o s l a b o r a t o r i a i s t a i s como a p e r t u r b a g a o da a m o s t r a g e m p r o v o c a d a p e l o t r a n s p o r t e e p r e p a r a g a o do c o r p o - d e - p r o v a s a o , em p a r t e , e v i t a d a s p e l o s e n s a i o s " i n s i t u " . Nos u l t i m o s a n o s o e n s a i o de c o n e d e p e n e t r a g a o (CPT) o u o e n s a i o de c o n e com m e d i d a de p o r o - p r e s s a o ( p i e z o c o n e o u CPTU) tern a d q u i r i d o g r a n d e p r o j e g a o n o m e i o g e o t e c n i c o , p o r t r a t a r - s e de urn e n s a i o de e x e c u g a o s i m p l e s , q u e o f e r e c e r e s u l t a d o s
Capitulo 1 - Introdugao
2 c o n t i n u o s de e x c e l e n t e r e p e t i b i l i d a d e e g r a n d e p o t e n c i a l i d a d e p a r a d e t e c c a o de camadas m u i t o f i n a s . A t r a v e s do CPT e p o s s i v e l o b t e r v a r i o s p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s , a l e m d a d e f i n i c a o com d e t a l h e s do p e r f i l e s t r a t i g r a f i c o , p a r a a p l i c a c a o d i r e t a em p r o j e t o s de f u n d a c o e s . 1.2. O b j e t i v o s A p r e s e n t e d i s s e r t a g a o tern como o b j e t i v o a v a l i a r o s p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s , o p e r f i l e s t r a t i g r a f i c o o b t i d o a p a r t i r de c a r t a s de c l a s s i f i c a g a o de s o l o s , a l e m d a e s t i m a t i v a d a c a p a c i d a d e de c a r g a de uma e s t a c a r o t a t i v a i n j e t a d a , i n s t a l a d a no d e p o s i t o a r e n o s o da c i d a d e de M a c e i o - A L . E tambem o b j e t i v o d e s t e t r a b a l h o urn e s t u d o c o m p a r a t i v o e n t r e os r e s u l t a d o s d o s e n s a i o s CPT e SPT p a r a e s s e d e p o s i t o a r e n o s o . 1.3. O r g a n i z a c a o d a D i s s e r t a g a o E s t e t r a b a l h o e s t a d i v i d i d o em 7 c a p i t u l o s e 3 a p e n d i c e s , s e n d o o C a p i t u l o 1 a i n t r o d u g a o . 0 C a p i t u l o 2 a p r e s e n t a uma b r e v e r e v i s a o d a l i t e r a t u r a s o b r e CPT, n a q u a l sao a b o r d a d o s o s t i p o s de c o n e , a p l i c a g o e s e m e t o d o s p a r a o s c a l c u l o s d a c a p a c i d a d e de c a r g a e r e c a l q u e s de f u n d a g o e s p r o f u n d a s e s u p e r f i c i a i s . No C a p i t u l o 3 e a p r e s e n t a d a uma d e s c r i g a o do e q u i p a m e n t o u t i l i z a d o , m o s t r a n d o as p a r t i c u l a r i d a d e s do mesmo.Capitulo 1 - Introdugao
No C a p i t u l o 4 t e m - s e uma d e s c r i g a o d o s e n s a i o s r e a l i z a d o s , na q u a l c o n s t a a l o c a l i z a g a o d o s mesmos, c a r a c t e r i z a c a o g e o l o g i c a e g e o t e c n i c a do l o c a l e n s a i a d o , e p r o c e d i m e n t o s de e n s a i o . No C a p i t u l o 5 s a o a p r e s e n t a d o s e a n a l i s a d o s o s r e s u l t a d o s d o s e n s a i o s . As c o n c l u s o e s g e r a i s do t r a b a l h o e as s u g e s t o e s p a r a f u t u r a s p e s q u i s a s s a o a p r e s e n t a d a s no C a p i t u l o 6. As r e f e r e n c i a s b i b l i o g r a f i c a s c o n s u l t a d a s sao a p r e s e n t a d a s no C a p i t u l o 7.C A P I T U L O 2 R E V I SAO B I B L I O G R A F I C A 2.1. HISTORICO 2.1.1. Cone d e P e n e t r a c a o M e c a n i c o Os p r i m e i r o s e n s a i o s de p e n e t r a g a o de c o n e s u r g i r a m na d e c a d a de 3 0 , n a H o l a n d a . 0 e n g e n h e i r o BARENTSEN d e s e n v o l v e u um e q u i p a m e n t o , d e n o m i n a d o c o n e holandes, p a r a i n v e s t i g a r a r g i l a s m o l e s e tambem e s t r a t o s a r e n o s o s q u e s u p o r t a v a m e s t a c a s . E s t e t i p o de c o n e r e c e b e u v a r i a s d e n o m i n a c o e s , t a i s como, ensaio d e penetracao e s t a t i c a ( d e v i d o a v e l o c i d a d e de c r a v a g a o ) e ensaio de penetracao continua ( d e v i d o ao f a t o de f o r n e c e r i n f o r m a g o e s q u a s e c o n t i n u a s ) . 0 e q u i p a m e n t o e r a c o n s t i t u i d o p o r uma h a s t e i n t e r n a de a g o q u e s e d e s l o c a v a l i v r e m e n t e n a d i r e g a o v e r t i c a l , um c o n e f i x o em s u a e x t r e m i d a . d e e um t u b o e x t e r n o . A h a s t e e o t u b o e r a m c r a v a d o s no s o l o m a n u a l m e n t e , p o i s e r a m s e m p r e u t i l i z a d o s em s o l o s de b a i x a r e s i s t e n c i a . Mesmo e s t e c o n e p r i m i t i v o j a p o s s u i a as d i m e n s o e s p a d r o n i z a d a s a t u a l m e n t e q u e s a o : a r e a d a b a s e do c o n e i g u a l a 10cm2 e v e r t i c e com a n g u l o de 6 0 ° . A r e s i s t e n c i a a p e n e t r a g a o , u n i c a g r a n d e z a m e d i d a p e l o e q u i p a m e n t o , e r a l i d a num m a n o m e t r o e p l o t a d a n o e i x o d a s a b s c i s s a s , e a p r o f u n d i d a d e n o e i x o d a s o r d e n a d a s . O v a l o r e r a
