Estudo Dos Recalques

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Estudo sobre os recalques calculados pela Teoria da Elasticidade

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RECALQUES PELA TEORIA DA ELASTICIDADECorpo cilndrico submetido a compresso simples:

Ensaio de compresso:Axial ou Triaxial.

RECALQUES PELA TEORIA DA ELASTICIDADE

Quanto ao valor do coeficiente de Poisson, situa-se entre 0 a 0,5. Sendo 0,5 o material ensaiado no sofre variao do volume, mudando apenas a forma. A reduo de volume decorrente da diminuio da altura compensado pelo embarrigamento que o corpo de prova sofre.

RECALQUES PELA TEORIA DA ELASTICIDADE

No caso do coeficiente de Poisson = 0, haver variao de volume decorrente da diminuio da altura, pois no se permite expanso lateral. Neste caso o mdulo passa a ser denominado mdulo oedomtrico, tambm chamado de mdulo de adensamento.

RECALQUES PELA TEORIA DA ELASTICIDADE

ENSAIO DE ADENSAMENTO OU DE COMPRESSO CONFINADA (OEDOMTRICA)

O estudo de compressibilidade dos solos normalmente efetuado utilizando-se o oedmetro, que foi desenvolvido por Terzaghi para o estudo das caractersticas de compressibilidade e da taxa de compresso do solo com o tempo.

ENSAIO DE ADENSAMENTO OU DE COMPRESSO CONFINADA (OEDOMTRICA)Interpretao dos resultados de um ensaio de compresso confinada:

ENSAIO DE ADENSAMENTO OU DE COMPRESSO CONFINADA (OEDOMTRICA)Interpretao dos resultados de um ensaio de compresso confinada:

Trecho A-B: trecho de carregamento virgem, no sentido que a amostra ensaiada nunca experimentara valores de tenso vertical daquela magnitude. Quando isto ocorre, dizemos que a amostra est em nveis de tenses correspondente condio de normalmente adensada.

ENSAIO DE ADENSAMENTO OU DE COMPRESSO CONFINADA (OEDOMTRICA)Interpretao dos resultados de um ensaio de compresso confinada:

Trecho B-D-B (descarga/recarregamento): no normalmente adensada, pois a tenso a qual lhe imposta inferior tenso mxima por ela experimentada (ponto B), sendo classificado como solo pr-adensado. ENSAIO DE ADENSAMENTO OU DE COMPRESSO CONFINADA (OEDOMTRICA)Interpretao dos resultados de um ensaio de compresso confinada:

Trecho B-C: apresenta um estado de tenso superior ao maior estado de tenso j experimentado, sendo classificado como normalmente adensado. Determinao da condio de adensamento (em que se encontra o solo):

A razo de pr-adensamento de um solo a relao entre a mxima tenso vertical j experimentada pelo solo e a tenso vertical efetiva atual de campo, ou seja, a razo entre a tenso de pr-adensamento do solo (obtida em laboratrio) e a sua tenso vertical que atua hoje no solo:

Determinao da condio de adensamento (em que se encontra o solo):

O recalque do solo causado por cargas pode ser dividido em trs categorias:

Recalque elstico (ou recalque imediato): causado pela deformao elstica do solo seco e de solos midos e saturados sem qualquer alterao no teor de umidade. Os clculos do recalque elstico geralmente tm como base equaes derivadas da teoria da elasticidade.

O recalque do solo causado por cargas pode ser dividido em trs categorias:

2. Recalque por adensamento primrio, resultado de uma alterao volumtrica em solos coesivos saturados por causa da expulso da gua que ocupa os espaos vazios.

3. Recalque por compresso secundria, observado em solos coesivos saturados e resultado do ajuste plstico do tecido do solo. uma forma adicional de compresso que ocorre sob tenso efetiva constante.

As inclinaes dos trechos de descarregamento/ recarregamento e carregamento virgem da curva de compresso em escala semilog so dadas pelos ndices de recompresso (Ce) e de compresso (Cc), respectivamente.

Clculo do recalque por adensamento:

O termo corresponde ao acrscimo de tenso vertical provocado pela construo, enquanto que o termo vo corresponde ao estado de tenses inicial efetivo do solo em campo.

