8) Por que as tensões efetivas não podem ter valores negativos?

As tensões efetivas não podem ser negativas porque isso implicaria em uma situação física impossível, onde os grãos do solo estariam sendo “puxados” uns para longe dos outros, como se estivessem sob tração. Os solos não resistem a tensões de tração. Consequentemente, a tensão efetiva não pode ter valores negativos. Por outro lado, a poropressão pode ser positiva ou negativa (sucção).

Passo 1

O enunciado pergunta por que a tensão efetiva não pode ser negativa. O conteúdo é o princípio da tensão efetiva de Terzaghi aplicado ao comportamento dos solos, que suportam apenas cargas compressivas.

Passo 2

Definimos a tensão efetiva como
\sigma' = \sigma - u
onde \sigma é a tensão total aplicada e u é a poropressão. A tensão efetiva \sigma' é a componente que de fato atua na rede de contato entre os grãos do solo.

Passo 3

Se assumíssemos \sigma' < 0, teríamos
\sigma - u < 0 \quad\Longrightarrow\quad \sigma' \text{ negativa}
Isso significaria que, em vez de comprimir, as partículas estariam sendo “esticadas”, ou seja, sujeitas a tração. Por que isso é impossível? O solo, em especial o solo granular, não resiste a tensões de tração entre seus grãos. Mesmo solos coesivos (argilas) só suportam muito pequenas tensões de tração antes de se fissurarem. Em termos práticos, não há mecanismo físico no solo que mantenha as partículas unidas sob tração.

Passo 4

Logo, para que não ocorra tração na rede de contatos do solo, a tensão efetiva deve satisfazer
\sigma' \ge 0.
A poropressão u pode ser positiva (pressão de poros) ou negativa (sucção), mas isso só afeta \sigma' enquanto for
\sigma - u \ge 0.

Resposta

A tensão efetiva não pode ser negativa porque isso implicaria tração entre partículas do solo, situação que o solo não suporta, pois só resiste a compressão.

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