26)Porque com a utilização de drenos verticais o recalque de uma camada de solo compressível é acelerado?
A utilização de drenos verticais diminui o caminho que a água precisa percorrer para sair dos vazios do solo, aumentando a área de drenagem e reduzindo o tempo necessário para a dissipação da poropressão. Isso acelera o processo de adensamento e, consequentemente, o recalque do solo.
Passo 1
O enunciado pergunta por que, ao instalar drenos verticais em uma camada de solo compressível, o recalque (assentamento por adensamento) acontece de forma mais rápida. O conteúdo aqui é adensamento de solos, mais especificamente a redução do caminho de drenagem e sua influência no tempo de consolidação.
Passo 2
Vamos lembrar da fórmula aproximada para o tempo de consolidação unidimensional sem dreno:
onde
é a espessura da camada a drenar,
é o coeficiente de consolidação vertical e
é o fator de tempo (por exemplo,
para 50% de adensamento). Sem drenos, a água precisa percorrer a metade da espessura (
) até o topo ou a base, o que já gera um caminho relativamente longo.
Passo 3
Ao instalar drenos verticais, cada dreno cria um escoamento radial para um ponto de saída mais próximo. O caminho típico até o dreno é da ordem de
, sendo
o espaçamento entre drenos, e não mais
. Na prática, o tempo de adensamento radial
fica
em que
é o coeficiente de consolidação horizontal (geralmente
) e
é o fator de tempo radial. Como
e
costuma ser maior que
, o resultado é um tempo de adensamento muito menor.
Passo 4
Além de reduzir o caminho de drenagem, os drenos verticais aumentam drasticamente a área efetiva por onde a água pode escapar. Isso faz com que a poropressão seja dissipada mais rapidamente e o solo carregue a tensão efetiva de forma mais veloz, acelerando o recalque total.
Resposta
A instalação de drenos verticais reduz o comprimento do caminho que a água deve percorrer (de
para algo como
), aumenta a área de drenagem e utiliza um coeficiente de consolidação horizontal maior, o que diminui fortemente o tempo necessário para dissolver a poropressão e, assim, acelera o recalque da camada de solo.