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  • 7/24/2019 resistencia 2parte

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    Resistncia ao

    cisalhamento de

    solos

    Adaptado e traduzido de N. Sivakugan

    Duration: 20 min

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    Cisalhamento na falha

    Os solos geralmentefalham por cisalhamento

    Fundao

    aterro

    Na falha, tenses cisalhantes ao longo da superficiede falha alcanam o valor da resistencia aocisalhamento

    do solo.

    Superficie de

    falha

    Mobilizao: Na

    Resistencia ao

    cisalhamento

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    SIVA Copyright20013

    Falha cisalhante

    Os graos de solo sedeslizam ao longo dasuperficie de falha.

    No crushing ofindividual grains.

    Superficie de falha

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    Falha cisalhante

    Na falha, tenses cisalhantes ao longo do planode falha () atingem o valor da Resistencia ao

    cisalhamento (f).

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    Criterio de Mohr-Coulomb

    tan cf

    c

    coesa

    Angulo deatrito

    f a maxima tenso cisalhante dos solos que no

    atingem a falha para uma mesma tenso normal .

    f

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    SIVA Copyright20016

    Criterio de Mohr-Coulomb

    tanff c

    A Resistencia consiste de duas

    componentes (parametros): coeso eatrito.

    f

    f

    c

    f tan

    c

    Componentedo atrito

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    c e so medies da Resistencia ao

    cisalhamento.Elevados valores de c e , elevadaResistencia.

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    Circulos de Mohr e envolvente

    de falha

    X

    YElementos de soloem diferentes

    localizaes

    XY

    X

    Y

    ~ falha

    ~ estable

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    Y

    Inicialmente, o circulo de Mohr

    circle um ponto

    c

    c

    c

    c

    +

    O elemento de solo estavel

    pois no intercepta a evolventede falha

    Circulos de Mohr e envolvente

    de falha

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    Y

    c

    c

    c

    GL

    Com o progresso do

    carregamento, os circulos

    de Mohr circle crecem

    .. E finalmente a falha acontece

    quando o circulo de Mohr circle

    entra em contato com a envolvente

    de falha (ponto de tangencia).

    Circulos de Mohr e envolvente

    de falha

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    Direo do plano de falha

    Y

    c

    c

    c

    GL

    c+

    90+

    45 + /2

    Falha plana

    orientada 45 + /2

    da horizontal

    45 + /2

    Y

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    Circulos de Mohr circles em

    termos de &

    X X X

    v

    h

    v

    h

    u

    u

    = +

    total stresseseffective stresses

    vhvh

    u

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    Identicos especimens

    inicialmente no estado

    isotropico de tenses (c)

    e depois carregados

    axialmente at a falha. c

    c

    c

    c

    f

    Inicialmente Falha

    uf

    Na falha,

    3 = c; 1 = c+ f

    3= 3 uf; 1 = 1 - uf

    c,

    c,

    em termos de

    em termos de

    Circulos de Mohr circles em

    termos de &

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    14/34SIVA Copyright2001

    14

    Ensaio triaxial (equipamento)

    Pedra

    porosa

    Membrana

    impermeavel

    pisto (aplicao da tenso

    desviadora)

    O-ring

    pedestal

    Cmara de

    acrilico

    Presso de cmara

    Presso no topoPore pressure ou

    Variao de Volume

    gua

    Amostra de solo na

    falha

    Plano de falha

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    15/34SIVA Copyright2001

    15

    Tipos de ensaios triaxiais

    Presso de

    confinamentoc

    Cisalhamento

    (carregamento axial)

    Se a valvula est aberta? Se a valavula est fechada?

    Tenso desviadora

    ( )

    sim no Sim no

    Consolidatedsample

    Unconsolidatedsample

    Drainedloading

    Undrainedloading

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    16/34SIVA Copyright2001

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    Dependendo se a drenagem esta permitiva

    ou no durante:

    na aplicao da presso de confinamento, e

    no cisalhamento,

    Podemos estavelecer tres tipos de ensaiostriaxiais com importancia pratica, que so:

    Consolidated Drained (CD) test

    Consolidated Undrained (CU) testUnconsolidated Undrained (UU) test

    Tipos de ensaios triaxiais

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    Solos granularesnao apresentamcoeso.

    c = 0 & c= 0

    Para argila normalmenteadensadas, c = 0 e c = 0.