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdftca
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c o r r i g i d o s u b t r a i n d o - s e o p e s o d a h a s t e i n t e r n a . A p r o f u n d i d a d e maxima d e p e n e t r a g a o e r a 10m a 12m. P o s t e r i o r m e n t e , o l a b o r a t o r i o de M e c a n i c a d o s S o l o s D e l f t , tambem d e s e n v o l v e u um c o n e m a n u a l , e s e g u n d o SANGLERAT ( 1 9 7 2 ) , o mesmo e r a c r a v a d o n o s o l o a t r a v e s de um macaco m a n u a l , u t i l i z a n d o c a r g a s s u p e r i o r e s a 250kN e a t i n g i n d o p r o f u n d i d a d e s a t e 30m. 0 e q u i p a m e n t o a p r e s e n t a v a - s e s o b d o i s t i p o s : ( 1 ) c o n e com p o n t a m o v e l : a r e s i s t e n c i a d e p o n t a e r a m e d i d a i s o l a d a m e n t e p e l o a v a n g o d a p o n t a ; ( 2 ) c o n e com p o n t a f i x a : a p o n t a do c o n e e a h a s t e m o v i a m - s e s i m u l t a n e a m e n t e , m e d i n d o - s e a r e s i s t e n c i a de p o n t a e o a t r i t o l a t e r a l .Segundo LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) , o c o n e D e l f t p o s s u i a uma c a p a c i d a d e de lOOkN ( l O t f ) . E s t e e q u i p a m e n t o tambem a p r e s e n t a v a um r e v e s t i m e n t o e x t e r n o p a r a e l i m i n a r o s e f e i t o s de a t r i t o . Sua c r a v a g a o c o n s i s t i a p r i m e i r a m e n t e em i n t r o d u z i r no s o l o c e r c a de 150mm d a p o n t a c o n i c a e p o s t e r i o r m e n t e o r e v e s t i m e n t o ; mas n o s n i v e i s s e g u i n t e s as d u a s p e g a s e r a m c r a v a d a s s i m u l t a n e a m e n t e . Em ambos o s e n s a i o s m e d i a - s e o a t r i t o em t o d a a h a s t e . E n t r e t a n t o , e s t e e q u i p a m e n t o a l e m da r e s i s t e n c i a de p o n t a , f o r n e c i a tambem a r e s i s t e n c i a t o t a l , i s t o e, a r e s i s t e n c i a de p o n t a somada a r e s i s t e n c i a l a t e r a l .
De a c o r d o com LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) , VERMEIDEN e PLANTEMA ( 1 9 4 8 ) , a d i c i o n a r a m ao c o n e h o l a n d e s o r i g i n a l uma r e d u g a o g r a d u a l de d i a m e t r o l o g o a c i m a d a p o n t a c o n i c a . 0 o b j e t i v o d e s t a n o v a g e o m e t r i a e r a e v i t a r a e n t r a d a de s o l o n a f e n d a e n t r e o r e v e s t i m e n t o e a h a s t e d o e q u i p a m e n t o ( v e r F i g u r a 2.1) .
A i n d a s e g u n d o LUNNE e t a J . ( 1 9 9 7 ) , BEGEMANN f o i quern m e l h o r o u s u b s t a n c i a l m e n t e o c o n e h o l a n d e s , a d i c i o n a n d o - l h e uma
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de p o n t a e t o t a l , o b t e n d o - s e a s s i m , o a t r i t o l a t e r a l p e l a d i f e r e n c a e n t r e as d u a s . BEGEMANN ( 1 9 6 5 ) u t i l i z o u a r a z a o de a t r i t o (R = fs/ qc) p a r a c l a s s i f i c a r as camadas de s o l o . F i g u r a 2 . 1 - Cone h o l a n d e s com p r o t e c a o c o n t r a a e n t r a d a de s o l o ( S a n g l e r a t , 1 9 7 2 ) . Segundo SANGLERAT ( 1 9 7 2 ) , P a r e z d e s e n v o l v e u um c o n e de p e n e t r a g a o q u e s e c o n e c t a v a a um p i s t a o d e um p e q u e n o macaco h i d r a u l i c o , n o q u a l uma p r e s s a o de o l e o t r a n s m i t i a a p r e s s a o p a r a o m a n o m e t r o l o c a l i z a d o n a s u p e r f i c i e d o t e r r e n o . E s t e c o n e a p r e s e n t a v a - s e em t r e s t a m a n h o s : d i a m e t r o s d e 4 5 , 75 e 110mm. 2.1.2. Cone d e P e n e t r a c a o E l e t r i c o 0 p r i m e i r o c o n e de p e n e t r a g a o e l e t r i c o s u r g i u em 1 9 4 8 , n a H o l a n d a , e f o i p r o d u z i d o p e l o e n g e n h e i r o BARKER. Em 1957 f o i p r o d u z i d o o p r i m e i r o p e n e t r o m e t r o e l e t r i c o D e l f t , n o q u a l se p o d i a m e d i r o a t r i t o l a t e r a l l o c a l s e p a r a d a m e n t e . No a n o de 1965 f o i d e s e n v o l v i d o um c o n e p e l a Fugro, d e n o m i n a d o " t i p o subtracao", F i g u r a 2.2, a s s i m d e n o m i n a d o p o r q u e n a p r i m e i r a c e l u l a de c a r g a m e d i a - s e a r e s i s t e n c i a de p o n t a , e n a s e g u n d aCapitulo 2 - Revisao Bihliografica
