DEFORMAÇÕES DEVIDO A CARREGAMENTOS VERTICAIS

Geote

cnia

II

Prof. : João Guilherme Rassi Almeida

Disciplina: Geotecnia 2

Pontifícia Universidade Católica de Goiás

RECALQUES DEVIDOS A CARREGAMENTOSNA SUPERFÍCIE

DEFORMAÇÕES GRANDE INTERESSE DA GEOTECNIA

A DEFORMAÇÃO DA MAIORIA DOS SOLOS, É MUITO MAIOR QUE A DOS MATERIAIS ESTRUTURAIS E MUITAS VEZES, ESTA DEFORMAÇÃO SE PRODUZ AO LONGO DO TEMPO.

DEFORMAÇÕES RÁPIDAS solos arenosos ou argilosos não saturados LENTAS solos argilosos saturados

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RECALQUES

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• Fases ar/água são expulsos dos vazios do solo • Na prática → A compressibilidade das areias ocorrerá no período de construção onde todo o recalque se completará

RECALQUES

As argilas ( k↓ ) quando submetidas a um

carregamento sua compressão é controlada

pela velocidade com que a água é expulsa

dos poros do solo → processo este chamado:

CONSOLIDAÇÃO → sendo portanto um

fenômeno dependente da σ x ε x t . As

deformações podem ocorrer por meses, anos e

décadas.

Nas areias ( k↑ ) todo o processo de

consolidação se dá muito rapidamente. 4

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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE

ENSAIO DE COMPRESSÃO AXIAL

ENSAIO DE COMPRESSÃO TRI-AXIAL

ENSAIO DE COMPRESSÃO EDOMÉTRICA

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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADECompressão Edométrica

SOLO CONFINADO SEM DEFORMAÇÃO LATERAL

ENSAIO: Amostra é moldada em um anel

rígido Pedras porosas saída de água Ø = 3 x h reduzir atrito lateral 5 < Ø < 12 cm Aplica-se cargas axiais por

etapas Cada etapa registra-se a

deformação em f(t)

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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADECompressão Edométrica

ENSAIO (cont.): Cessadas as deformações de cada

carregamento aplica-se cargas com o dobro da intensidade anterior

Índices de vazios de cada etapa (e1; e2; ... ;en) f(e0) e da redução de altura do CP

Apresentação dos Resultados graficamente (Tensão vertical x índice de vazios)

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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADECompressão Edométrica

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CarregamentoCarregamento

DescarregamentoDescarregamento

Carregamento

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MODELO MECÂNICO DE TERZAGHI

MODELO MECÂNICO DE TERZAGHI

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Transferência gradual de carga

Hipóteses:

RECALQUES

É Termo utilizado em engenharia civil para designar o fenômeno que ocorre quando uma edificação sofre um rebaixamento devido ao adensamento do solo sob sua fundação.

Recalque causa de trincas e rachaduras em edificações (recalque diferencial uma parte da obra rebaixa mais que outra gerando esforços estruturais não previstos e podendo até levar a obra à ruína)

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RECALQUES

Existem três parcelas de recalques a serem consideradas:

Recalque imediato (Si)

Recalque por adensamento primário (Sc)

Recalque por compressão secundária (Ss)

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RECALQUES

Recalque imediato (Si) O recalque imediato ocorre principalmente

devido à compressão dos gases (em solos não saturados).

É calculado a partir de fórmulas empíricas ou pela a Teoria da Elasticidade Linear.

Como estes recalques ocorrem concomitante com o carregamento, não costumam criar problemas para as obras em fundações rasas (sapatas, blocos e radier)

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RECALQUES

Recalque imediato (Si)

Onde: qo – é a tensão distribuída uniformemente na superfície; E, ν - são o módulo de Elasticidade e o Coeficiente de Poisson respectivamente;

B – é a largura (ou diâmetro) da área carregada; I – Coeficiente de forma que leva em conta a geometria e a rigidez da fundação

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RECALQUES

Coeficiente de forma (I) para cálculo dos recalques

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RECALQUES

Exemplo: E = 55 MPa; v = 0,35

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Rocha

RECALQUES

Recalque por adensamento primário (Sc) Requer atenção especial em casos de

solos argilosos devido a ocorrerem ao longo de um tempo que pode ser bastante grande, podendo provocar o aparecimento de solicitações estruturais que não tinham sido previstas.

