critérios de ruptura e ensaios de resistência ao...
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Critérios de ruptura e
Ensaios de Resistência
ao CisalhamentoGEOTECNIA II
SLIDES 12
Prof. MSc. Douglas M. A. [email protected]
SLIDES 12 – Critérios de Ruptura e Ensaios de Resistência ao Cisalhamento
GEOTECNIA II – Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt 2
Resistência dos solos
A resistência ao cisalhamento de um
solo é definida como a máxima tensão
de cisalhamento que o solo pode
suportar sem sofrer ruptura, ou a tensão
de cisalhamento do solo no plano em
que a ruptura ocorrer.
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Atrito no solo
As forças são transmitidas
através dos inúmeros
contatos dos grãos
Pode ocorrer deslizamento,
rolamento e/ou variação de
volume
Areias
Contato grão a grão
Argilas
Presença de água
adsorvida
F(veloc. carregamento)
Coesão no solo
Parcela de resistência
independente da tensão
normal
Provém da atração química
das partículas
Resistência dos solos
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Figura 12.10a: Representação do critério de
ruptura de Coulomb
Critério de Coulomb
Não há ruptura se a tensão de cisalhamento não
ultrapassar um valor dado pela expressão c + f.σ,
sendo c e f constantes do material e σ a tensão
normal atuante no plano de cisalhamento
Critérios de Ruptura em Solos
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Figura 12.10b: Representação do critério de
ruptura de Mohr
Critério de Mohr
Não há ruptura enquanto o círculo representativo do
estado de tensões se encontrar no interior de uma
curva, que é a envoltória dos círculos relativos a
estados de ruptura
Critérios de Ruptura em Solos
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Critério de Mohr-Coulomb
Se a envoltória de Mohr é linear, o critério se torna similar
ao de Coulomb, passando a denominar de Critério de
Mohr-Coulomb.
''
tguc
tgc
n
n
Intercepto
coesivo
Critérios de Ruptura em Solos
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaios de Laboratório
Cisalhamento de um corpo de prova representativo
As tensões no CP são conhecidas:
Tensões no plano de ruptura estabelecido
Aplicação de tensões principais
Ensaios principais
Cisalhamento Direto
Compressão Triaxial (convencional)
Compressão Simples
Compressão Diametral (Lobo Carneiro)
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de Cisalhamento Direto
Baseado no critério de Coulomb
Aplica-se uma tensão normal em um plano e verifica-se a
tensão cisalhante que causa a ruptura
Medem-se os deslocamentos horizontais e verticais ao
longo do ensaio
Rezende (2010)
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de Cisalhamento Direto
Rezende (2010)
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de Cisalhamento Direto
Rezende (2010)
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de Cisalhamento Direto
Vantagens
Simples, prático, baixo custo
Permite determinar a resistência
residual
Desvantagens
Plano de ruptura pré-determinado
Não permite controlar poropressões
Estado de tensões completo não é
conhecido
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de compressão
triaxial
Aplica-se uma tensão
confinante seguida
acréscimos de tensão
desviadora
Ensaio é feito para várias
tensões confinantes
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de compressão
triaxial
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de compressão triaxial
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de compressão triaxial
Intercepto coesivo
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de compressão triaxial
Ensaio Lento ou Consolidado Drenado (CD)
Tensões σ1 e σ3 são aplicados lentamente e a válvula é
aberta, permitindo a saída de água (u = 0)
Ensaio Adensado Rápido ou Consolidado não-drenado
(CU)
σ3 é aplicado lentamente e σ1 rapidamente, não permitindo
saída de água (u ≠ 0)
Ensaio Rápido ou Não-adensado e não-drenado (UU)
Tensões σ1 e σ3 são aplicados rapidamente e com as
válvulas fechadas, não permitindo a saída de água (u ≠ 0)
Caracterização de argilas moles saturadas
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Ensaio de compressão triaxial
CDSolos arenosos saturados
’, c’
Solos argilosos saturados
’, c’
Solos argilosos saturados
Su (resistência não drenada)
CU – Consolidado não drenado
CD – Consolidado drenado
UU – Não consolidado não drenado
CU
UU
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Ensaios de Resistência de Solos
Ensaio de compressão triaxial
Vantagens:
Estado de tensões conhecido
Permite controle de poropressões
Versátil
Desvantagens
Complexo
Custo mais alto
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Exercícios
1. Explique por que a resistência ao cisalhamento dos solos argilosos
depende da velocidade de carregamento.
2. Explique a diferença entre a coesão do solo e o intercepto coesivo obtido
em ensaios de cisalhamento.
3. Explique as principais diferenças entre o ensaio de cisalhamento direto e
o ensaio de compressão triaxial.
4. Resolver o exercício 12.2 (p. 270). Resolver graficamente e utilizando o
conceito de pólo.
5. De um ensaio de cisalhamento direto foram obtidos os seguintes
resultados de tensão normal e de tensão cisalhante na ruptura. Determine
os parâmetros de resistência (c, Ø).
EnsaioTensão Normal
(kPa)
Tensão
Cisalhante (kPa)
1 19,108 20,064
2 31,847 25,465
3 44,586 32,815
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Exercício 12.2 (Pinto, 2006)
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