Sobre resistência ao cisalhamento dos solos, marque a alternativa falsa. *
A coesão do solo é um parâmetro que depende principalmente da tensão norma no plano de ruptural.
A resistência ao cisalhamento do solo é escrita em termos de ângulo de atrito e
coesão, os quais dependem das condições iniciais no momento do cisalhamento (compacidade, umidade, razão de sobreadensamento, etc.) e do método do ensaio (condição drenada ou não drenada).
A trajetória de tensões, desenhada no espaço
ou t’x s’, onde é representada o
centro e raio de cada estado de tensão, é outra forma de representar os resultados de ensaios triaxiais e obter os parâmetros de ruptura.
O ângulo de atrito do solo é um parâmetro que depende da rugosidade da superfície
dos grãos, intertravamento dos grãos e estado de compactação e principalmente da tensão normal.
Passo 1
O enunciado pede: marque a alternativa falsa entre as quatro afirmações dadas. Aqui estão as quatro afirmações reescritas claramente:
-
A coesão do solo é um parâmetro que depende principalmente da tensão normal no plano de ruptura.
-
A resistência ao cisalhamento do solo é escrita em termos de ângulo de atrito e coesão, os quais dependem das condições iniciais no momento do cisalhamento (compacidade, umidade, razão de sobreadensamento, etc.) e do método do ensaio (condição drenada ou não drenada).
-
A trajetória de tensões, desenhada no espaço
ou , onde é representada o centro e raio de cada estado de tensão, é outra forma de representar os resultados de ensaios triaxiais e obter os parâmetros de ruptura. -
O ângulo de atrito do solo é um parâmetro que depende da rugosidade da superfície dos grãos, intertravamento dos grãos e estado de compactação e principalmente da tensão normal.
O pedido é escolher qual dessas quatro é falsa.
Passo 2
Vamos revisar a fórmula básica que relaciona resistência ao cisalhamento com coesão e ângulo de atrito — isso é central e ajuda a entender o que cada termo significa. A lei de Mohr–Coulomb, na forma usual, é:
Expliquei cada símbolo:
-
é a tensão de cisalhamento máxima que o solo pode resistir no plano de ruptura. -
é a coesão (parâmetro de resistência independente da tensão normal, no modelo idealizado). -
é a tensão normal efetiva no plano de ruptura (tensão total menos pressão de poros). -
é o ângulo de atrito interno do solo, que relaciona o aumento de resistência com a tensão normal efetiva.
Essa fórmula mostra como a resistência varia com
(pela parcela
), mas não diz que
depende principalmente de
. Agora vamos explicar o que são
e
de forma didática.
Passo 3
O que é coesão (
) e de que fatores ela depende?
- Intuição: coesão representa a parte da resistência ao cisalhamento que existe mesmo quando a tensão normal é nula. Em solos coesos (ex.: argilas), essa resistência adicional vem de forças entre partículas (forças eletrostáticas, ligações capilares em solos parcialmente saturados, ou domínios cimentados).
- Natureza de
: em solos não cimentados saturados, o parâmetro idealizado do modelo de Mohr–Coulomb é uma forma de representar efeitos que não aumentam linearmente com . Para muitas argilas saturadas, não aumenta com a tensão normal de forma simples — é uma característica do solo (estrutura, ligações interparticulares, sucção em solos não saturados). Portanto, não se diz que “depende principalmente” de . - Exemplo prático: duas amostras de argila com mesma tensão normal podem ter coesões diferentes se uma tiver mais cimentação ou maior sucção capilar. Isso mostra que a coesão está mais ligada às propriedades do solo do que à simples magnitude da tensão normal.
Passo 4
O que é o ângulo de atrito (
) e de que fatores ele depende?
- Intuição:
mede a capacidade de mobilizar resistência por atrito/intertravamento entre grãos quando há compressão. Ele aparece multiplicando a tensão normal efetiva na lei de Mohr–Coulomb. - Fatores importantes: forma e rugosidade dos grãos, tamanho e distribuição dos grãos, estado de compactação/densidade (mais denso → mais intertravamento → maior
), textura (angularidade) dos grãos e desgaste/crushing sob altas tensões. - Dependência da tensão normal:
pode variar com o nível de confinamento em alguns solos (por exemplo, aumento de normal: partículas se acomodam, podem se fragmentar, dilatar ou compactar, alterando ). Mas isso não significa que “depende principalmente” da tensão normal — na prática, as propriedades físicas dos grãos e a densidade são determinantes. Em resumo: a tensão normal influencia a resistência através do termo e pode alterar o valor mobilizado de em certas condições (por exemplo, esmagamento de grãos), porém a origem física do ângulo é mais ligada à geometria e interação dos grãos.
Passo 5
Sobre a representação das trajetórias de tensões (afirmativa 3):
- Em ensaios triaxiais e outras análises, frequentemente usamos espaços de tensões com coordenadas do tipo (pressão média, desvio) como
ou alternativas / . Em muitas representações cada estado de tensões pode ser associado a um círculo de Mohr com centro e raio, então a afirmação de que a trajetória em (ou ) representa centro e raio está correta em espírito: é uma outra forma de visualizar estados e obter parâmetros de ruptura. Logo a afirmação 3 é aceitável.
Passo 6
Sobre a afirmativa 2 (resistência escrita em termos de
e
e dependência de condições iniciais e método de ensaio):
- Isso é correto: os valores de
e obtidos experimentalmente dependem fortemente de densidade/compacidade, teor de umidade, grau de consolidação (sobreadensamento), condições drenadas vs não drenadas e método do ensaio (triaxial, cisalhamento direto, ensaio de compressão simples). Portanto a afirmação 2 é verdadeira.
Passo 7
Agora, avaliando as afirmações e a lógica:
- Afirmação 1 diz que a coesão depende principalmente da tensão normal no plano de ruptura. Isso é incorreto: coesão é um parâmetro associado às propriedades internas do solo (cimentação, sucção, ligações interparticulares) e não é controlada “principalmente” pela tensão normal. A tensão normal influencia a resistência total via o termo
, não transformando a coesão num parâmetro que dependa primariamente de . - Afirmação 4 afirma que o ângulo de atrito depende da rugosidade, intertravamento, estado de compactação e principalmente da tensão normal. Essa frase poderia ser discutida —
é realmente influenciado por rugosidade, intertravamento e compactação; a parte “principalmente da tensão normal” é exagerada, mas a influência da tensão normal em é secundária em muitos casos (salvo esmagamento ou rearranjo forte). Comparando 1 e 4, a afirmação 1 é a mais claramente falsa e incompatível com o conceito básico de coesão no modelo Mohr–Coulomb.
Resposta
A coesão do solo é um parâmetro que depende principalmente da tensão norma no plano de ruptural.