O ensaio de palheta ou vane test é o ensaio de referência para a estimativa da resistência não drenada das argilas. Fale a respeito deste ensaio.
O ensaio de palheta (Vane Test) é utilizado para determinar a resistência ao cisalhamento não drenado de solos coesivos, especialmente em campo. O procedimento começa com a abertura de um pré-furo por trado manual até atingir o solo natural, quando há aterros. Em seguida, o conjunto composto por palheta, hastes e sapata de proteção é cravado manualmente até 50 cm acima da profundidade desejada, e então a palheta é liberada e cravada até a profundidade de ensaio. A mesa de torque é fixada ao topo das hastes, e o ensaio é iniciado aplicando-se torque à velocidade constante de 6^{\circ} por minuto, com motor e engrenagens. As leituras de torque em função do tempo são registradas até que se observe estabilização ou queda do torque, caracterizando a ruptura do solo. Após isso, o solo é amolgado girando a palheta por 10 a 20 voltas com chaves de grifo, e o ensaio é repetido na condição amolgada, respeitando o limite de 5 minutos entre as etapas. Finalizado, a palheta é recolhida à sapata de proteção, e o processo é repetido para as demais profundidades.

Passo 1

O enunciado trata do ensaio de palheta (Vane Test), cuja finalidade é estimar in situ a resistência ao cisalhamento não drenado \tau_{ud} de solos coesivos (argilas). O conteúdo envolve geotecnia de campo e conversão de torque medido em resistência ao cisalhamento.

Passo 2

Descrição do conjunto de ensaio:
\bullet A palheta consiste em quatro lâminas retangulares montadas em cruz, com diâmetro D e altura L.
\bullet As hastes conectam a palheta à mesa de torque, e a sapata de proteção evita arrastamento de solo durante a cravação.
\bullet A mesa de torque, acionada por motor e engrenagens, aplica rotação a velocidade constante de \,6^\circ/min, registrando o torque T em função do ângulo de rotação.

Passo 3

Procedimento de campo:
1. Abre-se um pré-furo até solo natural, usando trado manual quando há aterro.
2. Crava-se manualmente o conjunto (palheta + hastes + sapata) até cerca de 50 cm acima da profundidade de interesse.
3. Libera-se a palheta para cravá-la até a profundidade de ensaio.
4. Conecta-se a mesa de torque ao topo das hastes e inicia-se a rotação a \,6^\circ/min.
5. Anota-se o valor máximo de torque T_{max} quando ocorre estabilização ou queda brusca (caracterizando ruptura).
6. Amolga-se o solo girando a palheta de 10 a 20 voltas (com chaves de grifo), aguarda-se até 5 min e repete-se o ensaio para avaliar efeito da remobilização.
7. Recolhe-se a palheta à sapata de proteção e repete-se o procedimento em outras profundidades.

Passo 4

Conversão de torque em resistência não drenada:
A área cisalhante envolvida combina as superfícies lateral e superior/inferior da palheta. O volume virtual submetido a cisalhamento gera uma constante geométrica K:
K = \frac{\pi D^2 L}{2} + \frac{\pi D^3}{6}.
Assume-se que
T_{max} = \tau_{ud}\,K \quad\Longrightarrow\quad \tau_{ud} = \frac{T_{max}}{K}.
Assim, medindo T_{max} e conhecendo D e L, obtém-se \tau_{ud}.

Passo 5

Vantagens e limitações:
\bullet Vantagens: rápido,Economiza tempo em sondagens profundas, mede diretamente \tau_{ud} in situ, perturbação reduzida.
\bullet Limitações: sensível à estratificação e anisotropia do solo, requer solo saturado e coesivo, efeito de atrito entre hastes e paredes do furo deve ser descontado.

Resposta

O ensaio de palheta é um método rápido de campo para estimar in situ a resistência ao cisalhamento não drenado \tau_{ud} de argilas, baseado na aplicação de torque constante ( 6^\circ/min) a uma palheta de diâmetro D e altura L. O torque máximo T_{max} registrado na ruptura é convertido em \tau_{ud} pela relação
\tau_{ud} = \frac{T_{max}}{\displaystyle \frac{\pi D^2 L}{2} + \frac{\pi D^3}{6}}.
O procedimento inclui pré-furo, cravação da palheta, medição do torque, amolgamento e repetição, e deve considerar correções para atrito de hastes e características do solo.

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