) Considere um ensaio triaxial CU com medição de poropressão em argila normalmente adensada.
Durante o cisalhamento, observa-se aumento significativo de poropressão. Assinale a interpretação mais adequada:
a. O solo apresenta comportamento dilatante
b. Há aumento das tensões efetivas
c. O caminho de tensões efetivas desloca-se em direção ao eixo
d. O solo apresenta tendência contrátil, reduzindo a resistência efetiva
e. O ensaio está incorreto, pois poropressão não varia em CU
Durante o cisalhamento, observa-se aumento significativo de poropressão. Assinale a interpretação mais adequada:
a. O solo apresenta comportamento dilatante
b. Há aumento das tensões efetivas
c. O caminho de tensões efetivas desloca-se em direção ao eixo
d. O solo apresenta tendência contrátil, reduzindo a resistência efetiva
e. O ensaio está incorreto, pois poropressão não varia em CU
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede uma interpretação única:
- Tipo de ensaio: ensaio triaxial CU (consolidated undrained) com medição de poropressão.
- Solo: argila normalmente adensada.
- Observação durante o cisalhamento: aumento significativo da poropressão.
- Pergunta: qual é a interpretação mais adequada entre as alternativas:
a. O solo apresenta comportamento dilatante
b. Há aumento das tensões efetivas
c. O caminho de tensões efetivas desloca-se em direção ao eixo
d. O solo apresenta tendência contrátil, reduzindo a resistência efetiva
e. O ensaio está incorreto, pois poropressão não varia em CU
Passo 2
Conceito-chave: princípio da tensão efetiva de Terzaghi. Escrevemos a relação básica:
onde:
-
é a tensão total (pode ser um componente principal, por exemplo ou ); -
é a pressão de poros (poropressão); -
é a tensão efetiva correspondente.
Explicando com calma: a tensão total é aquela aplicada externamente no solo; parte dessa tensão é suportada pela água nos poros (
) e o resto pela estrutura sólida do solo (
). A resistência ao cisalhamento depende principalmente das tensões efetivas, não das totais (para solos saturados com comportamento drenado).
Passo 3
Aplicando a fórmula para as tensões principais no ensaio triaxial:
Se durante o cisalhamento a poropressão aumenta de
, então as tensões efetivas mudam como
Ou seja: um aumento de
provoca uma redução das tensões efetivas em ambos os eixos principais. Portanto a alternativa (b) “Há aumento das tensões efetivas” está incorreta.
Passo 4
Interpretação físico-mecânica do sinal da variação de
:
- Se o material tem tendência contrátil (quer reduzir volume quando carregado), e o teste é não drenado, essa tendência volumétrica fica impedida pela água, que gera aumento da poropressão (
). Logo, aumento de indica comportamento contrátil. - Se o material é dilatante (quer aumentar de volume quando deformado), sob condições não drenadas a água é sugada e a poropressão diminui (pode ficar negativa), ou seja
.
Aplicando ao enunciado: observar aumento significativo de poropressão é justamente a assinatura de um solo com tendência contrátil, não de dilatância. Logo a alternativa (a) está errada.
Passo 5
Efeito na resistência efetiva: lei de Coulomb-Mohr em termos de tensões efetivas:
onde:
-
é a resistência ao cisalhamento em um plano; -
é a coesão eficaz; -
é a tensão normal efetiva no plano; -
é o ângulo de atrito eficaz.
Se as tensões efetivas
diminuem (por aumento de
), então o termo
diminui e, portanto, a resistência efetiva
diminui (assumindo
e
constantes). Logo um aumento de poropressão leva a redução da resistência efetiva do solo. Isso é exatamente o que diz a alternativa (d).
Passo 6
Análise da alternativa (c) sobre o caminho das tensões efetivas: calcular a diferença entre tensões principais efetivas:
Ou seja, um aumento uniforme de
não altera a diferença
(o termo deviator permanece o mesmo); o que muda é o nível de tensões efetivas (a componente hidroestática/pressão média efetiva diminui). Em gráficos de tensões efetivas isso corresponde a um deslocamento paralelo ao eixo hidráulico (redução da pressão média efetiva), não a um deslocamento em direção ao eixo
. Logo (c) está errada.
Passo 7
Sobre a alternativa (e): é falso afirmar que em CU a poropressão não varia. Em CU (consolidado e depois não drenado durante o cisalhamento) a poropressão geralmente varia e é uma grande parte da informação experimental — por isso muitos ensaios CU medem
. Portanto (e) está errada.
Passo 8
Resumo e conclusão lógica:
- Aumento de poropressão observado →
. - Isso indica tendência contrátil do solo (especialmente para argila normalmente adensada).
-
reduz as tensões efetivas e, via critério de resistência em tensões efetivas, reduz a resistência efetiva.
Resposta
d. O solo apresenta tendência contrátil, reduzindo a resistência efetiva