    Para um ensaio UU,em termos de tenses

    totais, u = 0

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    18/34SIVA Copyright2001

    18

    Ensaios CD, CU e UU

    no apresentam variaes da poro-presses

    cisalhamento muito lento para no gerarexcess de poro-presses.

    Consolidated Drained (CD) Test

    se obtem c e

    Quantos dias!No desejavel

    Usamos c and para analises emcondies totalmente drenadas (e.g.,Estabilidade a longo prazo,carregamento muito lento )

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    SIVA Copyright200119

    variao da poro-presso durante o cisalhamento

    Mais rapido que o CD (frequente emeteutilizado para determiner c e )

    Consolidated Undrained (CU) Test

    Se obtem c e

    Medesse

    Ensaios CD, CU e UU

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    SIVA Copyright200120

    Ensaio bem rpido

    Unconsolidated Undrained (UU) Test

    analises em termos de se obtem cu and u

    No se mede desconhecido

    = 0; i.e., failure envelope ishorizontal

    Use cu e u para os analises emCondies nao drenadas (e.g.,Estabilidade a curto prazo,Carregamento rpido)

    Ensaios CD, CU e UU

    variao da poro-presso durante o cisalhamento

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    Relao 1- 3 com a falha

    X

    Elemento de solo na

    falha

    3 1

    X 3

    1

    )2/45tan(2)2/45(tan231 c

    )2/45tan(2)2/45(tan213 c

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    SIVA Copyright200122

    Ponto de tenses

    q

    q

    h v

    (v-h)/2

    (v+h)/2

    Ponto de tenses Ponto de tenses

    2

    hvp

    2

    hvq

    X

    v

    h

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    SIVA Copyright200123

    Trajetoria de tenses

    q

    p

    A TT o topo docirculo de Morh

    Trajetoria detenses

    A trajetoria de tenses permite observar o progressodo carregamento en relao a envolvente de falha.

    Durante ocarregamento

  • 7/24/2019 resistencia 2parte

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    SIVA Copyright200124

    Envolvente de Falha

    q

    p

    c

    c cos

    tan-1 (sin )

    falha

    Durante o carregamento(cisalhamento).

    Trajetoria de tenses

    Circulo de Morh

  • 7/24/2019 resistencia 2parte

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    Parametro de poro-presso

    Y

    1

    3

    u = ?

    Uma simple estimaao da variao da

    poro-presso em condies decarregamento no drenado, em termos davariao da tenso total ~ proposto porSkempton (1954)

    )( 313 ABu

    Parametros de poro-pressoA e B de Skemptons

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    Pore Pressure Parameters

    Para solos saturados, B 1.

    Parametro na falha

    A - (Af)

    Para argilas normalmente adensadas Af 1.

    Parametro B

    B = f (saturao,..)

    Af= f(OCR)

    Para argila fortemente sobreadensadas Af negativo.

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    SIVA Copyright2001

    Ensaio de compresso

    no confinada

    27

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    SIVA Copyright200128

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    SIVA Copyright200129

    Resistencia

    das areias

    Dilatancia

    No dilatancia

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    SIVA Copyright200130

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    SIVA Copyright200131

    Resistencia das argilas

    Argilas moles ( OCR=1)

    CD (DRENADOS), du=0 , dV diminui (compresso)

  • 7/24/2019 resistencia 2parte

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    SIVA Copyright200132

    Resistencia das

    argilas

    Argilas moles ( OCR=1)

    Ensaio CU (NODRENADO),du=aumenta ,dV=0

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    SIVA Copyright200133

    Resistencia das argilas

    Argilas pr-adensadas ( OCR >1)

    CD (DRENADO), du=0 , dV aumenta com o OCR

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    SIVA Copyright200134

    Resistencia das argilas

    Argilas pr-adensadas

    (OCR >1)

    CU (NO DRENADO), dV=0du diminui com o OCR

    OCR>1

    OCR=1