) 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 \boldsymbol{\sigma}_{{ }_{1}}
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 \sigma_{1}
    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:
\sigma' = \sigma - u,
onde:
  • \sigma é a tensão total (pode ser um componente principal, por exemplo \sigma_{1} ou \sigma_{3});
  • u é a pressão de poros (poropressão);
  • \sigma' 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 ( u) e o resto pela estrutura sólida do solo ( \sigma'). 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:
\sigma'_1 = \sigma_1 - u,\qquad \sigma'_3 = \sigma_3 - u.
Se durante o cisalhamento a poropressão aumenta de \Delta u>0, então as tensões efetivas mudam como
\Delta\sigma'_1 = -\Delta u,\qquad \Delta\sigma'_3 = -\Delta u.
Ou seja: um aumento de u 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 u:
  • 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 ( \Delta u>0). Logo, aumento de u 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 \Delta u<0.
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:
\tau = c' + \sigma' \tan\varphi',
onde:
  • \tau é a resistência ao cisalhamento em um plano;
  • c' é a coesão eficaz;
  • \sigma' é a tensão normal efetiva no plano;
  • \varphi' é o ângulo de atrito eficaz.
Se as tensões efetivas \sigma' diminuem (por aumento de u), então o termo \sigma'\tan\varphi' diminui e, portanto, a resistência efetiva \tau diminui (assumindo c' e \varphi' 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:
\sigma'_1-\sigma'_3 = (\sigma_1-u)-(\sigma_3-u)=\sigma_1-\sigma_3.
Ou seja, um aumento uniforme de u não altera a diferença \sigma'_1-\sigma'_3 (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 \sigma_{1}. 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 u. Portanto (e) está errada.

Passo 8

Resumo e conclusão lógica:
  • Aumento de poropressão observado → \Delta u>0.
  • Isso indica tendência contrátil do solo (especialmente para argila normalmente adensada).
  • \Delta u>0 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