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m e d i a - s e , s i m u l t a n e a m e n t e , a r e s i s t e n c i a de p o n t a e o a t r i t o l a t e r a l ( r e s i s t e n c i a t o t a l ) . 0 v a l o r do a t r i t o l a t e r a l e r a o b t i d o a p a r t i r da d i f e r e n g a e n t r e o s v a l o r e s m e d i d o s n a s d u a s c e l u l a s de c a r g a . Na d e c a d a de 70 o s c o n e s e l e t r i c o s p a s s a r a m a m e d i r a r e s i s t e n c i a de p o n t a e o a t r i t o l a t e r a l l o c a l p o r m e i o de c e l u l a s de c a r g a e l e t r i c a s .De a c o r d o com DE RUITER ( 1 9 7 1 ) , a p u d QU7ARESMA e t a l . ( 1 9 9 6 ) , e x i s t i a m d o i s t i p o s de c o n e e l e t r i c o : o p r i m e i r o e r a c a p a z de m e d i r a p e n a s r e s i s t e n c i a de p o n t a , e n q u a n t o que o s e g u n d o , d e n o m i n a d o c o n e de a t r i t o , a l e m da r e s i s t e n c i a de p o n t a m e d i a tambem a t r i t o l a t e r a l . N e s t e t i p o de e q u i p a m e n t o a r e s i s t e n c i a de p o n t a e r a m e d i d a a t r a v e s de uma c e l u l a de c a r g a com " s t r a i n gauges", e a r e s i s t e n c i a de a t r i t o l a t e r a l e r a m e d i d a a t r a v e s de uma c e l u l a de c a r g a f i x a a l u v a de a t r i t o , s i t u a d a a c i m a da b a s e do c o n e . Os c o n e s e l e t r i c o s a p r e s e n t a r a m uma g r a n d e e v o l u g a o em r e l a g a o aos c o n e s m e c a n i c o s , p o i s as c e l u l a s de c a r g a a p r e s e n t a m uma m a i o r s e n s i b i l i d a d e e f o r n e c e m v a l o r e s m a i s e x a t o s , s e n d o as m e d i d a s e l e t r i c a s m a i s s i m p l e s e m a i s c o n f i a v e i s e p o s s i b i l i t a m l e i t u r a s c o n t i n u a s e r e g i s t r o f a c i l i t a d o d o s r e s u l t a d o s . 2 . 1 . 3 . P i e z o c o n e Em 1 9 7 4 , no C o n g r e s s o E u r o p e u de E n s a i o s de P e n e t r a g a o (ESOPT-I) em E s t o c o l m o , f o r a m a p r e s e n t a d o s e x e m p l o s de m e d i d a de p o r o - p r e s s a o d u r a n t e a p e n e t r a g a o do c o n e . E s t e e q u i p a m e n t o e r a e x a t a m e n t e um c o n e e l e t r i c o p r o v i d o de um t r a n s d u t o r de p o r o - p r e s s a o a s s o c i a d o a um e l e m e n t o p o r o s o . E s t e e l e m e n t o
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e r a g e r a l m e n t e p o s i c i o n a d o p r o x i m o a p o n t a do c o n e . E s t e t i p o de c o n e e c o n h e c i d o como wP i e z o c o n e " e a s i g l a e m p r e g a d a p a r a r e p r e s e n t a r o e n s a i o e CPTU. 1- A n e l de v e d a c a o de s o l o ; 2- A n e l de v e d a c a o de a g u a ; 3- C e l u l a de c a r g a t o t a l ; 4- C e l u l a de c a r g a de p o n t a . F i g u r a 2 . 2 - Cone e l e t r i c o d a FUGP.O- t i p o s u b t r a g a o ( V e l l o s o e L o p e s , 1 9 9 6 ) . Em 1 9 7 5 , TORSTENSSON e WISSA d e s e n v o l v e r a m s i m u l t a n e a m e n t e d u a s s o n d a s g e o m e t r i c a m e n t e s e m e l h a n t e s ( v e r F i g u r a 2 . 3 ) . Ambas t i n h a m o p r o p o s i t o p r i n c i p a l de m e d i r a p o r o - p r e s s a o d u r a n t e a c r a v a g a o . No e n t a n t o , as s o n d a s tambem p e r m i t e m a d e t e r m i n a g a o d a p e r m e a b i l i d a d e d a camada a t r a v e s s a d a e o c o e f i c i e n t e de a d e n s a m e n t o , a p a r t i r d a o b s e r v a g a o d a v e l o c i d a d e de d i s s i p a g a o do e x c e s s o de p o r o -p r e s s a o (LUNNE e t a l . , 1 9 9 7 ) . Segundo QUARESMA e t a l . ( 1 9 9 6 ) , no B r a s i l f o r a m r e a l i z a d o s a l g u n s e n s a i o s com o p i e z o c o n e em v a r i a s i n s t i t u i g o e s p u b l i c a s o u p r i v a d a s , s a o e l a s : COPPE/UFRJ, PUC/RJ, UFPE, UFRGS e UFPB.Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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Tubo Transdutor de p r e s s a o A n e i s de vedacao A n e i s de vedacao Rosea p a r a conexao Cabo e l e t r i c o Transdutor Pedra porosa F i g u r a 2 . 3 - Sonda p i e z o m e t r i c a ( W i s s a e t a l . , 1 9 7 5 ) . De a c o r d o com BEZERRA e t a l . ( 1 9 9 4 ) , o p i e z o c o n e d e s e n v o l v i d o p e l a COPPE/UFRJ s o f r e u v a r i a s a l t e r a g o e s d e s d e s u a p r i m e i r a v e r s a o . 0 COPPE I , c o n s i d e r a d o de l a g e r a g a o , r e a l i z a v a m e d i d a s a p e n a s de r e s i s t e n c i a de p o n t a e p o r o -p r e s s a o . 0 COPPE I I e I I I , de 2a g e r a g a o , e r a m c a p a z e s de m e d i r r e s i s t e n c i a de p o n t a , p o r o - p r e s s a o e r e s i s t e n c i a l a t e r a l . 