Quais ensaios de laboratório utilizados para determinar a envoltória de resistência?
Passo 1
Beleza! A questão pergunta “Quais ensaios de laboratório são usados para determinar a envoltória de resistência?”. Isso cai em Mecânica dos Solos, mais especificamente na parte de resistência ao corte. Para resolver, a gente precisa entender o que é essa tal de envoltória de resistência (ela é a reta que “liga” os pontos de falha dos solos em um gráfico tensão normal × tensão de cisalhamento) e quais ensaios permitem traçar essa reta.
Passo 2
Primeiro, a teoria básica: a envoltória de resistência segue a lei de Mohr-Coulomb, que diz que a tensão de cisalhamento no momento da falha é
onde
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•
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Para determinar
Passo 3
Ensaio de Corte Direto
Nesse teste, a amostra é dividida ao meio e um deslocamento horizontal é imposto até ela falhar. A gente aplica uma carga normal conhecida e mede o pico de força de cisalhamento
. A tensão de cisalhamento é
Nesse teste, a amostra é dividida ao meio e um deslocamento horizontal é imposto até ela falhar. A gente aplica uma carga normal conhecida
e a normal é
Repetindo com diferentes normais, conseguimos pontos
pra traçar a reta de Mohr-Coulomb.
Passo 4
Ensaio Triaxial
Esse é mais completo: a amostra cilíndrica fica envolvida por uma câmara com pressão de confinamento . Então aplicamos uma pressão axial
até falha. Existem variantes:
– UU (Unconsolidated Unconfined): sem consolidação nem drenagem;
– CU (Consolidated Undrained): consolida sob drenagem, depois carrega sem drenar;
– CD (Consolidated Drained): consolida e carrega drenando o solo.
Em cada caso, obtemos pares que viram círculos de Mohr. Variando
, obtemos a envoltória.
Esse é mais completo: a amostra cilíndrica fica envolvida por uma câmara com pressão de confinamento
– UU (Unconsolidated Unconfined): sem consolidação nem drenagem;
– CU (Consolidated Undrained): consolida sob drenagem, depois carrega sem drenar;
– CD (Consolidated Drained): consolida e carrega drenando o solo.
Em cada caso, obtemos pares
Passo 5
Ensaio de Cisalhamento Simples e Anel de Cisalhamento
Além do direto e do triaxial, existe o ensaio de cisalhamento simples (em torre de cisalhamento) e o de anel de cisalhamento, onde o solo gira em um anel interno contra um anel externo. O princípio é o mesmo: variar a normal, medir o cisalhamento e achar a reta de falha.
Além do direto e do triaxial, existe o ensaio de cisalhamento simples (em torre de cisalhamento) e o de anel de cisalhamento, onde o solo gira em um anel interno contra um anel externo. O princípio é o mesmo: variar a normal, medir o cisalhamento e achar a reta de falha.
Passo 6
Ensaio de Compressão Não-Confined
Para solos coesivos, às vezes usa-se o ensaio de Compressão Não-Confined (Unconfined Compressive Strength – UCS). Ele é um caso especial do triaxial UU, sem pressão lateral. A resistência à compressão simples pode ser relacionada à coesão aproximada, mas não dá ângulo de atrito, só .
Para solos coesivos, às vezes usa-se o ensaio de Compressão Não-Confined (Unconfined Compressive Strength – UCS). Ele é um caso especial do triaxial UU, sem pressão lateral. A resistência à compressão simples pode ser relacionada à coesão aproximada, mas não dá ângulo de atrito, só
Resposta
Os principais ensaios usados para determinar a envoltória de resistência são:
- Corte Direto
- Triaxial (UU, CU, CD)
- Cisalhamento Simples (torre de cisalhamento)
- Anel de Cisalhamento
- Compressão Não-Confined (UCS)