47)O que vem a ser o índice de vazios crítico das areias?
O índice de vazios no qual o c.p. não apresenta nem diminuicão e nem aumento de volume por ocasião da ruptura; areia ao ser carregada no ecrít apresenta inicialmente ligeira diminuição de volume seguida de um aumento de volume; a variação de volume no momento da ruptura é nula. É o índice de vazios em que a areia sofre deformação sem variação de volume, que é o estágio para o qual a areia tende a ser rompida, é independente do índice de vazios inicial. Ecrit não é uma característica do material, mas depende da pressão confinante a que ela está submetida.
Passo 1
O enunciado pergunta o que é o índice de vazios crítico das areias. O conteúdo pertence à mecânica dos solos, mais precisamente à teoria do estado crítico em solos granulares. Para responder vamos precisar entender a definição de índice de vazios
, o conceito de estado crítico e como esse valor se comporta durante o ensaio de cisalhamento.
Passo 2
O índice de vazios de um solo é a razão entre o volume dos vazios e o volume de sólidos, denotado por
Quando submetemos uma areia a cisalhamento triaxial drenado, o solo pode inicialmente contrair (se
) ou dilatar (se
), até atingir um ponto em que não há variação de volume.
Passo 3
O índice de vazios crítico, denotado por
, é exatamente o valor de
para o qual, no momento da ruptura, a areia não apresenta nem contração nem dilatação. Ou seja, durante o escoamento contínuo (deformação permanente) mantém-se volume constante.
Passo 4
Em termos de comportamento prático no ensaio triaxial drenado:
- Se
, ao ser cisalhada, a areia tende a contrair até se aproximar de . - Se
, ela tende a dilatar até se aproximar de . - Se
, ela deforma sem variação volumétrica, caracterizando o estado crítico.
Passo 5
O índice
não depende do índice de vazios inicial do solo; ele é alcançado independentemente dele. Contudo,
depende da pressão confinante efetiva
a que a areia está submetida: em diagrama de
versus
, a linha crítica pode ser descrita por
onde
e
são parâmetros do solo.
Resposta
O índice de vazios crítico das areias,
, é o valor de
para o qual, no estado crítico, o solo deforma-se sob cisalhamento sem qualquer variação de volume. Esse índice é independente do índice de vazios inicial e varia exclusivamente com a pressão confinante efetiva.