0 COPPE I V , de 3a g e r a g a o , a l e m de r e a l i z a r as m e d i d a s a t r i b u i d a s as v e r s o e s a n t e r i o r e s tambem p e r m i t e m e d i d a s de p o r o - p r e s s a o em d u a s p o s i g o e s d i f e r e n t e s , f a c e e b a s e , e d e s v i o d a v e r t i c a l . 0 COPPE-IV tambem a p r e s e n t a n o v o s s e n s o r e s d o t a d o s de a m p l i f i c a d o r e s i n t e r n o s de s i n a i s e de c e l u l a s de c a r g a com c o m p e n s a g a o e s p e c i a l d e v a r i a g a o de t e m p e r a t u r a . 0 CPTU a p r e s e n t a m a i o r a p l i c a g a o q u e o CPT, p o i s em v i r t u d e d a s m e d i d a s de p o r o - p r e s s a o d u r a n t e a e x e c u g a o do e n s a i o , e p o s s i v e l e s t i m a r OCR, o c o e f i c i e n t e de a d e n s a m e n t o e o c o e f i c i e n t e de p e r m e a b i l i d a d e . 2.2. A P L I C A B I L I D A D E DO ENSAIONos u l t i m o s a n o s , o s e n s a i o s CPT e o CPTU (com m e d i d a d a p o r o - p r e s s a o ) tern a p r e s e n t a d o m a i o r e s e f i c i e n c i a s em r e l a g a o a
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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o u t r o s e n s a i o s u t i l i z a d o s no m e i o g e o t e c n i c o . Segundo DANZIGER e LUNNE ( 1 9 9 4 ) , as a p l i c a c o e s d o e n s a i o d e c o n e de p e n e t r a c a o em e n g e n h a r i a s a o : 1 - d e f i n i c a o d o p e r f i l e s t r a t r i g r a f i c o ; 2- o b t e n g a o d e p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s ; 3- a p l i c a g a o d i r e t a em p r o j e t o s de f u n d a g o e s . As g r a n d e z a s m e d i d a s p e l o CPT s a o : r e s i s t e n c i a de p o n t a , qc e a t r i t o l a t e r a l , f s . A T a b e l a 2 . 1 a p r e s e n t a o u t r a s e f i c i e n c i a s d o s CPT/CPTU m e c a n i c o e e l e t r i c o p a r a d i v e r s a s f i n a l i d a d e s . T a b e l a 2 . 1 - A p l i c a b i l i d a d e d o s e n s a i o s de c o n e ( L u n n e e t a l . , 1 9 9 7 ) . \ APLICACAO rd ao o rd rd a M H <D o - H fd «rd P>
Q CO t > - H o T3 rd - H 4-> +-> o rd £ fd - H T3 CD i n CO r H SH G 0 - H T3 O rd o - H <D 4-> O r H rd M H r H 4-1 rt sC rd (rd CD - H O T J <L> rd 0 fd - H CO - P - H Q - H to U CD CD O CO W - H r H O T I P O S DE \ Cn TS T J a cu CO CD -rH X T I P O S DE \ CD - H rd u CO CO n X «D CONE \ TS - P • d O Ou o CO rd f d o - P CONE \ fd • H r H to I r H M CO 0) !td CO o U CO P • H o e co - H cu + J a to u rt -d g CD M a CO • H to CD a o o -o 0 CD CO CO EH w Q rt o S o C U rt Mecanico B A/B B C C-
B C C-
-
-
B E l e t r i c o (CPT) B A B C B-
C B c-
-
-
B E l e t r i c o (CPTU) A A B B B A A B B A B B A A - A p l i c a b i l i d a d e A l t a ; B - A p l i c a b i l i d a d e Moderada; C - A p l i c a b i l i d a d e L i m i t a d a .Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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2 . 2 . 1 . E s t r a t i g r a f i a e C l a s s i f i c a g a o do s o l o
E n t r e o s p a r a m e t r o s o b t i d o s com uma sondagem CPT/CPTU t e m - s e : a r a z a o de a t r i t o , F R = fs/ qc, q u e e u t i l i z a d a p r i n c i p a l m e n t e p a r a a c l a s s i f i c a c a o d o s s o l o s . A c l a s s i f i c a g a o e e s t r a t i g r a f i a d o s s o l o s tambem podem s e r o b t i d a s p o r m e i o de a b a c o s , t a i s como o c l a s s i c o a b a c o de BEGEMANN ( 1 9 6 5 ) , o q u a l r e l a c i o n a a r e s i s t e n c i a d e p o n t a , qc, com o a t r i t o l a t e r a l , f s . A l g u n s t r a b a l h o s p a r a c l a s s i f i c a g a o de s o l o s f o r a m a p r e s e n t a d o s p o r DOUGLAS e OLSEN ( 1 9 8 1 ) . A c o r r e l a g a o f o i o b t i d a a p a r t i r de d a d o s c o l e t a d o s em a r e a s do o e s t e n o r t e - a m e r i c a n o p a r a e n s a i o de c o n e e l e t r i c o , r e l a c i o n a n d o qc, FR e c l a s s i f i c a g a o do s o l o s e g u n d o o s i s t e m a USCS ( U n i f i e d S o i l C l a s s i f i c a t i o n S y s t e m ) . Os r e s u l t a d o s e s t a o a p r e s e n t a d o s n a F i g u r a 2.4. O u t r o s e s t u d o s que v i s a v a m a c l a s s i f i c a g a o d o s o l o , a p a r t i r d o s d a d o s de CPT, f o r a m r e a l i z a d o s p o r ROBERTSON e t a l . (198 6 ) , e a p r e s e n t a d o s em f o r m a d e a b a c o em f u n g a o d a r e s i s t e n c i a de p o n t a , qc / e d a r a z a o de a t r i t o , Rf. 0 a b a c o b a s e o u - s e em d a d o s de CPT p a r a p r o f u n d i d a d e s i n f e r i o r e s a 30m, como m o s t r a d o n a T a b e l a 2.2 e n a F i g u r a 2.5.
