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Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 1
VANE TEST
ENSAIO DE PALHETA
Ensaios de Campo e Instrumentação de Obras
Normas
Vane Test
ou
Ensaio de Palheta
• O equipamento
Ortigão e Collet (1987)
Mini vane – ensaio em laboratório
Tipos de Palheta
Palheta mais usada
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 2
Classificação dos ensaios de palheta
Palheta inserida
em perfuração
prévia
Haste Protegida e
Palheta não
protegida
Palheta e
hastes não
protegidas
Palheta e hastes
protegidas
Norma Brasileira (NBR 10905/1989)
Com perfuração prévia Sem perfuração prévia
Palheta elétrico
Nascimento (1998)
Procedimento de ensaio
Dedução da Resistência Não drenada
obtida pelo ensaio de Palheta
Mmáx – Momento torçor máximo medido
no ensaio
ML –momento torçor lateral
MB - momento torçor do topo e base
H – altura
D - Diâmetro
𝑀𝑚á𝑥 = 𝑀𝐿 + 2 𝑀𝐵
𝑀𝐿 = 𝜋 𝐷 𝐻 𝑆𝑢 𝐷
2=
𝜋
2 𝐷2 𝐻 𝑆𝑢
𝑀𝐵 = 𝜋𝐷2
4𝑆𝑢
2
3
𝐷
2=
1
12𝜋𝐷3𝑆𝑢
𝑀𝑚á𝑥 = 𝜋
2𝐷2𝐻 𝑆𝑢 + 2 𝜋
𝐷3
12 𝑆𝑢 𝑀𝑚á𝑥 = 𝜋𝐷2
𝐻
2+
𝐷
6𝑆𝑢
𝑆𝑢 = 𝑀𝑚á𝑥
𝜋𝐷2 𝐻2 +
𝐷6
𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐻 = 2𝐷 𝑆𝑢 = 0,86
𝑀𝑚á𝑥
𝜋𝐷3
Vane Test
Distribuições
de tensões
“reais” e
retangular
Wroth (1984)
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 3
Chanler (988)
Sensibilidade
Skempton e
Northey (1952)
𝐷𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖çã𝑜: 𝑆𝑡 = 𝑆𝑢 𝑖𝑛𝑡𝑎𝑐𝑡𝑜
𝑆𝑢 𝑎𝑚𝑜𝑙𝑔𝑎𝑑𝑜
Experiência Brasileira: 3 a 8
Rissa, Noruega St maior que 100 (Quick Clay)
Resultado de um ensaio
0
5
10
15
20
0 10 20 30 40 50 60 70
Torq
ue (
N.m
)
Graus
indeformado
amolgado
Atrito
Não esquecer de fazer a correção do atrito
Resultado de uma vertical Sarapui (RJ) (Ortigão e Collet, 1986) Resultados
Rio-Petrópolis (Pacheco Silva, 1953)
Efeitos da inserção da Palheta
Chanler (1988)
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 4
Efeito da relação de área (espessura da lâmina)
Larochele et al (1973)
Inserção da palheta e início do ensaio
Influência da velocidade do ensaio em
argilas muito plásticas
Torstensson (1977)
Velocidade do ensaio e condição de drenagem
Chanler (1988)
Biscontin e Pestana (1999)
Efeito do tempo
Aplicável em Vane
de campo Efeito da anisotropia
Para levar em conta o
efeito da anisotropia no
ensaio de palheta
Correção de Bjerrum
Para usar o valor do Su
medido no ensaio de
palheta em projeto
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 5
Fator de correção
Torstensson (1977)
Resistência não drenada de projeto
𝑠𝑢 𝑝𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝜇 𝑆𝑢(𝑒𝑛𝑠𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑙ℎ𝑒𝑡𝑎)
Efeito da drenagem no ensaio
M é o Torque máximo do ensaio, Mo= não drenado, M1 drenado
Chanler (1988)
Curva de ensaio
Chanler (1988)
1
1
2 3
3 2
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 6
Qualidade do ensaio - resistência de pico
Rotação
To
rqu
e
Sem amolgamento
Com amolgamento
Amolgado
Resistência não drenada normalizada em
função do tipo de carregamento
Anisotropia em diferentes ensaios
Anisotropia no ensaio de Palheta
Bjerrum (973)
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 7
Correlação entre dados de ensaios de palheta e
história de tensões (usar com cuidado!!)
• Digite a equação aqui.
Mayne e Mitchell (1988)
𝑆𝑢= 𝛼
𝑆𝑢𝜎′𝑣𝑜
Correlação entre dados de ensaios de
palheta e história de tensões (usar com
cuidado!!)
