COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO DOS SOLOS Deformações - recalque Profa. Ana Paula Fugii

COMPRESSIBILIDADE É O RESULTADO “RÁPIDO” DA COMPRESSÃO DO MATERIAL (SOLO) DEVIDO A AÇÃO DE CARREGAMENTOS EXTERNOS IMPOSTOS. COMPRESSÃO – DIMINUI VOLUME - RECALQUE

ADENSAMENTO É O RESULTADO DA COMPRESSÃO DO MATERIAL DEVIDO A AÇÃO DE CARREGAMENTOS EXTERNOS IMPOSTOS, PORÉM COM A SAÍDA LENTA DA ÁGUA NOS VAZIOS DO SOLO. ACONTECE AO LONGO DO TEMPO - RECALQUE

A compressão é causada por: Deformação (quebra) das partículas do solo: pedaços menores ocupam espaços vazios. Deslocamento das partículas do solo Expulsão da água ou ar dos espaços vazios

Tipos de deformações: Rápidas: solos arenosos e argilosos não saturados. Lentas: solos argilosos saturados (Teoria do Adensamento). É lenta a dissipação da tensão neutra da água.

Definição de recalque: Recalque é o deslocamento vertical para baixo, sofrido pelo topo do maciço de solo quando recebe o carregamento de uma estrutura. Tal deslocamento resulta das deformações do solo sobre o qual se apóia a estrutura.

Tipos de recalques: Recalque elástico ou imediato: causado pela deformação elástica do solo seco e dos solos úmidos e saturados sem qualquer alteração da umidade. Ocorre logo após o carregamento.

Tipos de recalques: Recalque por adensamento primário: alteração de volume em solos coesivos saturados devido à expulsão da água dos vazios (diminui a pressão neutra).

Tipos de recalques: Recalque por compressão secundária: alteração de volume em solos coesivos saturados. É resultado do ajuste plástico da estrutura do solo (ocorre mesmo após a pressão neutra ter se dissipado).

Recalque Total: St=Sp+Ss+Se St=Recalque total Sp=recalque primário Ss=recalque secundário Se=recalque elástico

Causas dos recalques: a: por deformação elástica (imediato) b: escoamento lateral c: adensamento (saída da água dos poros)

O comportamento do solo perante carregamentos vai depender da CONSTITUIÇÃO e do ESTADO EM QUE O SOLO SE ENCONTRA

O recalque é a principal causa de trincas e rachaduras em edificações, principalmente quando ocorre o recalque diferencial, ou seja: uma parte da obra rebaixa mais que outra gerando esforços estruturais não previstos e podendo até levar a obra à ruína.

Início da construção:1173 Fim da construção: 1350 Desaprumo: 5,6m (1982)

É necessário, portanto: avaliar se a resistência do solo é suficiente para suportar os carregamentos externos; Verificar se as deformações (recalques) estão dentro de limites admissíveis.

Ensaios - Deformabilidade Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos: Ensaio de compressão edométrica ou confinado Ensaio de compressão axial Ensaio de compressão triaxial

Caso o solo não seja resistente o bastante, deve- se tomar alguma destas decisões:

Ensaios - Deformabilidade 1. Ensaio de Compressão edométrica Ensaio totalmente confinado. Demonstra a relação entre a tensão imposta e o índice de vazios do solo. Compressão da amostra de solo (2,5 cm de altura) dentro de um molde metálico indeformável que impede qualquer deformação lateral. É realizada a drenagem da água Aplica-se um carregamento axial Gráfico:Tensão x deformação Índice de vazios x tensão vertical

Ensaios - Deformabilidade Ensaio de Compressão edométrica

Índice de compressão Δe = variação de e e = índice de vazios (Vv/Vs)

Cc – importante para o cálculo do recalque O recalque total ΔH é dado por: Onde: Δe = variação de e e = índice de vazios (vv/vs) H = altura

Exercícios

Ensaios - Deformabilidade 2. Ensaio de compressão axial - moldagem de corpo-de-prova cilíndrico carregamento pela ação de carga axial – APLICADA EM UMA ÚNICA DIREÇÃO o solo irá deformar-se em todas as direções: deformações axiais e radiais, sem restrições. resulta gráfico tensão x deformação Permite definir: quanto será o recalque ? em quanto tempo?

AMOSTRAS INDEFORMADAS Tubos de parede fina tipo Shelby – para argilas moles e médias.

Ensaios - Deformabilidade 3. Ensaio de compressão axial εl = deformação axial (longitudinal) = Δh/h εr = deformação radial = ΔR/R E = módulo de elasticidade = σ / εr υ = coeficiente de Poison = εr / εl

Ensaios - Deformabilidade Módulo de Elasticidade

Exemplo Considere um corpo-de-prova que apresente 2cm de diâmetro e 6 cm de altura. Num ensaio de compressão axial, após uma carga σ de 50 kPa, a amostra apresentou um aumento de 0,6 cm no raio e uma redução 1,3 cm na sua altura. Calcule a deformação axial, a radial, o seu módulo de elasticidade e o coeficiente de Poison.

Ensaios - Deformabilidade 4. Ensaio de compressão triaxial-Parcialmente confinado Além da tensão axial, aplicam-se tensões laterais que impedem a liberdade de deformação (σ3). O corpo de prova é cilíndrico com relação (h/d) = 2,5 Aplica-se a pressão confinante hidrostática (σ3) e a tensão axial (σ) na direção vertical. Medem-se, a cada intervalo de tempo, o acréscimo de tensão axial e a deformação vertical do corpo de prova.