Explique a diferença entre os ensaios de carga variável e de carga constante.
Passo 1
Então, a questão pede pra gente explicar a diferença entre dois tipos de ensaios de consolidação em solos: o de carga constante e o de carga variável. Isso é conteúdo de Mecânica dos Solos, mais especificamente de consolidação, onde a gente estuda como o solo vai cedendo (diminuindo de volume) quando você aplica peso em cima. Para resolver, vamos precisar saber:
• O que é ensaio de consolidação;
• Como funciona o protocolo de carga e medição de deformação em cada ensaio;
• Quais resultados a gente tira de cada um.
• O que é ensaio de consolidação;
• Como funciona o protocolo de carga e medição de deformação em cada ensaio;
• Quais resultados a gente tira de cada um.
Passo 2
Ensaio de carga constante (também chamado de “incremental loading” ou ensaio de oedometer):
- Você aplica uma carga
no anel de solo e mantém esse valor fixo enquanto mede a deformação vertical ao longo do tempo até a consolidação primária quase terminar; - Quando a deformação estabiliza (ou chega a um tempo bem longo), você aumenta a carga para
e repete o processo; - Em cada etapa, a tensão eficaz no solo é
, onde é a pressão de poro, inicialmente alta e depois dissipada com o tempo; - A gente costuma anotar a curva de
versus pra achar parâmetros como o coeficiente de consolidação e a pressão de pré-consolidação .
Passo 3
Ensaio de carga variável (ou ensaio tipo CRS – Constant Rate of Strain / carga variável):
- Em vez de esperar estabilizar em cada patamar, você impõe uma velocidade constante de aplicação de carga (por exemplo, aumenta 10 kPa por minuto);
- A deformação aparece ao mesmo tempo em que a carga cresce, e você mede tensão versus deformação instantaneamente;
- Como o carregamento é contínuo, a dissipação de poro e a consolidação primária vão ocorrendo concomitantemente;
- A curva típica é tensão eficaz
versus deformação vertical , de onde a gente extrai o módulo de compressibilidade e também estimativas de .
Passo 4
Principais diferenças (por que um escolhe um ou outro?):
• Protocolo de carga:
– Carga constante: degraus e esperas longas;
– Carga variável: rampa contínua;
• Medição de tempo e consolidação:
– No constante, a gente separa claramente momentos de carga e de dissipação;
– No variável, isso acontece junto, tornando o ensaio mais rápido;
• Precisão x rapidez:
– Carga constante dá dados mais “limpos” pra , mas demora mais horas/dias;
– Carga variável é mais rápido e prático, mas exige cuidado na interpretação (corrigir efeito de vazão de água, por exemplo).
• Protocolo de carga:
– Carga constante: degraus e esperas longas;
– Carga variável: rampa contínua;
• Medição de tempo e consolidação:
– No constante, a gente separa claramente momentos de carga e de dissipação;
– No variável, isso acontece junto, tornando o ensaio mais rápido;
• Precisão x rapidez:
– Carga constante dá dados mais “limpos” pra
– Carga variável é mais rápido e prático, mas exige cuidado na interpretação (corrigir efeito de vazão de água, por exemplo).
Resposta
A diferença básica é o modo de aplicação da carga:
- No ensaio de carga constante, a gente aplica um degrau de tensão, mantém fixo até a consolidação primária acabar e só depois aumenta o próximo degrau.
- No ensaio de carga variável, a carga cresce de forma contínua e controlada, fazendo consolidação e deformação acontecerem ao mesmo tempo, tornando o teste mais rápido, porém com leitura simultânea de vazão e deformação.