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<p>MECÂNICA DOS SOLOS</p><p>ENGENHARIA CIVIL</p><p>Compressibilidade e Adensamento</p><p>Parte 2</p><p>Prof. Msc. Jonatas Sosnoski</p><p>jonatas.sosnoski@gmail.com</p><p>Adensamento em Argilas</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>- Hipóteses da Teoria do Adensamento:</p><p>A teoria do adensamento se baseia nas seguintes hipóteses:</p><p>1. Solo Saturado;</p><p>2. A compressão é unidimensional</p><p>3. O fluxo d’agua é unidimensional</p><p>4. O solo é homogêneo</p><p>5. As partículas sólidas e a água são praticamente incompressíveis</p><p>perante a compressibilidade do solo</p><p>6. As propriedades do solo não variam no processo de</p><p>adensamento</p><p>7. O índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão</p><p>efetiva durante o processo de adensamento.</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>- Grau de Adensamento</p><p>Podemos expressar o grau de adensamento em função das poropressões.</p><p>Ou seja, o Grau de Adensamento é igual ao</p><p>Grau de Dissipação da Poropressão.</p><p>u=− ''2 σσ uui −=− 1'' σσ</p><p>i</p><p>i</p><p>z u</p><p>uuU −</p><p>=</p><p>−</p><p>−</p><p>=</p><p>12</p><p>1</p><p>''</p><p>''</p><p>σσ</p><p>σσ</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>- Fator tempo T</p><p>Adimensional, correlaciona os tempos de recalque às</p><p>características do solo, através de Cv, e às condições de drenagem</p><p>do solo através de Hd</p><p>Hd é o comprimento de drenagem, ou seja, comprimento de</p><p>maior trajetória vertical percorrida por uma partícula de água até</p><p>atingir a fronteira drenante.</p><p>2</p><p>.</p><p>d</p><p>v</p><p>H</p><p>tcT =</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>- Hd = comprimento de drenagem</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>- Fator profundidade Z</p><p>Adimensional, correlaciona a distância do topo da camada</p><p>compressível até o ponto considerado com o comprimento de</p><p>drenagem.</p><p>dH</p><p>zZ =</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>- Cada uma das curvas</p><p>representa a solução da</p><p>equação de adensamento,</p><p>expressa em termos de</p><p>porcentagem de</p><p>adensamento e fator de</p><p>profundidade, para um</p><p>determinado fator tempo.</p><p>Estas curvas são</p><p>denominadas isócronas e</p><p>sua forma irá depender da</p><p>distribuição do excesso</p><p>inicial de poropressão e das</p><p>condições de drenagem.</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>Por exemplo, a curva correspondente ao fator tempo T=0,4. Ela está indicando que, para este fator tempo,</p><p>e um fator profundidade igual a 1, o grau de adensamento será de 52%. Para um fator profundidade igual</p><p>a 0,5 grau de adensamento será de 66%, e para um “Z” igual a 0,25, a porcentagem de adensamento será</p><p>de 82%.</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>Exercício: Uma camada de solo mole de 12m de espessura possui coeficiente de</p><p>adensamento igual a 0,12 m²/dia e está acomodada entre duas camadas de solo</p><p>granular. Determine o grau (ou porcentagem) de adensamento na cota -6m, -3m e</p><p>-1,5m camada após 90 dias de um carregamento qualquer.</p><p>2</p><p>.</p><p>d</p><p>v</p><p>H</p><p>tcT =</p><p>dH</p><p>zZ =</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>Exercício: Uma camada de solo mole de 8m de espessura possui coeficiente de</p><p>adensamento igual a 0,0741 cm²/s e está acomodada entre uma camada de solo</p><p>granular e rocha sã. Determine o grau (ou porcentagem) de adensamento na cota</p><p>-6m, -3m e -1,5m camada após 50 dias de um carregamento qualquer.</p><p>areia</p><p>Solo mole</p><p>Rocha sã</p><p>0,0</p><p>+2,0</p><p>-8,0</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>PORCENTAGEM MÉDIA DE ADENSAMENTO</p><p>A porcentagem de adensamento (Uz), definida no item anterior,</p><p>estabelece, para um determinado tempo, o grau de adensamento</p><p>em qualquer ponto, o qual é variável ao longo da profundidade da</p><p>camada.</p><p>Na prática deseja-se conhecer, para um determinado instante, qual</p><p>é o grau de adensamento de toda a camada, consideradas as</p><p>contribuições de todos os pontos. Com esta informação é possível</p><p>determinar a evolução das deformações; ou melhor, a evolução dos</p><p>recalques ao longo do tempo.</p><p>Define-se como porcentagem média de adensamento U o</p><p>somatório das porcentagens de adensamento de todos os pontos da</p><p>camada em relação ao adensamento total</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>O recalque que se observa na superfície do terreno resulta da</p><p>somatória das deformações dos diversos elementos ao longo da</p><p>profundidade. A média dos graus de adensamento, ao longo da</p><p>profundidade, dá origem ao grau de adensamento médio,</p><p>representando pela figura abaixo.