Clculo do recalque por adensamento:

Solo pr-adensado com vo + menor do que a tenso de pr-adensamento do solo:

Clculo do recalque por adensamento:

Solo pr-adensado com vo + Ds maior do que a tenso de pr-adensamento do solo:

Clculo do recalque por adensamento:

EXERCCIO

Evoluo dos recalques com o tempo:

Modelo mecnico de Terzaghi:

O modelo compe-se basicamente de um pisto provido de uma sada. Inicialmente (antes de t = 0), o sistema encontra-se em equilbrio. No tempo inicial, h um incremento de presso externa instantnea (P) que provoca um aumento idntico de presso na gua. Como no houve tempo para o escoamento da gua (variao de volume), no sofre compresso e, portanto, no suporta carga.

Evoluo dos recalques com o tempo:

Modelo mecnico de Terzaghi:

H, a partir da, processo de variao de volume com o tempo, pela sada da gua, e, simultaneamente, ocorre dissipao da presso do lquido. Gradativamente, aumenta a tenso e diminui a presso da gua at atingir-se a condio final. Uma vez que a presso externa est equilibrada pela presso, no h mais compresso e o adensamento est completo.

Evoluo dos recalques com o tempo:

Modelo mecnico de Terzaghi:

O comportamento dos solos continuam apresentando alguma variao de volume, mesmo aps o final do que se denomina adensamento primrio (e que corresponde analogia de Terzaghi). H sada de gua mesmo com poro-presso praticamente nula.

Evoluo dos recalques com o tempo:

A partir dos princpios da Hidrulica, Terzaghi elaborou a sua teoria, tendo, entretanto, que fazer algumas simplificaes, para o modelo de solo utilizado. As hipteses bsicas de Terzaghi so: solo homogneo e saturado; partculas slidas e a gua contida nos vazios do solo so incompressveis; compresso (deformao) e drenagem unidimensionais (vertical);

Evoluo dos recalques com o tempo:

d) propriedades do solo permanecem constante ( k, mv, Cv); e) validade da lei de Darcy ( v = k . i );f) h linearidade entre a variao do ndice de vazios e as tenses aplicadas.

Evoluo dos recalques com o tempo:

O coeficiente (mv) determinado experimentalmente e denomina-se coeficiente de variao volumtrica (ou deformao volumtrica). Quanto maior esse coeficiente, maior ser a variao de volume unitrio do solo para certo incremento de tenso efetiva. O coeficiente de variao volumtrica o inverso do mdulo de elasticidade (mv = 1/E).

Evoluo dos recalques com o tempo:

Define-se o coeficiente de consolidao (ou de adensamento), pela seguinte expresso:

Quanto maior o valor do Cv, tanto mais rpido se processa o adensamento do solo. Assim como mv e k, o Cv uma propriedade dos solos.

Evoluo dos recalques com o tempo:

Fator tempo (T) e representa uma varivel independente, sendo um nmero adimensional.

Evoluo dos recalques com o tempo:

Evoluo dos recalques com o tempo:

Evoluo dos recalques com o tempo:

EXERCCIO

Adensamento secundrio:

Este recalque ocorre tambm ao longo do tempo, porm, com presso efetiva constante, pois no h mais a sada dgua do solo por efeito da aplicao da carga da fundao.

O fenmeno do adensamento secundrio atribudo a uma deformao visco-elstica do esqueleto slido da argila, sob a ao da presso efetiva aplicada.

Adensamento secundrio:

um fenmeno ainda no totalmente explicado. Observa-se empiricamente, pelos ensaios de adensamento, que esse recalque se desenvolve segundo uma funo linear com o logaritmo do tempo. Atualmente, investiga-se intensamente a natureza e as leis reolgicas deste recalque.

Adensamento secundrio:

Coeficiente de adensamento secundrio.

Adensamento secundrio:

Para argilas normalmente adensadas, um coeficiente de adensamento secundrio igual a 1% significa que, se a camada de argila tiver 10 m de espessura e seu adensamento primrio praticamente termina em 2 anos, 20 anos aps a construo dever ocorrer um recalque adicional de 10 cm (1% de 1 m), dos 20 anos aos 200 anos, mais 10 cm.

Adensamento secundrio:

Para argilas sobre-adensadas, o efeito do adensamento secundrio depende do nvel de tenses atingido pelo carregamento, sendo pequeno desde que a tenso de pr-adensamento no seja ultrapassada.

Adensamento secundrio:

O adensamento secundrio inicia simultaneamente ao primrio e prossegue indefinitivamente a uma velocidade muito lenta.

Principal causa: deslizamento dos contatos entre partculas de argila.

Adensamento secundrio:

Adensamento secundrio: