Aula 09_Ensaios para determinação da

30/04/2012
Controle de Obras
Mecânica dos solos
• Ensaios de cisalhamento direto
Prof. Ilço Ribeiro Jr
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Ensaio de cisalhamento
Direto
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Cisalhamento Direto:
O ensaio de cisalhamento direto é executado em uma caixa
metálica bipartida, deslizando-se a metade superior do corpo
de prova em relação à inferior.
O corpo de prova é inicialmente comprimido pela força
normal “N”, seguindo-se a aplicação da força cisalhante “T”.
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Cisalhamento Direto:
•A Força impõe um deslocamento horizontal (Δl) à
amostra até a ruptura do CP (ocorre ao longo do plano
XX).
• Para cada tensão normal aplicada (σ = N/A), obtém-se
um valor de tensão cisalhante de ruptura (τ = T/A).
•O ensaio de cisalhamento direto é sempre drenado,
devendo ser executado lentamente para impedir o
estabelecimento de pressões neutras nos poros da amostra.
•A relação entre altura e o diâmetro do corpo de prova
deve ser pequena, possibilitando uma completa drenagem
em menores espaços de tempo.
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Cisalhamento Direto:
•A condição drenada implica a total dissipação de poropressões durante o cisalhamento.
•Nas areias, devido a alta permeabilidade isto é automático;
em solos argilosos, é necessário reduzir a velocidade de
deformação para aumentar o tempo de ensaio.
•O principal problema a ser apontado neste ensaio é a
imposição de uma superfície de ruptura, principalmente em
solos homogêneos. O solo não rompe segundo o plano de
maior fraqueza, mas ao longo do plano horizontal XX.
•Esta restrição provoca uma complexa heterogeneidade de
tensões e deslocamentos no corpo de prova e uma
conseqüente inclinação do plano de cisalhamento.
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Cisalhamento Direto:
sn , dv
ut = 0
tn , dh
ub = 0
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Ensaio de cisalhamento direto rápido - esse se
caracteriza pela aplicação simultânea inicial da
tensão normal (σ) constante e cisalhante (τ) que
deverá aumentar gradativamente até a ruptura do
corpo de prova.
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Ensaio de cisalhamento direto adensado rápido aplica-se a tensão normal (σ) e após a
estabilização das deformações verticais devido à
essa tensão que será mantida constante sobre o
corpo de prova, aplica-se a tensão cisalhante (τ),
crescente até a ruptura.
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Ensaio de cisalhamento direto lento - a tensão
normal (σ) é aplicada e, após o adensamento da
amostra, a tensão cisalhante (τ) é aplicada,
gradativamente, até a ruptura (permitindo dissipação
das pressões neutras), com uma diferença
fundamental dos ensaios rápido e adensado rápido, a
velocidade de aplicação da tensão cisalhante (τ) e/ou
a velocidade de deformação do corpo de prova
devem ser mínimas, da ordem de 10 mm/min.
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Envoltória de Resistência
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Vantagens:
1 - O ensaio não é caro, é rápido e simples, especialmente
para solos granulares.
2 - É possível observar-se realmente os planos de
cisalhamento e as zonas de ruptura na amostra .
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Desvantagens:
1 - Problemas com o controle da drenagem,
especialmente para solos finos.
2 - O ensaio força que o plano de ruptura aconteça em
uma direção que não sabemos se esta é a direção crítica
que ocorre no campo.
3 - Existem forças nas vizinhanças da amostra que
levam a condições de não uniformidade da aplicação
das tensões na amostra .
4 - A rotação dos planos principais, entre o início de
aplicação das tensões e a ruptura, não é controlada .
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