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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F i g u r a 2 . 4 - P r o p o s t a p a r a c l a s s i f i c a g a o de s o l o a p a r t i r de r e s u l t a d o s d e CPT D o u g l a s e O l s e n ( 1 9 8 1 ) . T a b e l a 2 . 2 - F u n d a m e n t o s da c l a s s i f i c a g a o de s o l o s b a s e a d o em d a d o s de CPT ( L u n n e e t a l . , 1 9 9 7 ) . T i p o de S o l o C a r a c t e r i s t i c a A p r e s e n t a d a T i p o de S o l o R e s i s t e n c i a de P o n t a Z n d i c e de A t r i t o (Rf = f s/ qc) A r e i a A l t a B a i x a A r g i l a M o l e B a i x a A l t a S o l o O r g a n i c o ( T u r f a ) M u i t o B a i x a M u i t o A l t a S o l o S e n s i v e l B a i x a B a i x a S o l o com a l t a Oh A l t a A l t aCapitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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F R ( % )
ZONA CLASS IFICACAO DO SOLO 1 s e n s i v e l de t e x t u r a f i n a 2 m a t e r i a o r g a n i c a 3 a r g i l a 4 a r g i l a s i l t o s a a a r g i l a 5 s i l t e a r g i l o s o a a r g i l a s i l t o s a 6 s i l t e a r e n o s o a s i l t e a r g i l o s o 7 a r e i a s i l t o s a a s i l t e a r e n o s o 8 a r e i a a a r e i a s i l t o s a 9 a r e i a 10 a r e i a p e d r e g u l h o s a a a r e i a 11 t e x t u r a f i n a m u i t o r i j o {*) 12 a r e i a a a r e i a a r g i l o s a (*) (*) p r e - a d e n s a d o o u c i m e n t a d o F i g u r a 2.5- G r a f i c o p a r a c l a s s i f i c a g a o de s o l o a p a r t i r de d a d o s de CPT ( R o b e r t s o n e t al., 1 9 8 6 ) . 2 . 2 . 2 . P a r a m e t r o s G e o t e c n i c o s p a r a S o l o s A r e n o s o s A s e g u i r a p r e s e n t a - s e a l g u n s d o s p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s o b t i d o s em s o l o s a r e n o s o s a p a r t i r do e n s a i o de p e n e t r a g a o de c o n e .
Capitulo 2 - Rex'isao Bibliogrdfica
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2.2.2.1. D e n s i d a d e R e l a t i v a ( Dr) Sabe-se que a c a r a c t e r l s t i c a de um s o l o g r a n u l a r s e r m a i s o u menos d e n s o e e x p r e s s o p o r s u a d e n s i d a d e . E s t a c a r a c t e r l s t i c a , p a r t i c u l a r d o s s o l o s g r a n u l a r e s , p o d e s e r i d e n t i f i c a d a em f u n c a o de s e u p e s o e s p e c i f i c a s e c o , yd o u de s e u i n d i c e de v a z i o s , e. E s t e p a r a m e t r o tambem p o d e s e r d e t e r m i n a d o a p a r t i r d e e n s a i o s de CPT, c o n f o r m e s u g e r e m v a r i o s a u t o r e s . LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) v e r i f i c a r a m , a p a r t i r de v a r i o s e n s a i o s em c a m a r a de c a l i b r a c a o , que a r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e em a r e i a s e c o n t r o l a d a p o r s u a d e n s i d a d e , p e l a t e n s o e s e f e t i v a s v e r t i c a l e h o r i z o n t a l " i n s i t u " , e p e l a c o m p r e s s i b i l i d a d e da a r e i a .Segundo ROBERTSON e CAMPANELLA ( 1 9 8 3 a ) , a s c o r r e l a t e s e n t r e a r e s i s t e n c i a de p o n t a e a t e n s a o e f e t i v a a uma dada d e n s i d a d e r e l a t i v a , s a o f o r t e m e n t e i n f l u e n c i a d a s p e l a c o m p r e s s i b i l i d a d e da a r e i a . As a r e i a s que c o n t e n t g r a n d e q u a n t i d a d e de f e l d s p a t o , m i c a o u g r a o s a n g u l a r e s , a p r e s e n t a m a l t a c o m p r e s s i b i l i d a d e . E s t e t i p o de a r e i a a p r e s e n t a r e s i s t e n c i a de p o n t a m e n o r q u e uma o u t r a a r e i a com a mesma d e n s i d a d e r e l a t i v a , q u e a p r e s e n t a uma b a i x a c o m p r e s s i b i l i d a d e ( F i g u r a 2 . 6 ) . P o r t a n t o , e s t i m a t i v a da d e n s i d a d e de a r e i a d e p e n d e do c o n h e c i m e n t o d a s u a c o m p r e s s i b i l i d a d e . A a r e i a d a s M i n a s H i l t o n u t i l i z a d a n o s e s t u d o s de SCHMERTMANN ( 1 9 7 8 ) , e r a c o m p o s t a p o r uma m i s t u r a de q u a r t z o , f e l d s p a t o e m i c a , com g r a o s a n g u l a r e s , e a p r e s e n t a v a a l t a c o m p r e s s i b i l i d a d e . As c u r v a s de V I L L E T e MITCHEL (1981)
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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r e p r e s e n t a r n o s r e s u l t a d o s d a a r e i a q u a r t z o s a de M o n t e r e y , com g r a o s a r r e d o n d a d o s , e a p r e s e n t o u b a i x a c o m p r e s s i b i l i d a d e . As c u r v a s do e s t u d o d e BALDI e t a l . ( 1 9 8 2 ) com a r e i a de T i c i n o , c o m p o s t a p o r uma m i s t u r a de q u a r t z o , f e l d s p a t o e m i c a , com g r a o s s u b a n g u l a r e s , a p r e s e n t a r a m c o m p r e s s i b i l i d a d e m o d e r a d a , s i t u a n d o - s e e n t r e a s d u a s a r e i a s r e f e r i d a s a n t e r i o r m e n t e (ROBERTSON e CAMPANELLA, 1 9 8 3 a ) . Segundo JOUSTRA e G U T ( 1 9 8 2 ) , a m a i o r i a d a s a r e i a s q u a r t z o s a s a p r e s e n t a uma p e q u e n a v a r i a c a o n a c o m p r e s s i b i l i d a d e , q u e d e p e n d e d a a n g u l o s i d a d e d o s g r a o s .De a c o r d o com ROBERTSON e CAMPANELA ( 1 9 8 3 a ) , a s a r e i a s q u a r t z o s a s a n g u l a r e s t e n d e m a s e r m a i s c o m p r e s s i v e i s q u e as a r e i a s q u a r t z o s a s a r r e d o n d a d a s .
