O Ensaio Dilatométrico

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI

MECÂNICA DOS SOLOS II

PROFESSOR DR. JOÃO BARBOSA DE SOUSA NETO

ENSAIOS DE CAMPO

DILATÔMETRO DE MARCHETTI (DMT)

JUAZEIRO DO NORTE

2017

ENSAIOS DE CAMPO

DILATÔMETRO DE MARCHETTI (DMT)

Trabalho de pesquisa da disciplina de Mecânica

Dos Solos II ministrada pela Prof. João Barbosa

De Sousa Neto, para obtenção de nota parcial.

JUAZEIRO DO NORTE

2017

1 – Introdução:

A segurança e economia de um projeto da construção civil estão sempre atrelados a um bom reconhecimento das condições do subsolo. No Brasil durante muito tempo a investigação geotécnica ficou resumida na execução dos ensaios de Sondagem à Percussão (SPT). Apenas em alguns projetos maiores recorriam a outros métodos geotécnicos de investigação. Os ensaios de campo fornecem estimativas rápidas dos parâmetros geotécnicos por exemplo para o dimensionamento de fundações. Dentre os ensaios hoje disponíveis em nível nacional está o Ensaio Dilatômetro de Marchetti (DMT).

1. – Conceito histórico e inventor:

O ensaio Dilatômetro de Marchetti (DMT) ou dilatômetro plano foi desenvolvido em Roma na Itália em 1975 pelo Professor Silvano Marchetti, pesquisador não só responsável pela concepção e construção do equipamento como, também, pela formulação dos conceitos básicos associados à sua interpretação (Marchetti, 1980).

De acordo com Penna (2006), o dilatômetro é um instrumento poderoso para prever recalques por exemplo em edifícios apoiados em solos nos quais o adensamento primário ou secundário não é relevante. Penna utilizou com sucesso, o DMT em vários projetos de fundações direta em edifícios na cidade de São Paulo, pois este ensaio possibilita boas estimativas do Módulo de Deformabilidade dos solos e, consequentemente, dos recalques.

1.2 – Importância:

É de grande importância, pois pode ser utilizado em vários tipos de solos, tais como: coesivos e não coesivos, saturados e não saturados, normalmente adensados e sobre adensados, naturais e compactos. Pode ser aplicado para obtenção de parâmetros do solo, para realização de projetos em fundação rasa, submetida a esforços verticais, fundações profundas com cargas verticais e horizontais, no controle de compactação, previsão de recalque de fundação de edifício, avaliação do módulo de deformabilidade edométrica (de adensamento) dos solos, avaliação da resistência das argilas saturadas solicitadas em condições não drenadas, identificação estratigráfica do subsolo, detecção de superfícies de escorregamento em taludes instáveis entre outros usos.

1.3 – Difusão e normas:

O ensaio foi introduzido nos Estados Unidos pela empresa Schmertmann & Crapps Inc. em 1978, onde ganhou destaque e reconhecimento internacional, sendo utilizado pelos principais institutos de pesquisa e empresas que trabalham na área geotécnica em 40 países é considerada uma das mais precisas ferramentas de ensaios “in situ” para previsão de recalques e estimativa do módulo de elasticidade das camadas estudadas. Sua validade foi comprovada em centenas de testes em sítios localizados em quase todas as partes do mundo. Os pesquisadores pioneiros procuravam validar a experiência internacional adquirida com a execução do ensaio às condições locais dos solos brasileiros. A partir de 1985 ocorreram as primeiras pesquisas com o ensaio DMT no Brasil. Sendo estas baseadas na comparação dos dados do ensaio DMT com outros ensaios de campo e de laboratório (Soares et al. 1986, Bogossian et al. 1988). Contudo, no Brasil ainda não há uma normalização específica para o ensaio que é normalizado na Europa pelo Eurocode 7 Geotechnical Design - Part 3 -“Design assisted by field testing” - Section 9 -“Flat Dilatometer Test (DMT) ” e nos Estados Unidos pela ASTM D6635 “Standard Test Method for Performing the Flat Plate Dilato.

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1. – Ensaio:

2.1 – Como Funciona, partes integrantes e parâmetros envolvidos:

Tendo os seguintes componentes:

·         Hastes metálicas presa a lâmina do Dilatômetro;

·         Cabo elétrico e pneumático para até 80 bar;

·         Unidade de controle com dois manômetros;

·         Cabo pneumático;

·         Tanque de Nitrogênio;

·         Um trator ou caminhão;

O teste consiste na cravação de ponteira metálica, com interrupções desta cravação a cada 20 cm. Nestas interrupções, é introduzido gás nitrogênio que expande a membrana metálica da ponteira contra o terreno. Neste momento, são feitas três leituras, e logo após as leituras a membrana penetra mais 20 cm.[pic 1]

Marchetti idealizou um equipamento de fácil manuseio, robusto que ao ser inserido no solo, produzisse perturbações inferiores às observadas em outros ensaios de penetração. Por outro lado, com o intuito de manter o comportamento do solo na fase elástica, elaborou o ensaio para que as deformações da membrana fossem pequenas na fase de expansão.

Partindo de correlações semi-empíricas é possível a obtenção de uma variada gama de parâmetros geotécnicos relacionados com a resistência, deformabilidade e histórico de tensões do solo.

[pic 2]

Possui basicamente 4 passos. O primeiro consiste na inserção vertical da lâmina no solo, até a profundidade onde será feito a primeira leitura de pressões com interrupções a cada 20 cm de perfuração. Depois de finalizada a penetração, o próximo passo é abrir gradualmente a válvula de controle de fluxo. Durante esse tempo, ouve-se um sinal de áudio vindo da unidade de controle. O sinal é interrompido quando a membrana1 é levantada de seu assento e justamente inicia seu movimento horizontal, ou seja, empurrando o solo. Neste momento toma-se a primeira leitura Pressão A (que após correção fornece a medida p0)2. Esta leitura A deve ser obtida de 15 a 30 segundos depois do início do ensaio. O terceiro passo continua com a expansão da membrana, pois a válvula de controle de pressão continua aberta injetando gás no sistema. Durante a expansão, o sinal de áudio permanece desligado e somente retorna quando a lâmina atingir o deslocamento horizontal de 1,1mm, que sinaliza o operador para a leitura da Pressão B (após correção fornece a medida p1). A leitura B deve ser feita de 15 a 30 segundos após a leitura A. Após, usam-se as válvulas de ventilação e de relaxamento de fluxo para produzir um relaxamento de pressão até que a membrana retorne a sua posição inicial assentada.[pic 3]