Três amostras de solo foram coletadas e ensaiadas em corpos de prova cilindricos com diämetro e altura , tanto no estado natural quanto no estado amolgado. Após a realizaçaio de ensaios de compressão simples, foram obtidos os seguintes valores de carga de ruptura:
Solo A Solo B Solo C
Carga de ruptura no estado amolgado (N) 78 485 252
Carga de ruptura no estado natural (N) 182 512 1012
a) Calcule a resistência à compressão simples dos solos, nos estados natural e amolgado, e classifique-os quanto à resistència.
b) Determine o gran de sensitividade (ou sensibilidade) dos solos e classifique-os de acordo com essa propriedade.

Passo 1

O enunciado fornece três amostras cilíndricas de solo com diâmetro phi=5,0 cm (logo raio r=2,5 cm) e altura H=12,5 cm. Foram medidos os carregamentos de ruptura Pr nos estados natural e amolgado, e nos pede:
  • (a) a resistência à compressão simples sigmau=Pr/A em cada caso e sua classificação segundo a escala para clays (muito macio, macio, médio, rígido, muito rígido, duro).
  • (b) a sensibilidade St=sigmau,nat/sigmau,rem e sua classificação (insensível, pouco sensível, sensível, muito sensível).
Conteúdo: cálculo de tensão de ruptura em ensaio de compressão simples e definição de sensibilidade de solos remoldados.

Passo 2

Calcular a área da seção transversal do corpo de prova. Convertendo para metros:
phi=0,05 mimplies r=0,025 m.
A = pi r^2 = pi,(0,025)^2 approx 1,9635times10^-3 m^2

Passo 3

Para cada solo e cada estado, calcula-se
sigmau = PrA
e converte-se para kPa ( 1 Pa=1 N/m^2).
Solo A:
sigmau,nat = 182 N1,9635times10^-3 m^2 approx 9,2668times10^4,Pa=92,7 kPa,
sigmau,rem = 781,9635times10^-3 approx 3,9731times10^4,Pa=39,7 kPa
Solo B:
sigmau,nat = 5121,9635times10^-3approx260,7 kPa, sigmau,rem = 4851,9635times10^-3approx247,0 kPa
Solo C:
sigmau,nat = 10121,9635times10^-3approx515,7 kPa, sigmau,rem = 2521,9635times10^-3approx128,3 kPa

Passo 4

Classificação de sigmau para argilas (Head, 1972):
  • muito macio: sigmau < 25 kPa
  • macio: 25 <= sigmau < 50 kPa
  • médio (firm): 50 <= sigmau < 100 kPa
  • rígido (stiff): 100 <= sigmau < 200 kPa
  • muito rígido: 200 <= sigmau < 400 kPa
  • duro: sigmau >= 400 kPa.
Aplicando:
Solo A nat ( 92,7 kPa) to médio; rem ( 39,7 kPa) to macio.
Solo B nat ( 260,7 kPa) to muito rígido; rem ( 247,0 kPa) to muito rígido.
Solo C nat ( 515,7 kPa) to duro; rem ( 128,3 kPa) to rígido.

Passo 5

Calcula-se a sensibilidade
St = sigmau,natsigmau,rem
Solo A: St=92,7/39,7approx2,34.
Solo B: St=260,7/247,0approx1,06.
Solo C: St=515,7/128,3approx4,02.

Passo 6

Classificação de St:
  • insensível: St < 2
  • pouco sensível (slightly): 2 <= St < 4
  • sensível: 4 <= St < 8
  • muito sensível: St >= 8.
Logo:
Solo A ( 2,34) to pouco sensível.
Solo B ( 1,06) to insensível.
Solo C ( 4,02) to sensível.

Resposta

Solo A
sigmau,nat=92,7 kPa (médio),
sigmau,rem=39,7 kPa (macio),
St=2,34 (pouco sensível).
Solo B
sigmau,nat=260,7 kPa (muito rígido),
sigmau,rem=247,0 kPa (muito rígido),
St=1,06 (insensível).
Solo C
sigmau,nat=515,7 kPa (duro),
sigmau,rem=128,3 kPa (rígido),
St=4,02 (sensível).

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