A a f i r m a t i v a f e i t a p o r ambos o s p e s q u i s a d o r e s d e v e - s e ao f a t o d o s g r a o s a n g u l a r e s p o s s i b i l i t a r e m um m a i o r e m b r i c a m e n t o .
BALDI e t a l . ( 1 9 8 6 ) , a p u d LUNNE e t al. ( 1 9 9 7 ) , r e a l i z a r a m i n u m e r o s e n s a i o s de c a l i b r a g a o n a a r e i a de T i c i n o t e n d o como c a r a c t e r i s t i c a s p a r t i c u l a s s u b a n g u l a r e s e c o m p o s t a p o r uma m i s t u r a de m i c a , f e l d s p a t o e q u a r t z o . P a r a a a r e i a de T i c i n o BALDI e t al. ( 1 9 8 6 ) r e c o m e n d a r a m p a r a e s t i m a t i v a da d e n s i d a d e r e l a t i v a a s e g u i n t e e x p r e s s a o : s e n d o : C0, C i , C/: = c o n s t a n t e s do s o l o ; o'= t e n s a o e f e t i v a em kPa, t e n s a o m e d i a , a 'm, o u t e n s a o v e r t i c a l , a 'v o; qc = r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e , k P a . 1 I n (2.1) \,C0(o'>
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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A t r a v e s d a F i g u r a 2.7a p o d e - s e e s t i m a r a d e n s i d a d e r e l a t i v a p a r a uma d e t e r m i n a d a a r e i a n o r m a l m e n t e a d e n s a d a a p a r t i r d o e n s a i o CPT e d a t e n s a o e f e t i v a v e r t i c a l ,<s'
vo.
P e l a F i g u r a 2 . 7 b , p o d e - s e e s t i m a r a d e n s i d a d e r e l a t i v a , Dr, p a r a a r e i a s p r e - a d e n s a d a s em f u n c a o d o s r e s u l t a d o s do e n s a i o CPT e da t e n s a o e f e t i v a m e d i a , a 'm.Segundo LUNNE e t al. ( 1 9 9 7 ) , o a u m e n t o n o t a m a n h o d o s g r a o s p o d e a u m e n t a r a r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e , e um a u m e n t o n o c o e f i c i e n t e de u n i f o r m i d a d e p o d e d i m i n u i r a r e s i s t e n c i a de p o n t a a uma d a d a d e n s i d a d e r e l a t i v a . KULHAWY e MAYNE ( 1 9 9 0 ) a p r e s e n t a m a s e g u i n t e e x p r e s s a o p a r a e s t i m a r a d e n s i d a d e r e l a t i v a : D 2 = ( 2 . 2 ) 305 QC-Q0 C R-QA s e n d o : qci = r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e n o r m a l i z a d a , d e a c o r d o com a s e g u i n t e e x p r e s s a o : q , = ?-/ p* ( 2 . 3 ) C l /v- \°.5 pa = p r e s s a o a t m o s f e r i c a n a mesma u n i d a d e q u e qc; QC = f a t o r de c o m p r e s s i b i l i d a d e , m o s t r a d o n a T a b e l a 2.3;
QOCR = f a t o r d e p r e - a d e n s a m e n t o = OCR0'18, o n d e OCR e a r a z a o de p r e - a d e n s a m e n t o ; ( t ^ QA = f a t o r d e e n v e l h e c i m e n t o , QA = 1 , 2 + 0, 05 l o g t = t e m p o , em a n o s .
VlOOy
:2.4:Capitulo 2-Re\nsao Bibliogrdfica
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T a b e l a 2 . 3 - V a l o r e s p a r a o f a t o r de c o m p r e s s i b i l i d a d e , Qc ( K u l h a w y e Mayne, 1990) . T i p o de A r e i a G r a u d e C o m p r e s s i b i l i d a d e Qc A r e i a p r e d o m i n a n t e m e n t e q u a r t z o s a , g r a o s a r r e d o n d a d o s com p o u c o o u nenhum f i n o B a i x a c o m p r e s s i b i l i d a d e 0, 9 1 A r e i a s q u a r t z o s a s com f e l d s p a t o e/ou v a r i o s p e r c e n t u a i s de f i n o s M e d i a c o m p r e s s i b i l i d a d e 1 , 00 A l t o t e o r de f i n o s , m i c a o u o u t r o s m i n e r a l s c o m p r e s s i v e i s A l t a c o m p r e s s i b i l i d a d e 1 , 09 F i g u r a 2.6- E f e i t o d a c o m p r e s s i b i l i d a d e d a a r e i a s o b r e qc, o'vo e Dr ( R o b e r t s o n e C a m p a n e l l a , 1 9 8 3 a ) .Capitulo 2 - Revisao Bibliografica
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F i g u r a 2 . 7 - R e l a g a o qc, Gr v o e Dr p a r a a r e i a de T i c i n o (a) n o r m a l m e n t e a d e n s a d a e ( b ) p r e - a d e n s a d a ( B a l d i e t a l . , 1 9 8 6 , a p u d V e l l o s o e L o p e s , 1 9 9 6 ) . 2.2.2.2. P a r a m e t r o de E s t a d o (\|r) Segundo SLADEN ( 1 9 8 9 ) , o p a r a m e t r o de e s t a d o , \|/, e um i n d i c e m a i s a d e q u a d o q u e a d e n s i d a d e r e l a t i v a p a r a r e p r e s e n t a r o c o m p o r t a m e n t o de um s o l o . Segundo o a u t o r , a r e l a g a o e n t r e a r e s i s t e n c i a de p o n t a c o r r i g i d a e o p a r a m e t r o de e s t a d o v a r i a s i s t e m a t i c a m e n t e com o n i v e l de t e n s a o m e d i a . 0 p a r a m e t r o de e s t a d o d e f i n e o c o m p o r t a m e n t o d a a r e i a em t e r m o s do i n d i c e de v a z i o s e do n i v e l de t e n s o e s num e s t a d o u l t i m o , o u e s t a d o c r i t i c o .Segundo BEEN e t a l . ( 1 9 8 6 , 1 9 8 7 b ) , apud LUNNE e t al. ( 1 9 9 7 ) , o p a r a m e t r o de e s t a d o p o d e s e r c a l c u l a d o a p a r t i r de e n s a i o s de c o n e a t r a v e s d a s e g u i n t e e x p r e s s a o :
