Ensaio de Cisalhamento Direto

Introdução • O ensaio de cisalhamento direto relaciona

diretamente tensões normal e cisalhante, que são aplicadas a um corpo de prova confinado em uma caixa bipartida. Quando este corpo de prova é levado à ruptura o par de valores tensão de cisalhamento - tensão normal (no plano de ruptura) define um ponto sobre a envoltória de tensões do solo.

• Este ensaio é geralmente drenado e é mais aplicado ao estudo da resistência ao cisalhamento de solos com estratificações ou xistosidades definidas, ou quando se quer avaliar a resistência entre contactos de diferentes materiais.

Esboço das tensões

Esboço das tensões

Objetivos• Determinar os valores de ângulo de atrito interno do

solo e do intercepto coesivo.• Traçar a curva de desenvolvimento do ensaio com os

valores de τi e εi de onde normalmente é tirado o valor máximo da tensão cisalhante. Efetuar o gráfico de variação de volume ∆vi em função da deformação específica εi. Repetir o ensaio pelo menos em mais dois novos corpos de prova com tensões normais diferentes; ajustar uma reta pelos pontos τi x σ interpretando assim a envoltória de resistência dos ensaios executados, a partir da qual são determinados os valores do ângulo de atrito interno e o intercepto coesivo.

Equipamentos

• Máquina de cisalhamento direto.• Caixa de cisalhamento.• Balança.• Talhador.• Estufa.• Cápsulas.

Equipamentos

Equipamentos(molde do corpo de prova)

Preparação do corpo de prova

• O corpo de prova a ser ensaiado pode ser de solo compactado ou talhado de uma amostra não deformada. Compactar o corpo de prova (c.p.) nas mesmas condições de densidade e umidade especificados, nas mesmas dimensões do molde, ou no próprio molde (c.p. compactado); Recolher o material não utilizado ou sobrado da talhagem para a determinação da umidade;

Preparação do corpo de prova

• Talhar o corpo de prova do “bloco indeformado” empurrando aos poucos o molde metálico para baixo até que a seção quadrada (ou circular) seja obtida. O corpo de prova deve preencher o volume do molde; Pesar o corpo de prova juntamente com o molde metálico; Transferir o corpo de prova do molde para a caixa de cisalhamento;

Máquina de cisalhamento

Procedimento do ensaio• Instalar na prensa a caixa de cisalhamento

contendo o corpo de prova entre as pedras porosas e placas dentadas, de tal maneira que o c.p. fique no meio, entre as partes inferior e superior da caixa;

• Colocar o pendural para aplicação da tensão vertical e ajustar o extensômetro vertical para dar início a fase de adensamento do ensaio lento (drenado), por exemplo;

Procedimento do ensaio

• Aplicar o carregamento (através de pesos) previamente definido e iniciar as leituras de deformação do c.p.. Quando as deformações se estabilizarem é dado por concluído esta fase;

• O início do cisalhamento se dará após os ajustes do extensômetro horizontal e do sensor (anel ou célula de carga) que irá medir a força cisalhante desenvolvida durante o ensaio

Cálculos do ensaio

• Deformação cisalhante específica: εhi = lhi/L ; lhi - leitura horizontal; L - lado do c.p.

• Variação de volume do c.p.: ∆vi = lvi.A - Força • cisalhante: Ti= K.lmi ; lmi - leitura do anel ; K

constante do anel • Tensão cisalhante: τi = Ti/A ; A - área do c.p. • Tensão normal aplicada: σ = N/A ; N - Carga

normal

Conclusões

• Pode-se perceber que tal ensaio analisado com os devidos equipamentos é relativamente simples. A principal função desse ensaio, é descobrir a variação que o solo vai sofrer sob ação de uma força cisalhante qualquer e determinar a máxima força cortante admissível.