tensões atuantes no solo _19!10!15meso i_ec 2015-2
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Tensões no solo
• O solo ao sofrer solicitações se deforma, modificando oseu volume e forma iniciais.
• As deformações apresentadas pelo solo irão depender desuas propriedades elásticas e plásticas e docarregamento imposto.
Tensões no solo
• Tensões devido ao peso próprio
• Tensões devido a cargas externas aplicadas ao terreno.
Tensões nos Solos
o Um ponto qualquer no interior de uma massa de soloestá solicitado por esforços externos devido ao pesopróprio do solo e a forças externas aplicadas.
o As tensões em um plano passando por um ponto do solopodem ser decompostas em tensões normais ecisalhantes - que variam segundo o plano selecionado
área
N=s
área
T=t
A Tensão Normal é a somatória das forças normais ao plano,
dividida pela área total que abrange as partículas em que
estes contatos ocorrem:
E a Tensão Cisalhante é a somatória das forças tangenciais,
dividida pela área.
Tensões Principais
• São planos, mutuamente ortogonais, onde a tensão decisalhamento é nula.
• As tensões normais a esses planos são chamadas de tensõesprincipais;
Estado plano de tensões
• Para simplificar os cálculos com base na teoria da Elasticidade, usa-se:
▫ As tensões principais s1 e s2 são iguais: s1=s2;
▫ A tensão intermediária s2 é nula: s2=0.
Tensões num meio particulado ⇒ os solos são
constituídos por partículas e as forças são transmitidas
de partícula a partícula e suportadas pela água dos
vazios
Tensões geostáticas
Quando o solo é constituído de camadas aproximadamentehorizontais, a tensão vertical resulta da somatória do efeito dasdiversas camadas
• Tensão vertical em A → sz (A)
• No ponto A, z= 3m
sz (3m) = 17 . 3 = 51 kN/m3
• No ponto B, z= 6m
sz (6m) = 51 +20 . 3 = 111 kN/m3
Tensão vertical total a 6m de profundidade → sz (6m) = 17.3 + 20.3 = 111 kN/m3
Qual é a pressão da água nos vazios do solo a 6m de profundidade?
Se for furado um poço vertical até a profundidade de 6m, o nível d’água dentro
do poço alcançará 3m abaixo da superfície de terreno.
A pressão da água nos vazios do solo a 6m de profundidade será dadopela altura da coluna d’água acima da profundidade de 6m. Essapressão d’água reinante nos vazios do solo é representada pela letrau ou uw e chamada de poropressão ou pressão neutra.
Assim, u(6m)= ga.3=10.3=30 kN/m3 ( o peso específico da água ga=10 kN/m3)
Princípio das Tensões Efetivas• A tensão de um solo, em um plano qualquer, é dada pela soma de
duas parcelas:
• a tensão transmitida pelo contato entre as partículas, chamada deTensão Efetiva (s’);
• a pressão da água, denominada Poropressão (u).
• A tensão efetiva, para solos saturados, pode ser expressa por:
• sendo s a tensão total e u a poropressão,
u= ss '
Princípio das Tensões Efetivas
• “Todos os efeitos mensuráveis resultantes da variação doestado de tensões nos solos, como compressão, distorçãoe variação da resistência ai cisalhamento são devidasexclusivamente à VARIAÇÃO DO ESTADO DETENSÕES EFETIVAS.”
Variação do estado de Tensões Efetivas
Variação de volume ou distorção (ou
ambos)
Relação entre as tensões efetivas vertical (s’v)
e horizontal (s’h)
• Coeficiente de empuxo no repouso (k0)
Valores variam entre 0,3 e 3,0
Dependem do tipo de solo, história de tensões e plasticidade.