</p><p>O grau de adensamento</p><p>médio U, é denominado</p><p>Porcentagem de Recalque</p><p>Teoria do Adensamento - Terzaghi</p><p>TABELA – Fator Tempo em função da Porcentagem de Recalque (U)</p><p>Cálculo de Recalques</p><p>Cálculo de recalques pela compressibilidade edométrica:</p><p>- Analogia ao ensaio de adensamento:</p><p>Se um certo carregamento Δσ provoca um determinado recalque ρ</p><p>no corpo de prova, este carregamento provocará na camada deformável do</p><p>terreno um recalque tantas vezes maior quanto maior a espessura da</p><p>camada.</p><p>Ou seja, para um certo carregamento, se o corpo de prova de 2cm de</p><p>altura apresentar um recalque de 0,1cm, a camada representada por essa</p><p>amostra, se tiver 2m de espessura, sofrerá um recalque de 10cm para o</p><p>mesmo carregamento.</p><p>A equação que permite o cálculo do recalque expresso pela curva</p><p>do índice de vazios em função da pressão aplicada é:</p><p>Esta equação só pode aplicada quando o solo se encontra numa situação</p><p>correspondente à reta virgem, ou seja, solos normalmente adensados.</p><p>Adensamento em Argilas</p><p>( ) </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>=</p><p>1</p><p>2</p><p>1</p><p>log</p><p>1</p><p>.</p><p>σ</p><p>σρ</p><p>e</p><p>HCC</p><p>Adensamento em Argilas</p><p>Cálculo de Recalque em solos sobreadensados ou pré-</p><p>adensados:</p><p>No caso de argilas sobre adensadas tem-se duas situações</p><p>distintas a serem consideradas no cálculo do recalque total, a</p><p>saber:</p><p>Caso A</p><p>◦ σ’i < σ’f < σ’vm</p><p>Caso B</p><p>◦ σ’i < σ’vm < σ’f</p><p>Adensamento em Argilas</p><p>Cálculo de Recalque em solos sobreadensados ou pré-</p><p>adensados:</p><p>100 1000</p><p>Tensão Efetiva (kPa)</p><p>0.4</p><p>0.5</p><p>0.6</p><p>0.7</p><p>0.8</p><p>0.9</p><p>1.0</p><p>1.1</p><p>1.2</p><p>Ín</p><p>dic</p><p>e</p><p>de</p><p>V</p><p>az</p><p>ios</p><p>σ'zm = 220 kPa</p><p>Cr = (e1- e2) / (logσ2 - logσ1)</p><p>Cc = (e1- e2) / (logσ2 - logσ1)</p><p>Caso A</p><p>Caso B</p><p>σ'i σ'f</p><p>σ'i σ'f</p><p>Adensamento em Argilas</p><p>CASO A - Caso a tensão máxima aplicada sobre a camada de argila</p><p>seja inferior a σ‘vm determina-se o recalque pela seguinte</p><p>expressão:</p><p>◦ Onde Cr = índice de recompressão</p><p>CASO B - Caso a tensão máxima aplicada sobe a camada de argila</p><p>exceda σ‘vm determina-se o recalque com a equação:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>+</p><p>= '</p><p>'</p><p>'</p><p>'</p><p>1</p><p>loglog</p><p>1 vm</p><p>f</p><p>C</p><p>i</p><p>vm</p><p>Rt CC</p><p>e</p><p>H</p><p>σ</p><p>σ</p><p>σ</p><p>σρ</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>= i</p><p>i</p><p>f</p><p>Rt C</p><p>e</p><p>H</p><p>σ</p><p>σ</p><p>ρ</p><p>'</p><p>1</p><p>log</p><p>1</p><p>Piezômetros</p><p>Os piezômetro servem para medir a poropressão numa</p><p>determinada profundidade de solo. Os dois piezômetros mais</p><p>utilizados são o de Casagrande e o Elétrico.</p><p>-Casagrande:</p><p>O equipamento consta de um tubo vertical ligado a uma ponta</p><p>porosa por onde a água pode livremente entrar ou sair. Mede-se a</p><p>poropressão através da altura de coluna d’água no tubo.</p><p>A leitura é realizada com um instrumento indicador de nível d’água</p><p>que consiste em um torpedo contendo uma chave elétrica, um fio</p><p>graduado e um carretel. Quando o torpedo atinge a água do tubo</p><p>de acesso, fecha-se um circuito elétrico que toca a buzina no</p><p>carretel. Com isso determina-se a profundidade do nível d água no</p><p>tubo.</p><p>Piezômetros</p><p>Piezômetro de Casagrande</p><p>Piezômetros</p><p>Piezômetro Elétrico</p><p>Os piezômetros elétricos medem a pressão de água através da</p><p>deformação de um diafragma interno, cuja deflexão é medida por</p><p>um sensor de corda vibrante instalado perpendicularmente ao</p><p>plano do diafragma.</p><p>Atualmente os piezômetros elétricos vêm sendo largamente</p><p>empregados no alteamento de barragens, por serem precisos,</p><p>sensíveis, poderem ser lidos à distância e integrados a sistemas</p><p>automáticos de aquisição de dados. Contudo, tem a desvantagem</p><p>de vida útil limitada e de alteração dos parâmetros de calibração</p><p>que ocorre ao longo do tempo.</p><p>Piezômetros</p><p>Piezômetro Elétrico</p><p>Piezômetros</p><p>-Medidor de nível d’água elétrico</p><p>MECÂNICA DOS SOLOS</p><p>Número do slide 2</p><p>Número do slide 3</p><p>Número do slide 4</p><p>Número do slide 5</p><p>Número do slide 6</p><p>Número do slide 7</p><p>Número do slide 8</p><p>Número do slide 9</p><p>Número do slide 10</p><p>Número do slide 11</p><p>Número do slide 12</p><p>Número do slide 13</p><p>Número do slide 14</p><p>Número do slide 15</p><p>Número do slide 16</p><p>Número do slide 17</p><p>Número do slide 18</p><p>Número do slide 19</p><p>Número do slide 20</p><p>Número do slide 21</p><p>Número do slide 22</p><p>Número do slide 23</p><p>Número do slide 24</p>