É calculado quase sempre utilizando-se a teoria unidimensional de Terzaghi.

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RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)

Parâmetros av e Cc

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av = f (tipo de solo, densidade e nível de tensões)

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)

Exercício

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av? e Cc?

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) TENSÕES DE PRÉ-ADENSAMENTO

Memória de Carga Máxima Tensão efetiva de carregamento

durante a formação geológica

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Normalmente adensado (NA) – Tensão efetiva em campo

Pré adensado (PA) ou Sobreadensado – Tensão de Pré Adensamento > Tensão efetiva de Campo

Em adensamento – Tensão

de Pré Adensamento < Tensão efetiva de Campo

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)

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Causas do pré-adensamento• Pré- carregamento (geológico ou antrópico)• Variação de u por rebaixamento do NA• Geração de sucção (Ressecamento e capilaridade)• Cimentação

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)

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Determinação da Tensão de Pré-adensamentoMétodo de Pacheco Silva

PA

Em

adensa

mento

NA

Passos:a) Prolonga-se a reta virgem até o encontro com uma horizontal traçada do índicede vazios inicial;b) Do ponto de interseção baixa-se uma vertical até a curva;c) Deste último ponto traça-se uma horizontalaté o prolongamento da reta virgem.

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)

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Sc

Exercício

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Aterro 40kPa / Sobreadensado camada de 1 m da areia superficial (erodida) / Tensão de pré- adensamento 18 kPa / Recalque por adensamento ocorre na argila Cc = 1,8 e Cr = 0,3.

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RECALQUES

COEFICIENTE DE ADENSAMENTO (CV) Coeficiente em função:

Permeabilidade* (k) Porosidade* (e) Compressibilidade* (av)

*As propriedades do Solo não variam com o adensamento.

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RECALQUES

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DISTÂNCIA DE DRENAGEM (Hd ou Hd/2)

Maior distância de percolação da água

AREIA

AREIA

AREIA

ARGILA ARGILA

ROCHA

HdHd/2

FATOR TEMPO (T) Correlaciona os tempos de recalque às

características do solo (cv) e às condições de drenagem (Hd)

Adimensional

RECALQUES

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GRAU DE ADENSAMENTO (UZ) Relação entre deformação (ε) ocorrida num

elemento em f(z;t); e deformação final desse elemento;

Variação entre índice de vazios (e) no instante (t) e variação total do índice de vazios

Equivalente ao grau de acréscimo de Tensões Efetivas (Dσ’)

Relação entre pressão neutra (u) dissipada no instante (t) e a pressão neutra total dissipada

RECALQUES

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GRAU DE ADENSAMENTO (UZ) Objetivo Determinar o grau de adensamento

para qualquer instante (t), à qualquer profundidade (z)

Obs: Quanto mais próximo da face de drenagem; mais rápidas são as dissipações das pressões neutras TODOS OS SOLOSO tempo de dissipação variável para cada tipo de solo

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Uz F(z;T)

RECALQUES

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GRAU DE ADENSAMENTO MÉDIO ou PORCENTAGEM DE RECALQUE (U) Relação entre recalque sofrido no instante

(t) e recalque total devido ao carregamento

Todos os recalques por adensamento seguem a mesma evolução (Gráfico e Tabela a seguir)

Curva de Adensamento

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RECALQUES

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EXERCÍCIO: Aterro c/ 2,5m de altura ρ = 50 cm Coeficiente de Compressibilidade – av = 0,06 kPa-1

k = 3x10-6 cm/s 3x10-8 m/s e = 3

a) Coeficiente de Adensamento Cv = ?

b) U = 50% t? c) t = 90 dias U?

Areia Y = 18 kn/m³

RECALQUES

Recalque por compressão secundária (Ss) Quase sempre não é considerado

Costumam ocorrer em períodos muito longos de tempo de forma que a estrutura na maioria das vezes consegue se adaptar às novas solicitações que porventura surjam

Principal causa deslizamento dos contatos entre partículas de argila.

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