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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s e n d o : qc = r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e ; a- = t e n s a o m e d i a ; 0 'm= t e n s a o e f e t i v a media; K, m = sao p a r a m e t r o s d e t e r m i n a d o s em f u n g a o d a i n c l i n a g a o da l i n h a de e s t a d o c r i t i c o , X,ss. E s t e s p a r a m e t r o s s a o o b t i d o s em g r a f i c o s , como m o s t r a d o s n a F i g u r a 2.8. A i n c l i n a g a o da l i n h a de e s t a d o c r i t i c o p o d e s e r u t i l i z a d a p a r a d e t e r m i n a r i n d i r e t a m e n t e a c o m p r e s s i b i l i d a d e d o s s o l o s ; as a r e i a s de a l t a c o m p r e s s i b i l i d a d e a p r e s e n t a m o s v a l o r e s de Xss m a i o r e s que as a r e i a s de b a i x a c o m p r e s s i b i l i d a d e (LUNNE e t al., 1 9 9 7 ) . 2 . 3 . 2 . 3 . T e n s a o H o r i z o n t a l i n s i t u (<?' h o) A t e n s a o h o r i z o n t a l , o'ho, o u o c o e f i c i e n t e de empuxo no r e p o u s o , K0, s a o de g r a n d e i m p o r t a n c i a n a i n t e r p r e t a g a o d o s r e s u l t a d o s de e n s a i o s de CPT; no e n t a n t o , s u a m e d i d a " i n s i t u " e de d i f i c i l o b t e n g a o . JEFFERIES e t al. (1987) i n t r o d u z i u n a l u v a de a t r i t o do c o n e um t r a n s d u t o r a d i c i o n a l , p a r a a m e d i d a de t e n s a o h o r i z o n t a l no s o l o , p a s s a n d o e s t e e q u i p a m e n t o a d e n o m i n a r - s e HSC ( H o r i z o n t a l S t r e s s C o n e ) . As d e t e r m i n a g o e s de o'h o o u KQ a p a r t i r de e n s a i o s de CPT em a r e i a s , s a o e s t i m a t i v a s a p r o x i m a d a s com b a s e n o s s e g u i n t e s a s p e c t o s : h i s t o r i a g e o l o g i c a , c o m p a c i d a d e , m e d i d a de t e n s a o l a t e r a l .Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
20
0 0.1 0.2
F i g u r a 2 . 8 - R e l a g a o e n t r e K e in em f u n g a o de %s s ( B a l d i e t a l . , 1986) .
1.Evidencias Geologicas
Segundo LUNNE e CHRISTOPHERSEN ( 1 9 8 3 ) , apud LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) , q u a n d o e p o s s i v e l d e t e r m i n a r a r a z a o d e p r e -a d e n s -a m e n t o , OCR, -a p -a r t i r de e v i d e n c i -a s g e o l o g i c -a s , KQ p o d e s e r e s t i m a d a p e l a s e g u i n t e c o r r e l a g a o e m p i r i c a : K :OCR" K o(NA)
2.6)
Capitulo 2 - Rei'isao Bibliogrdfica
21
Segundo JAKY ( 1 9 4 4 ) t e m - s e :
KO(PA) = ( 1 - sencj)' ) OCR: ( 2 . 7 )
K0(NA) = 1 - sencb' ; ( 2 . 8 )
m = p a r a m e t r o q u e d e p e n d e d a c o m p a c i d a d e d a a r e i a e do v a l o r
Segundo LUNNE e CHRISTOPHERSEN ( 1 9 8 3 ) , m = 0,45 e s e g u n d o MAYNE e KULHAWY ( 1 9 8 2 ) m = 0,65 p a r a s o l o s a r e n o s o s (LUNNE e t
a l . , 1 9 9 7 ) .
2. Densidade R e l a t i v a
Segundo HOULSBY e HITCHMANN ( 1 9 8 8 ) , e n s a i o s r e a l i z a d o s com a a r e i a de L e i g h t o n B u z z a r d , m o s t r a r a m q u e : s e n d o : pa = t e n s a o de r e f e r e n d a , i g u a l a 100 k P a ; A = c o n s t a n t e q u e d e p e n d e d a c o m p a c i d a d e d a a r e i a . KULHAWY e MAYNE ( 1 9 9 0 ) , a p a r t i r d e r e s u l t a d o s d e e n s a i o s em c a m a r a s d e c a l i b r a c a o , d e s e n v o l v e r a m uma e x p r e s s a o m a i s g e r a l p a r a a e s t i m a t i v a de a'ho'-de OCR. ( 2 . 9 ) < o _ ( g c / P a )1' ( 2 . 1 0 ) pa 35 e x p ( Dr/ 2 0 ) P o s t e r i o r m e n t e , MAYNE ( 1 9 9 1 ) , a p u d LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) , p r o p o s uma m o d i f i c a g a o n a e x p r e s s a o 2 . 1 0 , p a s s a n d o a t e r a s e g u i n t e f o r m a :
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica 22
145 exp
'(qc/Pa
)/(<o/Pa)°
,5Y'
5 12,2 (OCR .0,18A p a r t i r d a e x p r e s s a o 2 . 1 1 o b t e m - s e um c o n j u n t o de v a l o r e s d e KQ, p o r m e i o d e i n t e r a c o e s .
