título do resumo

VARIABILIDADE DE PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA DO SOLO
Patrícia Martins Lopes (Bolsista Inclusão social/Fundação Araucária); Carlos
José Marques da Costa Branco, e-mail: [email protected].
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA, CENTRO DE TECNOLOGIA E
URBANISMO, DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL.
Área do conhecimento: Engenharia Civil/Geotécnica
Palavras-chave: Resistência ao cisalhamento; solo indeformado; parâmetros
de resistência.
Resumo
A determinação da resistência do solo é de grande importância em
projetos de engenharia, porém muitas vezes essa propriedade é determinada
através de correlações com solos de características semelhantes. Este trabalho
tem por objetivo determinar a variabilidade espacial dos parâmetros de
resistência do solo superficial caracterizado como argila siltosa do Campus da
Universidade Estadual de Londrina. Os parâmetros médios de resistência
poderão ser utilizados nos projetos de engenharia civil da UEL e, ainda, como
referência para obras dentro da cidade de Londrina onde os solos forem
similares aos do Campus da UEL.
Introdução e Objetivo
A resistência do solo é uma propriedade fundamental para o projeto de
obras de engenharia civil, principalmente os que envolvem Barragens de Terra,
Estradas, Estabilidade de Taludes, Obras de Contenção, Aterros Sanitários
(Pitanga et al., 2009; Perazzolo et al., 2005; Massad, 2003). O estudo da
resistência em projeto é realizado através do conhecimento dos parâmetros de
resistência, denominados de ângulo de atrito e intercepto coesivo (Pinto, 2002).
A determinação dos parâmetros de resistência é usualmente realizada
em laboratório por meio de ensaios do tipo triaxial, compressão simples ou
cisalhamento direto, dependendo da condição de drenagem (Pinto, 2002;
Massad, 2003). Especificamente para as análises de taludes e obras de
contenção, a condição drenada é a mais encontrada e, para esta, os ensaios
de cisalhamento direto são os mais utilizados (Perazzolo et al., 2005).
O ensaio de cisalhamento direto consiste na aplicação de carga normal
conhecida e determinação da carga tangencial resistente máxima. Com as
cargas máximas tangenciais é possível determinar a tensão cisalhante de
ruptura para dada tensão normal, ou seja, o estado de tensão limite que leva o
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solo à ruptura para um nível de tensão normal. O estudo da resistência ao
cisalhamento do solo envolve a determinação dos estados limites para
diferentes tensões normais, que é possível através da linha de limite definida
como “Envoltória de Resistência” que pode ser retilínea ou curva. Assim, são
necessários ensaios de cisalhamento direto para diferentes níveis de tensão
normal para a definição da envoltória (Pinto, 2002).
Procedimentos metodológicos
Para realização dos ensaios de cisalhamento, foram feitas coletas de
blocos de amostras indeformadas em alguns pontos do Campus da
Universidade Estadual de Londrina, em profundidades de 1 a 3 metros, sendo
estes, no Campo Experimental de Engenharia Geotécnica (CEEG), na obra do
novo prédio do departamento de Química e no novo Consultório Odontológico
Universitário (COU).
Os corpos de prova utilizados foram moldados a partir das amostras
indeformadas citadas acima e com auxílio de um molde quadrado com 6 cm de
lado por 2 cm de altura.
Para início do ensaio, foi feita a montagem da caixa de cisalhamento,
com a colocação do carro longitudinal da prensa para a etapa de inundação,
instalado o extensômetro sobre o top cap e preenchida com água até a base da
pedra porosa. Depois disso, foram feitas as leituras da variação de altura, até a
completa inundação.
No ensaio de adensamento, foi colocado sobre o solo e o top cap, um
pendural com o carregamento correspondente à tensão normal desejada para
o ensaio. Sobre o pendural foi colocado o extensômetro vertical e foram feitas
as leituras do deslocamento até que este fosse constante.
