Aula 4-2 - Adensamento

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14/10/2015

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TÓPICOS ESPECIAIS EM ENGENHARIA IMECÂNICA DOS SOLOS II

Semestre 2015.2

ADENSAMENTO

Aula 2

TÓPICOS ESPECIAIS EM ENGENHARIA I MECÂNICA DOS SOLOS II

COMPRESSIBILIDADE

TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHI

• Responder duas questões:•QUANTO - Quantificar a deformação do solo submetido a umcarregamento

•QUANDO - Quanto tempo levará para esse recalque acontecer.




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COMPRESSIBILIDADE


• Considera o solo saturado, e portanto seus vazios estão totalmentepreenchidos por água

•O adensamento é representado pela expulsão da água dos vazios devidoao acréscimo de sobrecarga no solo por uma fonte externa

•a saída dessa água dependerá da permeabilidade do solo: no caso dasareias, em que a permeabilidade é alta, a água poderá drenar combastante facilidade e rapidamente; nas argilas, porém essa expulsão de

água dos vazios necessitara de algum tempo, até que se conduza o solo aum novo estado de equilíbrio, sob as tensões aplicadas.


COMPRESSIBILIDADE


As hipóteses básicas da teoria do Adensamento de Terzaghi são:

1. solo homogêneo e completamente saturado;

2. partículas sólidas e água intersticial incompressíveis;

3. adensamento unidirecional;

4. escoamento de água unidirecional e validez da lei de Darcy;

5. relação linear entre a variação do índice de vazios e a das

tensões aplicadas.



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COMPRESSIBILIDADE

TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHIQUANTO RECALCA

• Considerando um elemento de solo, constituído por sólidos e vazios(esse constituído totalmente por água), submentido a uma compressãopor efeito de uma sobrecarga, ocorrerá um recalque. O tempo que levarápara esse recalque ocorrer dependerá da permeabilidade do solo

•O recalque total será de DH:


COMPRESSIBILIDADE


Admitindo que a compressão seja unidirecional e que os sólidos sejamincompressíveis, tem-se:

, porém:



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COMPRESSIBILIDADE

TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHIComo a compressão ocorre apenas na vertical, a área A continua

constante:

, Sendo:

Então:


COMPRESSIBILIDADE

TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHI - QUANTO RECALCA

Sabendo que: Do gráfico do ensaio deAdensamento temos que:

Então:

Logo:



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TÓPICOS ESPECIAIS EM ENGENHARIA I MECÂNICA DOS SOLOS IICOMPRESSIBILIDADE

TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHI – QUANDO TERMINA O RECALQUE

Considerando o elemento de solo, situado a uma profundidade Z , dafigura abaixo:

Segundo Terzaghi as equações que regerão o processo de adensamentoserão as seguintes:

1. Equilíbrio Estático:

2. Relação Tensão Deformação constante:

3. Equação da continuidade do Fluxo unidimensional:



A combinação dessas três equações permite obter a equação fundamentaldo adensamento :

Onde: k = coeficiente de permeabilidadee = índice de vaziosav = Coeficiente de Compressibilidadegw = Peso específico da água

A constante é denominada de cv : Coeficiente de Adensamento , ereúne todas as características do solo que interferem na velocidade de adensamentodo solo. Dessa forma a equação fundamental pode ser escrita da seguinte forma:



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SOLUÇÃO GERAL DO ADENSAMENTOCondições de Contorno:

Dupla Drenagem Drenagem Simples

Onde Hd é a distância de drenagem



SOLUÇÃO GERAL DO ADENSAMENTOCondições de Contorno:



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SOLUÇÃO GERAL DO ADENSAMENTO

Aplicando essas condições a equação fundamental, obtém-se o valor dasobrepressão hidrostática, que resta dissipar em uma camada, em processode adensamento:

Onde: e:

Tv é um fator adimensional, chamado de fator tempo. Ele correlaciona ostempos de recalque às características do solo, através do cv, e às condiçõesde drenagem do solo, através do H

d



PORCENTAGEM DE ADENSAMENTO

O andamento do processo de adensamento é possível de ser determinado apartir da seguinte expressão:

Onde DVt representa a variação de volume depois de um tempo t , ea variação de volume total ao final do adensamento.

Então, Uz pode ser expressa por:

Considerando uo = zero, ou seja não havia excesso de poropressãoinicialmente:

D

t V



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COMPRESSIBILIDADE

DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS DE COMPRESSIBILIDADEPARÂMETROS OBTIDOS NO ENSAIO DE ADENSAMENTO OEDOMÉTRICO

•Coeficiente de Adensamento Vertical: cv , unidade: m²/s ou cm²/s

•Índice de Compressão: Cc , Unidade: Adimensional

•Índice de Expansão: Cs, Unidade: Adimensional

•Tensão de Pré-adensamento: ’p , Unidade: kPa


DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS DE COMPRESSIBILIDADECoeficiente de Adensamento (cv)

MÉTODO DE TAYLOR

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