41)Quais são as principais vantagens e desvantagens do ensaio de cisalhamento direto?

As principais Vantagens do ensaio são a simplicidade de operação, facilidade de moldagem das amostras e o baixo custo.
Desvantagens: o principal problema a ser apontado neste ensaio é a imposição de uma superfície de ruptura, principalmente em solos homogêneos. O solo não rompe segundo o plano de maior fraqueza, mas ao longo do plano horizontal XX. Outra questão é a impossibilidade de controle da drenagem no corpo-de-prova, pois a caixa não tem um sistema de vedação adequado. Por estas razões, a única solução é conduzir o ensaio em condições totalmente drenadas, mantendo nulas as poropressões. Isto é feito controlando-se a velocidade de ensaio (ensaio lento). Neste ensaio, as tensões normal e de
cisalhamento são conhecidas somente no plano de ruptura para determinar o estado de tensão do solo nos diferentes planos.

Passo 1

O enunciado pede para identificarmos as principais vantagens e desvantagens do ensaio de cisalhamento direto em mecânica dos solos. Para isso, vamos lembrar como funciona esse ensaio: uma amostra compactada é colocada numa caixa dividida em duas partes, sobre a qual aplicam-se uma tensão normal \sigma e, em seguida, uma tensão de cisalhamento até ruptura ao longo de um plano pré-determinado. Com isso, podemos discutir simplicidade, custos e limitações de drenagem e de plano de ruptura.

Passo 2

Vantagens do ensaio de cisalhamento direto
1. Simplicidade de operação: o equipamento é relativamente simples de montar e operar, sem necessidade de sistemas hidráulicos complexos.
2. Facilidade de moldagem das amostras: as amostras têm formato quadrado ou retangular e são fáceis de cortar e acomodar na caixa.
3. Baixo custo: tanto o aparelho quanto os acessórios são mais baratos em comparação com outros ensaios de cisalhamento, como o triaxial.
4. Rapidez relativa: o ensaio é, em geral, mais rápido de executar e interpretar, pois mede diretamente a força de ruptura ao longo do plano.

Passo 3

Desvantagens do ensaio de cisalhamento direto
1. Plano de ruptura imposto: o solo é forçado a romper ao longo do plano horizontal XX, que pode não corresponder ao plano de máxima fragilidade natural do material.
2. Controle de drenagem precário: a caixa não possui vedação perfeita, impedindo o controle rigoroso de poropressões em ensaios parcialmente drenados.
3. Limitação a ensaios totalmente drenados: para evitar poropressões, o teste só pode ser conduzido em condições quasi-drenadas, requerendo velocidades de carregamento muito baixas.
4. Tensões somente no plano de ruptura: não se obtêm informações sobre o comportamento em outros planos de cisalhamento, limitando a caracterização completa do solo.

Resposta

Vantagens:
1. Simplicidade de operação
2. Facilidade de moldagem das amostras
3. Baixo custo
4. Rapidez relativa
Desvantagens:
1. Plano de ruptura imposto (horizontal XX)
2. Controle de drenagem inadequado
3. Só ensaios totalmente drenados (velocidade lenta)
4. Medição de tensões apenas no plano de ruptura

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