CompressibilidadeMecnica dos Solos II 6. 6.1.COMPRESSIBILIDADE COMPRESSIBILIDADE Propriedadequetmosmateriaisdesofreremdiminuiodevolumequandolhessoaplicadas foras externas. Uma das principais causas de recalques a compressibilidade do solo. Avariaodevolumedossolosporefeitodecompressoinfluenciadapelosseguintesfatores: granulometria,densidade,graudesaturao,permeabilidadeetempodeaodacargade compresso. Ainflunciadecadaumdestesfatoresedoseuconjuntosobreacompressibilidadepodeser simulada de forma didtica pelo Modelo Analgico de Terzaghi. MolasFurosguaRecipiente indeformvel p/ o nvel de carregamentoMolasFurosguaRecipiente indeformvel p/ o nvel de carregamento Analogia: Asmolasrepresentamaestruturadosolo.Molasresistentese/oupreviamentecomprimidas representariam um solo mais denso ou vice-versa. Os furos no mbolo representam os vazios do solo. Furos de pequeno dimetro so anlogos a umaestruturadevaziosmuitopequenoscomoosdeargila(solocombaixapermeabilidade),furos grandes se aproximam de areias ou pedregulhos (solo com alta permeabilidade). A gua representa a gua nos vazios do solo. O recipiente totalmente cheio representa um solo saturado. Descreve-se a seguir algumas experincias a partir da compresso do mbolo. 1 experincia: -Furos fechados e o recipiente cheio (S = 1); -AplicadaumacargaPdecompressoesendoagua incompressvel,todaacargaserabsorvidapelagua. Assim:; ' o = = =PA0 o P = o.A P = o.A 2 experincia: -Furos abertos e o recipiente cheio (S = 1); -Aplicada a carga P, esta de imediato (t = 0) se transmite gua. Como a gua pode escapar pelos furos ocorre um processo de deformao por compresso, as molas vo se comprimindo e, Prof. DSc. Erinaldo H. Cavalcante 32 CompressibilidadeMecnica dos Solos II conseqentemente, absorvendo a deformao. -Oprocessofinaliza,aguadeixadesaireasmolasnosedeformammais,quandotodaa carga P tiver sido transferida da gua para as molas. ( )0 00; '' ( ) o oo o = = = A = tt tt0 0'o o ~=t Concluses: No solo real, medida que o processo de compresso ocorre, h uma transferncia de presso da gua para a estrutura slida dos solos e a presso total vai se transformando em presso efetiva e da decorrendo a deformao do solo. E quanto menos permevel for o solo mais demorado ser o processo de compresso e vice-versa. 3 experincia: -Furos abertos e o recipiente parcialmente cheio (S = 1); -AplicadaacargaP,estasertransmitidasmolasdeimediato.Adeformaoserrpida porque se trata da expulso de ar dos vazios. -Expulso o ar e tendo encostado o mbolo na gua, o processo passar a ter as caractersticas da 2 experincia. 6.1.1. ENSAIOS DE COMPRESSO Aspropriedadesdecompressibilidadedossolospodemserdefinidasapartirdeensaiosde compresso que podem ser classificados de acordo com o grau de confinamento, ou seja: -No confinados; -Confinados parcialmente; -Confinados integralmente. 6.1.1.1. ENSAIO DE COMPRESSO NO CONFINADA Este ensaio tambm chamado de ensaio de compresso simples ou compresso uniaxial. O ensaio consistenamoldagemdeumcorpo-de-provacilndricoenoseucarregamentopelaaodeuma cargaaxial.Acargaaplicadaemumanicadireo,dandoliberdadeaocorpodeprovapara deformar-se nas outras direes sem qualquer restrio. lrhhrrccA=A= Prof. DSc. Erinaldo H. Cavalcante 33 CompressibilidadeMecnica dos Solos II Registrando-seastensesnoplanohorizontal(cargadivididapelareadaseotransversal)pela deformao longitudinal, cl, obtm-se a seguinte curva: ococ lrlEoccvc== O solo no um material elstico, mas admite-se freqentemente um comportamento elstico-linear paraosolo,definindo-seummdulodeelasticidade,E,paraumcertovalordetensoeum coeficiente de Poisson, v. 6.1.1.2. ENSAIO DE COMPRESSO PARCIALMENTE CONFINADA normalmenteconhecidocomoensaiodecompressotriaxial.Nestecasoaplica-se,almda pressoaxial,presseslateraisqueimpedemparcialmentealiberdadededeformao.Emgeralo corpo-de-prova cilndrico. O mdulo de elasticidade do solo depende da presso a que o solo est confinado. Tal fato mostra comodifcilestabelecerummdulodeelasticidadeparaumsolo,poisnanaturezaeleest submetido a confinamentos crescentes com a profundidade. Oensaioconsisteinicialmentenaaplicaodeumapressoconfinantehidrosttica,depois mantendo-seconstanteapressoconfinanteaplica-seacrscimosAo nadireoaxial.Duranteo carregamentomedem-se,adiversosintervalosdetempo,oacrscimodetensoaxialqueest atuando e a deformao vertical do corpo-de-prova. Notas: Comoordemdegrandeza,pode-seindicarosvaloresapresentadosnatabelaaseguir,como mdulodeelasticidadeparaargilassedimentaressaturadas,emsolicitaesrpidas,queno permite a drenagem da mesma. Prof. DSc. Erinaldo H. Cavalcante 34 CompressibilidadeMecnica dos Solos II Consistncia Mdulo de Elasticidade (MPa)Muito mole < 2,5Mole 2,5 a 5Consistncia Mdia 5 a 10Rija 10 a 20Muito Rija 20 a 40Dura > 40 Paraasareias,osmdulosdeelasticidadequeinteressamsooscorrespondentessituao drenada, pois a permeabilidade alta em relao ao tempo de aplicao da carga. Os ensaios devem ser feitos com confinamento dos corpos-de-prova. A tabela a seguir mostra uma ordem de grandeza de seus valores, para tenses de confinamento de 100 kPa: Descrio da AreiaCompacidade Fofa CompactaAreias de gros frgeis, angulares 15 35Areias de gros duros, arredondados 55 100Mdulo de Elasticidade (MPa) 6.1.1.3. ENSAIO DE COMPRESSO TOTALMENTE CONFINADO Tambm chamado de ensaio de compresso edomtrica. Neste caso, o corpo-de-prova a comprimir colocado dentro de um recipiente (anel) indeformvel, sendo aplicada externamente a presso axial. O anel impede qualquer tendncia de deformao lateral e o confinamento total. Nesteensaioaspresseslateraisnosoconhecidas,asmesmassogeradaspelaaoda presso axial e pela conseqente reao das paredes do recipiente. Este ensaio simula o comportamento do solo quando ele comprimido pela ao do peso de novas camadas que sobre ele se depositam (Ex.: quando se constri um aterro em grandes reas). Prof. DSc. Erinaldo H. Cavalcante 35