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:
t = \frac{H^2}{C_v} \, T_v
onde H é a espessura da camada a drenar, C_v é o coeficiente de consolidação vertical e T_v é o fator de tempo (por exemplo, T_{v,50}\approx0,197 para 50% de adensamento). Sem drenos, a água precisa percorrer a metade da espessura ( H/2) 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 s/2, sendo s o espaçamento entre drenos, e não mais H/2. Na prática, o tempo de adensamento radial \displaystyle t_r fica
t_r \approx \frac{(s/2)^2}{C_h}\,T_r
em que C_h é o coeficiente de consolidação horizontal (geralmente C_h\gg C_v) e T_r é o fator de tempo radial. Como (s/2)^2\ll (H/2)^2 e C_h costuma ser maior que C_v, 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 H/2 para algo como s/2), 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.

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