Você recebeu a missão de construir uma barragem em um solo argiloso e préadensado com OCR igual a 7. Ao analisar a situação com o seu conhecimento geotécnico, esse material apresentará MAIOR resistência em uma solicitação não drenada (curto prazo) ou uma solicitação drenada (longo prazo)? Explique qual o mecânismo que gera essa maior resistência.
Passo 1
O enunciado diz: “Temos um solo argiloso pré-adensado com OCR = 7. Queremos saber se ele vai apresentar maior resistência em curto prazo (não drenado) ou em longo prazo (drenado) e por quê.”
Conteúdo: mecânica dos solos, tensão efetiva, comportamento drenado vs. não drenado, solo sobreconsolidado (OCR > 1).
O que vamos precisar:
Conteúdo: mecânica dos solos, tensão efetiva, comportamento drenado vs. não drenado, solo sobreconsolidado (OCR > 1).
O que vamos precisar:
- Conceito de tensão efetiva e diferença entre ensaios drenados e não drenados;
- Noções de comportamento de solos sobreconsolidados (dilatação e geração de pressões neutras);
- Fórmulas de resistência ao cisalhamento em cada caso.
Passo 2
Antes de tudo, lembra que toda resistência do solo depende da tensão efetiva σ′, segundo a fórmula geral:
onde τ_f é a resistência ao cisalhamento, c′ a coesão efetiva e φ′ o ângulo de atrito efetivo.
- Em ensaio drenado, a água sai conforme o solo deforma e usamos diretamente essa equação.
- Em ensaio não drenado, a carga é aplicada tão rápido que a água não tem tempo de escapar, então medimos uma resistência total c_u, sem separar tensões.
Passo 3
Para solo OCR = 7 (muito sobreconsolidado), quando a gente começa a cisalhar:
- Em condição drenada: há espaço para o solo dilatar (aumentar volume) – chamamos de comportamento dilatante.
- Em condição não drenada: essa dilatação gera uma sucção na água (pressão de poro negativa), o que aumenta a tensão efetiva σ′ durante o ensaio e, portanto, ele fica mais resistente do que um NC (OCR=1).
Mas atenção: mesmo com a sucção, em não drenado usamos a resistência “c_u” medida em tensão total. Já em drenado, a dilatação permite mobilizar todo o atrito interno φ′ e coesão c′, gerando um valor de τ_f geralmente maior.
Passo 4
Comparando:
- Resistência não drenada (c_u) é limitada pelo valor de c_u ≃ c′ + σ′₀·tanφ′ (variando com compactação e OCR), mas sofre influência da forma como a água reage.
- Resistência drenada (c′ + σ′·tanφ′) mobiliza melhor o atrito interno φ′ do solo dilatante e aproveita totalmente a coesão estrutural do solo sobreconsolidado.
Logo, o solo com OCR = 7 vai ter maior resistência na condição drenada (longo prazo), pois pode drenar, dilatar e mobilizar ao máximo φ′ e c′, enquanto no não drenado a resistência total c_u acaba sendo menor.
Resposta
O solo argiloso pré‐adensado (OCR = 7) apresenta maior resistência na solicitação drenada (longo prazo), porque, liberando a água (drenagem), o solo dilata e mobiliza totalmente seu atrito efetivo e coesão, resultando em τ_f = c′ + σ′ tan φ′, que é maior do que a resistência total c_u medida em ensaio não drenado.