Na etapa de ruptura foi iniciada a aplicação uma força horizontal no
corpo de prova, provocando o cisalhamento do corpo de prova. Durante o
cisalhamento foram efetuadas leituras do deslocamento vertical, deslocamento
horizontal e força cisalhante aplicada no solo.
Quanto às tensões utilizadas nos ensaios de cisalhamento direto, foram
escolhidas três faixas de tensão que pudessem representar a envoltória de
tensões dos solos, sendo elas 50 kPa, 100 kPa e 200 kPa.
Resultados e Discussão
Com a análise dos dados obtidos em laboratório, foram construídos os
gráficos de tensão cisalhante por deformação horizontal do corpo de prova em
percentagem. Para cada curva obtida foi traçada uma linha de tendência
polinomial do 6º grau, por ser esta a que melhor se adequou.
A partir das linhas de tendência foram traçadas retas tangentes aos
primeiros trechos de mudança de inclinação das curvas. A mudança brusca de
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inclinação pode ser interpretada como uma modificação no comportamento do
solo devido à ruptura do mesmo, portanto, o ponto de intersecção das
tangentes citadas foi tomado como o ponto de ruptura do solo.
Após a obtenção dos pontos de ruptura do solo, foram tomados os
valores da tensão cisalhante de ruptura, para que posteriormente, os valores
das tensões normais correspondentes pudessem ser obtidos através dos
dados de laboratório e das análises feitas.
Foi construído um gráfico de tensão cisalhante pela deformação
horizontal para cada valor de tensão utilizada e para cada bloco de amostra
indeformada. O comportamento observado nas amostras dos três blocos foi
muito parecido. Como exemplo, abaixo segue a Figura 1, que representa o
gráfico tensão-deformação do solo do bloco retirado do CEEG para a tensão de
50 kPa.
Figura 1 – Tensão Cisalhante X deformação horizontal - CEEG
Os valores obtidos das tensões cisalhantes para as respectivas tensões
normais aplicadas nas amostras de cada um dos blocos, foram utilizados para
a construção das envoltórias de cisalhamento e determinação dos parâmetros
c e Os parâmetros obtidos estão dispostos na tabela 1.
Tabela 1 – Parâmetros de resistência.
Parâmetros CEEG
COU
QUÍMICA
0,5217 0,297
0,3848
tang 
27,6°
16,54°
21,05°

c
0,00
13,36
7,53
Como pode ser visto, os valores obtidos para o ângulo de atrito e para o
intercepto coesivo apresentaram grande variação entre si.
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Conclusões
É possível perceber nos resultados obtidos que os parâmetros de
resistência variaram consideravelmente de acordo com cada local de extração
do solo. Com base nesses dados, é possível dizer que solos com
características semelhantes, como granulometria, profundidade de amostragem
e localização, não podem ser considerados homogêneos quanto à resistência.
Através das análises fica evidente a importância da realização de
ensaios que obtenham os parâmetros do solo nas obras de engenharia,
portanto, a determinação destes parâmetros por correlação, levando em conta
apenas a granulometria semelhante, pode levar a um sub ou
superdimensionamento de nossas obras.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: análise
granulométrica. Rio de Janeiro, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6508: massa
específica dos sólidos. Rio de Janeiro, 1984.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME213/94: Solos – Determinação do teor de umidade.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-PRO002/94: Coleta de amostras indeformadas de solos.
MASSAD, F. Obras de terra: curso básico de geotecnia. São Paulo: Oficina
de textos, 2003.
PINTO, C. DE S. Curso básico de Mecânica dos solos. 2ª Edição. São
Paulo: Oficina de Textos, 2002.
PERAZZOLO, L. et al. Análise Comparativa da Estabilidade de Dois Taludes da
Formação Serra Geral/RS. Solos e Rochas – Revista Latino-americana de
Geotecnia, volume 28, n. 1, p. 25, jan - abr de 2005.
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