Adensamento Camilla Borges. Visão geral Cidade de Santos Torre de Pizza.

Adensamento

Camilla Borges

Visão geral

Cidade de Santos

Torre de Pizza

Fenômeno

•Sólidos

•Água

•Ar

“Aplicação de um carregamento produzirá o rearranjo das partículas de sólidos e a variação volumétrica das fases ar e água”.

Partículas de soloAr

Membrana contráctil (interface ar-água)

Água

Sólidos Sólidos

VaziosVazios

Fenômeno

h0

hs

h1

hs

h0=hs(1+e0)

h1=hs(1+e1)h1= h0.(e0-e1) (1+e1)

= h0. (e0-e1) (1+e0)

Solução de Terzaghi

Terzaghi assumiu hipóteses simplificadoras para facilitar a formulação e a solução do problema:

1. Solo saturado

2. Partículas sólidas e água são incompressíveis para os níveis de tensões utilizados em engenharia

3. Fluxo unidimencional e vertical

4. Lei de Darcy é válida

5. Permeabilidade constante

6. Solo elástico

7. Compressibilidade constante

Define-se como Adensamento ou Consolidação o processo gradual de transferência de tensões entre a água (pressão neutra) e o arcabouço sólido (tensão efetiva).

Todos os materiais sofrem deformações quando sujeitos a esforços

A deformação da maioria dos solos, é muito maior que a dos materiais estruturais e muitas vezes, esta deformação se produz ao longo do tempo.

Quando uma camada de argila suporta um edifício, podem ser necessários muitos anos para que a deformação do solo se complete.

Os fatores que determinam a compressibilidade dos solos são:

♦ Tipo de solo;

♦ Estrutura;

♦ Nível de tensões;

♦ Grau de saturação.

ADENSAMENTO

Ensaio de Adensamento

Ensaio de AdensamentoEquipamento

Equipamento

0h


Os pares de valores, (máxima deformação x carga aplicada), plotados em um gráfico semi-logarítmo fornecem a curva de compressibilidade.


1

s

i

s

si

s

sii h

h

h

hh

V

VVe

0

0

1 e

hhs

Ensaio de AdensamentoProcedimento de ensaio

e 'log1

1e

2

2e

3

3e

N

Ne

Para cada estágio é necessário fazer medidas com o tempo

Htlog


Interpretação do ensaioe 'log

O Solo tem “memória”, uma vez que o movimento relativo de partículas é irreversível.

Isso dá origem a um dos conceitos mais importante da mecânica dos solos, o conceito de pré-adensamento.

Trecho virgem

Trecho virgem

descarregamento

recarregamento

Tensão de pré-adensamento é a máxima tensão efetiva a que o solo já foi submetido.

recarregamento

Compressão inicial

Adensamento primário

Adensamento secundário


Ensaio de AdensamentoCorreção para ensaios ajusta com curva teórica.

Método de Casagrande

50

2

50

2197,0

t

H

cv

2

1000050

HHHH

t4t


Método de Taylor

90

2

50

2848,0

t

H

cv

t t15,1


Mais formulas e parâmetros

'

e

av Coeficiente de compressibilidade

01 e

am vv Coeficiente de compressibilidade

e 'log

Cc

Ce

1

2

12

logee

Cc

1

2

12

logee

Ce

wvvmck

Permeabilidade

Índice de compressão

Índice de recompressão


Tensão de pré-adensamento – Proposta de Casagrande


Tensão de pré-adensamento – Proposta de Pacheco Silva


CONDIÇÕES DO SOLO

Argilas normamente adensadas

Argilas pré-adensadas

Argilas sub-adensadas

pa 0

pa 0

pa 0

Razão de pré-adensamento (RSA) ou OCR (over consolidation ratio)

0 paOCR

Para este caso, as poropressões ainda não foram totalmente dissipadas e o solo encontra-se “adensando”.

Cálculo de recalques


Tipos de deformações

Deformações rápidas: solos arenosos ou não saturados

Deformações lentas: solos argilosos

Formas de análise

Teoria da elasticidade

Teoria unidimensional – compressibilidade oedométrica

Tipos de ensaios

Triaxial – tensão controlada, deformação controlada

Unidimensional (adensamento)


Tipos de recalques quanto ao tempo

Recalques imediatos: ocorrem concomitantemente com o carregamento ou num período de tempo muito pequeno.

Recalques por adensamento primário: atenção especial em casos de solos argilosos. Teoria de Terzaghi

Recalques por adensamento secundário:não é considerado devido a sua complexidade. Não está relacionado com o alívio de poro-pressões (pressão neutra), uma vez que ocorre mesmo depois destas terem sido totalmente dissipadas. Costumam ocorrer em períodos muito longos de tempo e a estrutura adapta às novas solicitações que porventura surjam.


e

ev

1

Definição de deformação volumétrica

V

Vv

Geral Solos

H

Hv

Assumindo unidimensional

He

eHSt

1

HmS vt '

e

av

e

am vv 1

'

''log

0

0

eCe'

''log

0

0

cCe

Recalques por adensamento primário

Neste caso as deformações horizontais são nulas, isto é, há completa restrição à deformação lateral na amostra.

Neste caso o módulo que representa a relação tensão x deformação é o módulo edométrico (Eoed), que pode ser obtido com a expressão:

1oed

v

Em

t

oed

HS

E


e varia com a história de tensões do solo.

Se a argila é normalmente adensada, e é obtido a partir da fórmula do índice de compressão Cc:

0

0

0

0

log

log1

c

t ci

e C

HS C

e


Se a argila é pré-adensada, os recalques poderão ter duas parcelas (trecho de re-compressão e virgem).

0

0 0

log log1

pat e c

pa

HS C C

e

0

0

log

log

pae

cpa

e C

e C

Colapso do solo

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

10 100 1000

log

e

e

ei

1

02.0i

Neste caso as deformações (e recalques) correm sem aplicação de novos carregamentos e sim pelo processo de molhagem.

Grau de Adensamento

Uz = (e0 - e)(e0 - e1)

U1= (’ - ’0)

(’1 - ’0)

’1= ’0+ u1 = ’+ ue

Uz = (u1 - ue) (u1)

Equação do problema

2D

v

H

tcT

Fator Tempo

Quem é o HD?

AreiaAreia

ArgilaArgila

RochaRocha

ArgilaArgila

H

2

HHD HHD

Percentual de adensamento

Taylor

)1log(9332.0 UT %60U

2

4UT

%60U

Equações simplificadas

EXERCÍCIOS

a) Calcule o recalque final da área devido ao adensamento da argila e o recalque após um período de 3 anos a partir do início da construção do aterro (e=0,88-0,32log s’/100), cv=1,26m2/ano.

b) Se uma fina camada de areia, com livre drenagem, existisse a 1,5m acima da base da camada de argila, quais seriam os valores dos recalques final e após um período de 3 anos?

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