𝑆𝑢= 𝛼
𝑆𝑢𝜎′𝑣𝑜
Resistência não
drenada e
diferentes
correlações
Exemplo de aplicação
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 8
Perfis de caracterização e índices
físicos
IP = 113 %
108
95
107
110
114
117
50 100 150 200
Umidade (%)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pro
fun
did
ad
e (
m)
12.4 12.8 13.2 13.6
nat (kN/m 3 )
4.0 4.4 4.8 5.2
Índice de vazios
wP
wnat
wL
20 40 60 80 100
Granulometria (%)
argila silte
areia
2.0 2.2 2.4 2.6 2.8
Gs
Perfis dos parâmetros de compressibilidade e
adensamento
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pro
fun
did
ad
e (
m)
1 2 3 4
cc
2.0 4.0 6.0 8.0
Cv (cm2/s) x10-4
0 10 20 30
'v e 'vm (kPa)
1 2 3 4
OCR
'vm
'v
Resultados do ensaio de pizocone
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Pro
fun
did
ad
e (
m)
10 20 30 40 50
fs (kPa)200 400 600 800 1000
Poro pressão (kPa)
0.2 0.4 0.6 0.8
Inclinação (graus)
0 400 800 12001600
qt (kPa)
u1u2
uo
Parâmetros obtidos pelo ensaio de piezocone
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Pro
fun
did
ad
e (
m)
20 40 60
Qt
0.00 0.04 0.08 0.12
Rf
-1 0 1 2
Bq
3 6 9 12
Fr (%)
Classificação dos dados
(modificado de Shnaid, 2000)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Coeficiente de poro-pressão, Bq
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
Re
sis
tên
cia
de
po
nta
, q
t (M
Pa
)
Argila rija e silte
Argila mole
argila muito mole
argila médiae silte fino
RecifeOliveira(1991)
RJDanziger (1990)
São PauloArabe (1993)
Porto AlegreSoares (1997)
Duque de CaxiasArgila mole(0 a 9 m)
Duque de Caxiaargila arenosa(9 -12 m)
Classificação da argila segundo a
proposta de Robertson et al (1986)
0.1 1 10Fr (%)
1
10
100
1000
Qt
12
3
4
5
6
7
8
9NA
-0.4 0 0.4 0.8 1.2Bq
1
10
100
1000
Qt
2
1
3
45
6
7
Ensaios in situ e Instrumentação de Obras Ensaio de Palheta Prof. Massao 9
Resultados do ensaio de palheta
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pro
fun
did
ad
e (
m)
0 3 6 9 12
Su (kPa)
Arg
ila
mo
le o
rgâ
nic
a
0 3 6 9 12
St
Resultados de Su por diferentes métodos comparados
com a variação dos dados de piezocone
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pro
fun
did
ad
e (
m)
3 6 9 12
fs (kPa)
0 50 100 150 200 250
Poro pressão (kPa)
0 4 8 12 16
Su (kPa)
100 200 300 400
qt (kPa)
u1u2uo
Arg
ila
mo
le o
rgâ
nic
a
UU
CIU (SHANSEP)
Palheta de laboratório
Palheta de campo
Valores de Nkt, NDu, NKE e Su
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pro
fun
did
ad
e (
m)
0 3 6 9 12
Su (kPa)
0 5 10 15 20
Nkt
Arg
ila
mo
le o
rgâ
nic
a
Nktmédia = 15
0 5 10NDu
NDumédia = 4,7
5 10 15 20
NKE
NKEmédia = 13 UU
CIU (SHANSEP)
Palheta de laboratório
Palheta de campo
Piezocone
Su = (qt-'vo)/Nkt
Su = (qt-u)/NKE
Estimativa da história de tensões
20 40 60 80'vm (kPa)
piezocone:
palheta:
'vm = 86 ((qt - vo)/100)0,93 IP-0,28
'vm = 22 IP-0.48 (Su / 'vo)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pro
fun
did
ad
e (
m)
0 20 40 60 80'vm (kPa)
Arg
ila
mo
le o
rgâ
nic
a
ensaio edométrico
'vm = 0,305 (qt - vo)
'vm = 0,53 (qt - u2)/'vo
piezocone:
a) b)
ensaio edométrico
1 10 100 1000Tempo (seg)
0
40
80
120
Ex
ce
ss
o d
e p
oro
-pre
ss
ão
1 10 100 1000Tempo (seg)
-200
0
200
400
600
800
u1
1,76m
5,30m
7,50m
u2
u1
u2
u1
u2
uo
uo (5,30m)
uo (1,76m)
Valores de Ch obtidos no piezocone
Ch (cm2/s) x10
-4 z (m)
chpiez. ch(NA)=(Cr/Cc) chpiez
ch/cv=Kh/Kv
1,76 4,5 2,0 1,6
5,30 21,8 4,2 1,8 t
ITRC
r
h
*2
(5)
7,50 27,0 5,4 1,0
Resultados dos ensaios de dissipação