compressibilidade e adensamento do solo, Slides de Mecânica dos Solos

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COMPRESSIBILIDADE E

ADENSAMENTO DE SOLOS

TEORIA DO ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL DE TERZAGUI Disciplina: Mecânica dos Solos II Curso: 6º Período de Engenharia Civil

COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS

 COMPRESSILIBIDADE é a propriedade que têm os materiais de sofrerem diminuição de volume quando lhes são aplicadas forças externas;  Uma das principais causas de recalques é a compressibilidade do solo;  A variação de volume dos solos por efeito de compressão é influenciada pela: granulometria, densidade, grau de saturação, permeabilidade e tempo de ação da carga de compressão.

ANALOGIA

 ƒAs molas representam a estrutura do solo. Molas resistentes e/ou previamente comprimidas representariam um solo mais compacto ou mais rijo.  ƒOs furos no êmbolo representam os vazios do solo. Furos de pequeno diâmetro são análogos a uma estrutura de vazios muito pequenos como os de argila (solo com baixa permeabilidade) e vice versa.  ƒA água representa a água nos vazios do solo. O recipiente totalmente cheio representa um solo saturado.

PRIMEIRA EXPERIÊNCIA

Furos fechados e o recipiente cheio (S = 1 );  Aplicada uma carga “P” de compressão e sendo a água incompressível, toda a carga será absorvida pela água. Assim:

SEGUNDA EXPERIÊNCIA

 O processo finaliza, a água deixa de sair e as molas não se deformam mais, quando toda a carga “P” tiver sido transferida da água para as molas.

SEGUNDA EXPERIÊNCIA

 No solo real, à medida que o processo de compressão ocorre, há uma transferência de pressão da água para a estrutura sólida dos solos e a tensão total vai se transformando em tensão efetiva, do que decorre a deformação do solo.  Quanto menos permeável for o solo mais demorado será o processo de compressão e vice- versa.

ADENSAMENTO

 Adensamento é um processo lento e gradual de redução do índice de vazios de um solo por expulsão do fluido intersticial e transferência da pressão do fluido (água) para o esqueleto sólido, devido a cargas aplicadas ou ao peso próprio das camadas sobrejacentes.  Compactação: processo manual ou mecânico de redução do índice de vazios, por expulsão do ar.

TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGUI

 O desenvolvimento da Teoria do Adensamento de Terzagui se baseia nas seguintes hipóteses:  O solo é homogêneo e completamente saturado;  A água e os grãos são incompressíveis;  O escoamento obedece à Lei de Darcy e se processa na direção vertical;  O coeficiente de permeabilidade se mantém constante durante o processo;  O índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão efetiva durante o processo do adensamento.  A compressão é unidirecional e vertical e deve-se à saída de água dos espaços vazios;  As propriedades do solo não variam durante o adensamento.

GRAU DE ADENSAMENTO (U)

 A deformação instantânea do elemento pode ser expressa através da relação entre a variação da sua altura (∆H) e sua altura inicial (H):  A deformação final do elemento devida ao acréscimo de tensão pode ser expressa pela equação seguinte:

GRAU DE ADENSAMENTO (U)

 Num instante t qualquer também, o índice de vazios será “e” e a deformação correspondente ocorrida até aquele instante será:  Logo:

VARIAÇÃO LINEAR DO ÍNDICE DE

VAZIOS COM A TENSÃO EFETIVA

 Por semelhança dos triângulos ABC e ADE, tem-se:  Conclui-se que o Grau de Adensamento é equivalente ao Grau de Acréscimo de tensão efetiva.

PERCENTUAL DE ADENSAMENTO

EM FUNÇÃO DA POROPRESSÃO

 No instante do carregamento:  No instante t:  Logo:  Portanto, há quatro expressões disponíveis para o cálculo do Grau de Adensamento dos solos.

DEDUÇÃO DA TEORIA DO

ADESAMENTO DE TERZAGUI

 Considere o elemento de solo submetido ao processo de adensamento indicado na figura a seguir.

DEDUÇÃO DA TEORIA DO

ADESAMENTO DE TERZAGUI

 O fluxo tridimensional num solo saturado, sem variação volumétrica, é dado por:  No adensamento, há variação de volume e admite-se que o fluxo só ocorre numa direção, a vertical. A água e as partículas sólidas são consideradas incompressíveis. A equação do fluxo neste caso será: Equação 1