Com base nos estudos da resistência ao cisalhamento dos solos, responda o que se pede abaixo:
a) (1,5 Ponto) Sendo realizado um ensaio CU, de uma argila normalmente adensada, represente o comportamento das curvas: i) tensão vs deformação axial; ii) deformaçāo vertical vs deformaçāo axial; e iii) pressão neutra vs deformação axial.
b) (1,0 Ponto) Explique corretamente o que é indice de vazios critico de uma areia e comente sobre a variação de volume de um solo arenoso, quando submetido a um ensaio de resistência ao cisalhamento, a partir de um indice de vazios inicial menor do que crítico.
a) (1,5 Ponto) Sendo realizado um ensaio CU, de uma argila normalmente adensada, represente o comportamento das curvas: i) tensão vs deformação axial; ii) deformaçāo vertical vs deformaçāo axial; e iii) pressão neutra vs deformação axial.
b) (1,0 Ponto) Explique corretamente o que é indice de vazios critico de uma areia e comente sobre a variação de volume de um solo arenoso, quando submetido a um ensaio de resistência ao cisalhamento, a partir de um indice de vazios inicial menor do que crítico.
Passo 1
O enunciado trata do ensaio triaxial consolidado não drenado (CU) aplicado a uma argila normalmente adensada e pede:
a) os comportamentos qualitativos das curvas
i) tensão desviadora versus deformação axial
;
ii) deformação volumétrica versus deformação axial
;
iii) pressão de poros versus deformação axial
.
b) definição de índice de vazios crítico de uma areia e comentário sobre a variação de volume de um solo arenoso denso (i.e.\ com índice de vazios inicial
) durante o cisalhamento.
Para resolver, vamos usar conceitos de resistência ao cisalhamento, comportamento contrátil/dilatante e teoria do estado crítico.
a) os comportamentos qualitativos das curvas
i) tensão desviadora
ii) deformação volumétrica
iii) pressão de poros
b) definição de índice de vazios crítico
Para resolver, vamos usar conceitos de resistência ao cisalhamento, comportamento contrátil/dilatante e teoria do estado crítico.
Passo 2
i) Curva tensão desviadora
versus deformação axial
em argila normalmente adensada:
A curva parte de zero, sobe quase linearmente até um pico (pois NC tende a estratificar e gerar ligeiro amolecimento) e depois decresce até um valor constante
correspondente ao estado crítico.
A curva parte de zero, sobe quase linearmente até um pico
Passo 3
ii) Curva deformação volumétrica
versus deformação axial
em argila NC:
Como o solo inicialmente consolida sob dreno e no cisalhamento não drena, ele tende a contrair internamente. Logo cresce (volume diminui) monotonamente até estabilizar num valor associado ao estado crítico, sem apresentar dilatação.
Como o solo inicialmente consolida sob dreno e no cisalhamento não drena, ele tende a contrair internamente. Logo
Passo 4
iii) Curva pressão de poros
versus deformação axial
em CU NC:
Toda a contracção interna gera aumento de pressão de poros. Assim sobe rapidamente nas primeiras deformações, atinge um pico próximo de
(reduzindo a tensão efetiva) e depois tende a um patamar estável quando o solo alcança o estado crítico.
Toda a contracção interna gera aumento de pressão de poros. Assim
Passo 5
Definição de índice de vazios crítico
de uma areia:
É o valor de índice de vazios no qual, ao longo do cisalhamento em condições drenadas, o solo não apresenta variação de volume adicional. Em outras palavras, em a tendência contrátil e dilatante se equilibram.
É o valor de índice de vazios no qual, ao longo do cisalhamento em condições drenadas, o solo não apresenta variação de volume adicional. Em outras palavras, em
Passo 6
Variação de volume de solo arenoso denso (
) num ensaio triaxial drenado:
Como o solo está mais compacto que no estado crítico, ao cisalhar ele dilata, ou seja, o volume aumenta. Esta dilatação gera redução de pressão de poros (em drenado a água sai) e, por consequência, elevação da resistência ao cisalhamento.
Como o solo está mais compacto que no estado crítico, ao cisalhar ele dilata, ou seja, o volume aumenta. Esta dilatação gera redução de pressão de poros (em drenado a água sai) e, por consequência, elevação da resistência ao cisalhamento.
Resposta
a)
i) versus
: sobe quase linear ao pico e depois decai até o nível do estado crítico.
ii) versus
: contracção contínua (aumento de
) até estabilizar.
iii) versus
: aumento rápido até um pico, depois atinge um patamar constante.
i)
ii)
iii)
b) O índice de vazios crítico
é aquele em que não há variação de volume durante o cisalhamento drenado. Se o solo arenoso inicial tem
, ele se dilata (volume aumenta) ao ser submetido a cisalhamento.