Enviado por gustavoh98

GEO II 08 Adensamento 2-2

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Teoria do Adensamento
Tópicos complementares
GEOTECNIA II
SLIDES 08 / AULA 13
Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt
[email protected]
Ensaio de Adensamento

Ensaio de compressão edométrica

Compressão de uma amostra de solo contida em um molde que
impede qualquer deformação lateral
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Ensaio de Adensamento

Ensaio de compressão edométrica

Emprego de amostras indeformadas



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:


Atenção: evitar amolgamento
Placa rígida de aço pela qual se aplicam as cargas
Anel metálico:


Restrição da deformação lateral
Permite apenas o adensamento
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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
Descarregamento em pelo menos três estágios
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Ensaio de Adensamento

Curva de compressibilidade
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Ensaio de Adensamento

O que acontece durante a aplicação das cargas?

Compressão inicial:



Adensamento primário:



Deformação inicial devido à saída de bolhas de ar
Não segue a Teoria do Adensamento
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
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Ensaio de Adensamento
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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 (cv) do solo?
Método de Casagrande
Método de Taylor
T  H d2
cv 
t
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Ensaio de Adensamento

Método de Casagrande ou log t
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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

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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
Altura inicial do CP
H0
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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 (H100)

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Ensaio de Adensamento

Método de Casagrande ou log t

Passo 3: Obter H50 e t50
H50 = (H0 + H100)/2
 Obter t50 pela interceptação
com a curva e o valor H50


Calcular cv (U = 50%)
T  H d2 0,197 (0,5H 50 ) 2
cv 

t
t50
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Ensaio de Adensamento

Método de Taylor (raiz quadrada do tempo)

Representação gráfica:
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Ensaio de Adensamento

Método de Taylor

Determinação do 0%
de adensamento


Prolongar o trecho
reto da curva até
interceptar o eixo y
Reta AB
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Ensaio de Adensamento

Método de Taylor

T  H d2 0,848(0,5H 90 ) 2
cv 

t
t90
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%)
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Ensaio de Adensamento

Determinação de cv





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 cv varia de acordo com os incrementos de carga

Deve-se determinar cv para o nível de tensões da obra
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Adensamento no campo

Fluxo lateral no adensamento



Condição unidimensional é válida
apenas sob uma área de
carregamento relativamente grande
No campo as bordas abaixo da área
carregada contribuem para a
dissipação das poro-pressões
Os recalques acontecem mais
rapidamente
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Adensamento no campo

Influência de lentes de areia




Permitem a dissipação de poro
pressão na horizontal
Reduz o valor de “Hd”
Aceleram-se os recalques
No exemplo, a distância é reduzida
a 1/3. Logo, o tempo reduz-se
para 1/9!
cv  t
T
H d2
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Adensamento no campo

Retroanálise de casos reais


A partir dos recalques medidos em campo pode-se obter os
valores reais de cv
Normalmente, o recalque no campo ocorre mais rapidamente
que o previsto a partir dos ensaios

Itens anteriores:
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Adensamento no campo

Efeito do amolgamento



Amostras deformadas versus amostras
indeformadas
Qualidade das amostras indeformadas
Efeitos do amolgamento:



Aumento dos recalques
Diminuição da tensão de pré-adensamento
Aumento do índice de compressão
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Adensamento no campo

Efeito do amolgamento



Amostras deformadas versus
amostras indeformadas
Qualidade das amostras
indeformadas
Efeitos do amolgamento:



Aumento dos recalques
Diminuição da tensão de préadensamento
Aumento do índice de
compressão
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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,
descarregando as forças nos contatos vizinhos
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Adensamento Secundário
Coeficiente de adensamento secundário
 v
e
• Definido em termos de
C 
Ce 
variação de deformação
 log(t )
 log(t )
específica ou de índice de

vazios
• Valores típicos de Cαε =
0,5 a 3%
• Valores são maiores
para argilas plásticas
C
Ce

1  e0
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Adensamento Secundário

Exemplo




H0 = 10m
Adensamento primário depois de 2 anos
Considere Cαε = 1%
Qual o acréscimo de recalque após 20 anos de construção? E após
200 anos?
C 
 v
H / H 0

 log(t )  log(t )
Tempo  20 anos :
Tempo  200 anos :
 H  C   log(t )  H 0
H  0,01  log 20  log 2  10
 H  0,10m
H  0,01  log 200  log 2  10  H  0,20m
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Adensamento Secundário

Efeito na tensão de pré
adensamento



Recalque sob tensão constante
Passagem do ponto A para o
ponto B causou no solo uma
“pseudo tensão de préadensamento”
Comum em argilas muito
plásticas
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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...
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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
Geossintéticos
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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
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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)

tc = tempo de construção
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Recalques durante o período construtivo
Curva
teórica
Curva
real
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31
Recalques durante o período construtivo
Para todos os pontos
da curva real
(corrigida), além do
tempo tc, por exemplo
ti, as ordenadas são
iguais às curva teórica
num tempo ti – tc/2
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