MAYNE e KULHAWY ( 1 9 8 2 ) c o n s t a t a r a m a e x i s t e n c i a d e uma c o r r e l a g a o e n t r e K0 e OCR, a p a r t i r d e e x p e r i e n c i a s em a r e i a s com c i c l o s d e c a r r e g a m e n t o - d e s c a r r e g a m e n t o s i m p l e s d e v i d o ao p r e - a d e n s a m e n t o m e c a n i c o , a q u a l e r e p r e s e n t a d a p e l a s e g u i n t e e x p r e s s a o : Ko = K o (N R ). 0CR( 1 ~ s e n ( 2 . 1 2 ; sendo; KQSNA.1 = c o r r e s p o n d e ao c o e f i c i e n t e d e empuxo n o r e p o u s o d a a r e i a n o r m a l m e n t e a d e n s a d a .
Segundo LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) , MAYNE ( 1 9 9 2 ) s u g e r i u a i n d a f o r m u l a p r a t i c a p a r a a e s t i m a t i v a d e KQ, que e a s e g u i n t e : uma K0 = 0,35 OCR0'65 ( 2 . 1 3 ) Podendo a e x p r e s s a o a c i m a s e r a p r e s e n t a d a s o b a s e g u i n t e f o r m a : OCR = 5,04 K„'54 ( 2 . 1 4 ) 3. Medida da Tensao L a t e r a l P a r a e s t e p r o c e d i m e n t o p r o c u r a - s e e s t i m a r <5'ho a p a r t i r do a t r i t o l a t e r a l , f s , n o e n s a i o CPT. No e n t a n t o , p a r a
Capitulo 2 - Revisao Bibliogrdfica
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e s t a b e l e c e r uma c o r r e l a g a o e n t r e a 'h o e f s , e n e c e s s a r i o algum c o n h e c i m e n t o a r e s p e i t o d o s v a l o r e s de a t r i t o l a t e r a l de a r e i a s n o r m a l m e n t e a d e n s a d a s . Como a o b t e n g a o d e s t e s v a l o r e s e m u i t o d i f i c i l , e s t e p r o c e d i m e n t o n a o e f a c i l de s e r u t i l i z a d o (LUNNE e t al., 1 9 9 7 ) . 2.2.2.4. A n g u l o de A t r i t o E f e t i v o ') 0 a n g u l o de a t r i t o , <j>', e o p a r a m e t r o g e r a l m e n t e u t i l i z a d o p a r a e x p r e s s a r a r e s i s t e n c i a ao c i s a l h a m e n t o de s o l o s n a o c o e s i v o s .Segundo LUNNE e t a l . ( 1 9 9 7 ) , tern s i d o d e s e n v o l v i d o s v a r i o s m e t o d o s p a r a e s t i m a r o a n g u l o de a t r i t o e f e t i v o a p a r t i r de r e s u l t a d o s do e n s a i o CPT. E s t e s m e t o d o s e s t a o d i v i d i d o s n a s s e g u i n t e s c a t e g o r i a s : c o r r e l a g o e s e m p i r i c a s o u s e m i - e m p i r i c a s e t e o r i a de c a p a c i d a d e d e c a r g a .
1. Correlagoes Empiricas ou Semi-Empiricas
LUNNE e CHRISTOPHERSEN ( 1 9 8 3 ) e ROBERTSON e CAMPANELLA ( 1 9 8 3 a ) e x e c u t a r a m e s t u d o s , com a f i n a l i d a d e de o b t e r uma c o r r e l a g a o e n t r e a r e s i s t e n c i a d e p o n t a do c o n e ( qc) e o a n g u l o de a t r i t o (<}>' ) . Os v a l o r e s d e <j>' f o r a m o b t i d o s de e n s a i o s em c a m a r a de c a l i b r a g a o , e v e r i f i c o u - s e q u e a c o r r e l a g a o a p r e s e n t o u uma d i s p e r s a o e l e v a d a , d e v i d o a c o m p r e s s i b i l i d a d e do s o l o . Os r e s u l t a d o s d o s e s t u d o s d e ROBERTSON e CAMPANELLA ( 1 9 8 3 a ) e s t a o a p r e s e n t a d o s n a F i g u r a 2.9, n a q u a l o b s e r v a - s e que ( qc) a u m e n t a l i n e a r m e n t e com 0 'v o p a r a <|>' c o n s t a n t e .
Capitulo 2 - RexnsSo Bibliogrdfica
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SALGADO e t a l . ( 1 9 9 7 ) b a s e a n d o - s e n a t e o r i a da e x p a n s a o de c a v i d a d e c i l i n d r i c a p r o c u r a r a m r e l a c i o n a r , a p a r t i r d a a n a l i s e de 400 e n s a i o s de c a m a r a de c a l i b r a c a o , a r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e com a d e n s i d a d e r e l a t i v a , a s t e n s o e s v e r t i c a l e h o r i z o n t a l , o a n g u l o de a t r i t o no e s t a d o c r i t i c o e as p r o p r i e d a d e s de t e n s a o - d e f o r m a g a o d a s a r e i a s . N e s t e s e n s a i o s f o r a m a n a l i s a d a s a r e i a s s i l i c a s de m e d i a c o m p r e s s i b i l i d a d e . A r e s i s t e n c i a de p o n t a do c o n e p o d e s e r d e t e r m i n a d a a p a r t i r d a s e g u i n t e e x p r e s s a o : K t a g ( l+ C ) 1 +P - < l+ p ) C - lq
c= 2 p
Le c
2p(i+p) (2.15)
Capitulo 2 - Re\>isao Bibliografica 25
