Adensamento dos Solos (Parte 1) Solos (Parte 1)

Estudos GeotécnicosProf. Dr. Marcos Porto

1. ADENSAMENTO

1.1 COMPONENTES DO RECALQUE

Algum tempo após a aplicação da carga o recalque total Sté representado pela soma de tres componentes :é representado pela soma de tres componentes :

St = Si + Sp + Ss

Si - recalque imediatoSp - recalque primário ou por adensamentoSs - recalque secundário

1. ADENSAMENTO

-A distinção entre Sp e Ss reside no processo físico que controla a velocidade de recalque.

-Na compressão primária o tempo de recalque é -Na compressão primária o tempo de recalque é controlado pela velocidade com a qual a água pode ser expelida dos vazios do solo.

-Na compressão secundária o tempo de recalque é controlado pela velocidade com que o esqueleto sólido escoa e se comprime.

1. ADENSAMENTO

CURVA TEMPO x RECALQUE

Si

Sp

SS

0 t100 Tempo

Rec

alqu

e

1. ADENSAMENTO

•Todos os solos apresentam o mesmo tipo de curva recalquex tempo.

•Entretanto, deve-se considerar que a escala de tempo e os •Entretanto, deve-se considerar que a escala de tempo e os valores relativos dos três componentes, diferem em ordem de grandeza para os vários solos.

•t100 - tempo no qual a consolidação pri-mária cessa e admite-se o início da com-pressão secundária.

1. ADENSAMENTO

SOLOS GRANULARES (NÃO COESIVOS)•Devido ao elevado valor da permeabilidade, a expulsão da água é instantânea.

•O comportamento mecânico desses solos é independente do •O comportamento mecânico desses solos é independente do tempo.

•Não apresentam compressão secundária.

•As fundações recalcam quase simultaneamente com a aplicação da carga. Entretanto, sua determinação pela teoria da elasticidade é meramente estimativa.

1. ADENSAMENTO

SOLOS COESIVOS SATURADOS•A variação de volume ocorre, lentamente, pela expulsão da água dos vazios.

•O recalque imediato corresponde a uma distorção, sem •O recalque imediato corresponde a uma distorção, sem variação de volume.

•Dentro da vida útil da estrutura, o recalque total poderá ser considerado como completamente desenvolvido, após a dissipação do excesso da poropressão.

St = Si + Sp

1. ADENSAMENTO

ANALOGIA MECÂNICA DE TERZAGHI

TERZAGHI (1943) criou um modelo para ilustrar o mecanismo do adensamento dos solos.

a) SOLO SATURADOválvula

pistão sematrito

molas deaço

cilindrocom água

a) SOLO SATURADO

No cilindro cheio de água são colocadas molas, representando a estrutura do solo.

Um pistão sem atrito suportado pelas molas, dispõe de uma válvula para escape da água. Inicialmente a válvula encontra-se fechada.

1. ADENSAMENTO

ANALOGIA MECÂNICA DE TERZAGHI

TERZAGHI (1943) criou um modelo para ilustrar o mecanismo do adensamento dos solos.

a) SOLO SATURADOválvula

pistão sematrito

molas deaço

cilindrocom água

a) SOLO SATURADO

No cilindro cheio de água são colocadas molas, representando a estrutura do solo.

Um pistão sem atrito suportado pelas molas, dispõe de uma válvula para escape da água. Inicialmente a válvula encontra-se fechada.

1. ADENSAMENTO

∆σ

Se uma carga é aplicada no pistão com a válvula fechada, o comprimento das molas permanece inalterado, pois a água é

b) APLICAÇÃO DA CARGA TOTAL

comprimento das molas permanece inalterado, pois a água é admitida incompressível.

Se essa carga induz um acréscimo na tensão total, a totalidade deste acréscimo deve ser considerado como um aumento da pressão neutra.

∆σ

1. ADENSAMENTO

c) ESCOAMENTO DA ÁGUA POR EXCESSO DE PRESSÃO HIDROSTÁTICA

∆σ Quando a válvula é aberta, o excesso de pressão faz com que a Quando a válvula é aberta, o excesso de pressão faz com que a água escoe.

A pressão da água diminui e o pistão desce enquanto as molas são comprimidas. A velocidade de compressão obviamente depende da abertura da válvula, que representa a permeabilidade do solo.

1. ADENSAMENTO

d) TRANSFERÊNCIA DA CARGA PARA AS MOLAS

∆σA carga é gradualmente transferida para as molas, provocando seu encurtamento, até que o pistão volte a ser totalmente suportado encurtamento, até que o pistão volte a ser totalmente suportado pelas molas. No estágio final, portanto, o acréscimo de tensão efetiva é igual ao acréscimo de tensão total e o excesso de pressão da água reduzido a zero.

1. ADENSAMENTO

AVALIAÇÃO DA DEFORMAÇÃO NOADENSAMENTO

Hipóteses básicas:

1. O solo é considerado como uma estrutura compressível de partículas minerais, elas próprias incompressíveis.

2. O solo permanece saturado durante o processo de adensamento.

1. ADENSAMENTO

3. O decréscimo de volume sofrido pela massa de solo é igual ao volume de água expulsa, representado pela variação do índice de vazios.do índice de vazios.

4. O processo é considerado unidimensional, isto é, não há alterações nas dimensões laterais, somente diminuição da espessura.

1. ADENSAMENTO

∆σ

∆H

HV1

∆H

∆σ

H1 H1

H2

HS

H2

(a) (b) (c) (d)

(a) Antes da aplicação da carga ∆σ(b) Após aplicação da carga ∆σ

(c) Representação idealizada de (a)

(d) Represenração idealizada de (b)

1. ADENSAMENTO

A variação de volume ∆V, que resulta de acréscimo de pressão efetiva ∆σ’ pode, então, ser representada pela variação de altura ∆H ou índice de vazios ∆e.

:unidade a igual coluna da área a Admitindo

HH

1

1

11111

212121

22

11

1

:expressão pela darepresenta é ca volumétriA variação

1

V

vaziosde altura da variaçãoa igual é estrato do espessura da variação

He

eH

e

e

HeH

He

HH

He

H

H

V

A

H

H

H

HH

H

H

H

Heee

H

He

H

He

SS

S

VS

S

SS

VV

S

V

S

V

S

V

S

V

⋅+∆=∆

+∆=

⋅+⋅∆=

+⋅∆=∆=∆

∆=−=−=−=∆

==

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