A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO
Por: Belmiro Witt Neto • 17/9/2018 • Trabalho acadêmico • 3.852 Palavras (16 Páginas) • 215 Visualizações
MARIANA MEZA VICTORINO
Procedimentos resistência ao cisalhamento
Texto referente à disciplina TC-758 – Tecnologias de Investigação Geotécnica e Instrumentação, PPGECC – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil - Universidade Federal do Paraná.
Professor: Alessander C. M. Kormann
CURITIBA
2013
- Introdução
O cisalhamento ocorre devido ao deslizamento entre partículas do solo sendo que os principais fenômenos que permitem menor ou maior deslizamento são o atrito e a coesão que são definidos pelos parâmetros de resistência ângulo de atrito do solo (ϕ) e a coesão (c).
Um carregamento externo aplicado na superfície, ou a própria geometria da superfície da massa de solo, contribui para o desenvolvimento de tensões tangenciais ou de cisalhamento, que podem chegar a valores próximos a máxima tensão cisalhante que o solo suporta sem haver ruptura do material.
A resistência ao cisalhamento de uma dada material é a máxima tensão de cisalhamento que um solo, sob uma dada tensão normal, pode resistir antes da ruptura.
O procedimento básico para realização dos ensaios de resistência ao cisalhamento consiste em aplicar tensões sobre o corpo de prova e medir os valores de tensão até a ruptura do corpo de prova. Deve-se traçar a envoltória de ruptura (tensão cisalhante X tensão total) e obter os parâmetros ϕ e c conforme apresentado abaixo.
[pic 1]
Figura 1 - Representação gráfica da resistência ao cisalhamento dos solos.
No caso de ensaios não drenados o parâmetro de resistência obtido corresponderá à resistência não drenada do solo Su conforme apresentado abaixo.
[pic 2]Figura 2 - Representação gráfica da resistência ao cisalhamento dos solos não drenada.
- Procedimentos
Os ensaios de laboratórios para determinação da resistência ao cisalhamento são apresentados na tabela a seguir.
Tabela 1 – Ensaios de laboratório de resistência.
Ensaio | Parâmetro medido |
Ensaios triaxiais: CD (consolidado drenado) CU (consolidado não drenado) UU (não consolidado não drenado) | ϕ’ e c’ ϕ, c, ϕ’ e c’ Su |
Compressão simples | Su |
Cisalhamento direto | ϕ’, ϕ’r e c’ |
Cisalhamento de palheta | Su, Sr |
Torvane | Su, Sr |
Dependendo da importância da obra a realizar, das características dos solos e das condições de ocorrência justifica a realização de ensaios com a finalidade específica de obter os parâmetros de resistência ao cisalhamento.
Os ensaios podem ser realizados em corpo de prova compactado ou talhado de uma amostra indeformada.
Esta revisão se limitará a apresentação dos procedimentos dos ensaios triaxiais, de compressão simples e cisalhamento direto.
- Ensaio de compressão simples
O procedimento Inglês BS 1377 (1990) será utilizado neste trablho para descrever o ensaio de comopressão simples.
Este ensaio é drenado e consiste em se ensaiar os corpos de provas em uma prensa aberta em que só se tem condição de aplicar a pressão axial, uma vez que, sendo a prensa aberta não há condição de aplicar pressões laterais. Tem-se assim um só círculo, ou seja, o ângulo de atrito não é determinado.
O ensaio é realizado em amostras cilíndricas com 38 mm de diâmetro, mas também pode ser realizado em amostras maiores com 100 mm de diâmetro. O comprimento da amostra deve ser igual a duas vezes seu diâmetro.
Primeiramente determina-se a massa do corpo de prova com precisão de 0,1g e na sequencia as dimensões médias do corpo de prova, através de no mínimo três medidas de diâmetro e de altura com precisão de 0,1 mm.
O corpo de prova deve ser centralizado no pedestal do equipamento de compressão, entre placas e o equipamento de medição da deformação axial para leitura zero ou uma leitura inicial conveniente é ajustado sobre a amostra.
Aplica-se uma taxa de deformação axial de forma que não exceda 2%/min. Solos mais rijos, que rompem a pequenas deformações, devem ser testados com taxas de deformação menores do que solos fofos, que requerem maiores deformações para ruptura. Uma taxa de deslocamento adequada normalmente fica entorno de 0,5% a 2%/min.
Aplica-se a compressão na taxa definida e registra-se as leituras de força e deformação axial a intervalos constantes de compressão (correspondentes a cada deslocamento). Obter no mínimo 12 conjuntos de leituras para definição da curva de tensão-deformação.
Continuar o ensaio até que o valor máximo de tensão axial tenha sido ultrapassado ou até que a deformação axial chegue a 20%.
Concluido o ensaio remove-se a carga do corpo de prova e registra-se a leitura final de força para verificação da leitura inicial.
A superfície de ruptura do corpo de prova deve ser registrada (foto ou desenho).
Por fim remove-se a amostra do equipamento de compressão e determina-se sua umidade.
Com base no ensaio deve-se calcular a deformação axial, a força aplicada e a tensão de compressão axial.
[pic 3]
ΔL é mudança de comprimento da amostra indicado pelo dispositivo de medição de deslocamento axial e L0 é o comprimento inicial da amostra.
[pic 4]
Onde A0 é a área de seção transversal inicial da amostra.
Os valores de tensão de compressão devem ser plotados com os correspondentes valores de deformação (abscissas) para obtenção da curva de tensão-deformação. Deve-se obter a partir deste gráfico o valor de tensão e da deformação de ruptura. Usando este ponto determina-se a resistência a compressão não confinada (σ=2τmáx=2Su ).
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