prova aterro em solomole

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WBA0839_v1.0
Construções de aterros sobre 
solos moles
Investigações geotécnicas em 
solos moles
Investigações complementares: ensaio de 
palheta
Bloco 1
Bianca Lopes de Oliveira
Solos Moles
Figura 1 – Torre de Pisa
Fonte: Phooey/iStock.com.
• Nspt < 2.
• Argilas moles ou areias 
argilosas fofas.
• Características coesiva e 
compressível.
• Propriedades variáveis.
Programação da investigação geotécnica
Reconhecimento 
inicial do solo
Mapas 
geológicos.
Fotografias 
aéreas.
Levantamento 
dos dados de 
áreas próximas 
ao local.
Investigações 
preliminares
Sondagens à 
percussão (SPT).
Investigações 
complementares
Ensaios de 
campo: palheta, 
piezocone etc.
Ensaios de laboratório: 
caracterização 
completa do solo, 
adensamento, ensaios 
triaxiais etc.
Figura 2 – Etapas de um programa de investigação geotécnica
Fonte: elaborado pelo autor.
Ensaios complementares
• Ensaios de campo.
• Ensaio de palheta – NBR 10905:1989.
• Ensaio de piezocone.
• Ensaios de laboratório.
• Caracterização completa do solo.
• Ensaio de adensamento.
• Ensaios triaxiais.
Ensaios de campo
Figura 3 – Vantagens e desvantagens dos ensaios de campo
Fonte: elaborado pelo autor.
• Solo ensaiado em seu 
ambiente natural.
• Medidas contínuas com a 
profundidade.
• Maior volume de solo 
ensaiado.
• Em geral, é mais rápido que 
ensaios de laboratório.
• Condições de contorno mal 
definidas.
• Condições de drenagem 
desconhecidas.
• Grau de amolgamento 
desconhecido.
• Natureza do solo não 
identificada, exceto em 
ensaios de sondagem de 
reconhecimento.
Ensaio de campo: palheta
Figura 4 – Palheta cruciforme
Fonte: Ohututk/Dreamstime.com (ID 175535476)
• NBR 10905:1989.
• Rotação constante para 
medição da resistência 
do solo ao Torque.
• Parâmetro obtido: 
resistência ao 
cisalhamento não 
drenada Su.
Procedimento – ensaio de palheta
A palheta é empurrada para dentro do solo.
Um torque é aplicado ao topo da haste de 
torque girando a palheta com velocidade 
uniforme.
Determina-se o torque máximo aplicado na 
cabeça da haste de torque para provocar a 
ruptura.
Com o valor do torque e as dimensões da 
palheta e possível calcular o valor do 
momento resistente do solo.
Resultado do ensaio
Gráfico 1 – Torque versus rotação da palheta 
para ensaios de argila natural e amolgada
Fonte: elaborado pelo autor.
Resistência 
amolgada: medida 
que consiste, depois 
de atingido o torque 
máximo, girar a 
palheta 10 evoluções 
completas amolgando 
o solo e, daí, medir a 
resistência amolgada.
Considerando condição 
não drenada do solo, 
solo isotrópico, 
resistência constante 
no entorno da palheta 
e razão altura H x D 
igual a 2.
Resultado do ensaio
• Determinação da resistência não drenada (Su).
• Interferências: atrito mecânico, 
características da palheta, velocidade de 
rotação, amolgamento, plasticidade da 
argila.
• Onde T é o torque máximo medido em 
kN.m e D é o diâmetro da palheta, em m.
3
0,86T
Su
D
=
Resultado do ensaio
• Fator de correção: 
• Depende do índice de plasticidade da argila.
• Anisotropia da argila.
• Diferença entre a velocidade de carregamento da 
obra no campo e velocidade do ensaio de palheta.
𝑆𝑢 𝑝𝑟𝑜𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝜇. 𝑆𝑢 𝑝𝑎𝑙ℎ𝑒𝑡𝑎
Investigações geotécnicas em 
solos moles
Investigação complementar: ensaio de 
piezocone e caracterizações do solo em 
laboratório
Bloco 2
Bianca Lopes de Oliveira
Ensaio de campo: penetração com piezocone
Figura 5 – Ensaio de penetração
Fonte: Hailshadow/iStock.com.
• Cravação contínua de 
um elemento cilíndrico 
com ponta cônica.
• Velocidade constante.
• Medição da resistência 
de ponta, lateral e 
poropressão.
• Determinação de Su.
Detalhe piezocone
Figura 6 – Características da sonda
Fonte: elaborado pelo autor.
𝐴𝑛 =
𝜋𝑑𝑖²
4
𝐴𝑡 =
𝜋𝑑𝑒²
4
Resultados do ensaio
Figura 7 – Exemplo de um resultado de ensaio de piezocone
Fonte: Baroni apud Almeida e Marques, 2014, p. 64.
Resultados do ensaio
• Resistência de ponta corrigida:
Onde qc é a resistência de ponta medida no cone, u2 é a 
poropressão medida na base do cone e ɑ é a relação das 
área An x At.
• Resistência não drenada:
2(1 )t cq q a u= + +
t vo
kt
q
Su
N
−
=
Onde σvo é a tensão vertical 
total e Nkt é um fator de cone 
obtido a partir da correlação 
entre ensaios de piezocone e 
resistência não drenada.
Razão de sobreadensamento (OCR)
• Histórico de tensões do solo.
O valor de k recomendado é da ordem de 0,30. 
. tOCR kQ=
'
t vo
t
vo
q
Q


−
=
Ensaios de laboratório
Figura 8 – Vantagens e desvantagens dos ensaios de laboratório
Fonte: elaborado pelo autor.
• Condições de contorno bem 
definidas
• Condições de drenagem 
controlada
• Trajetórias de tensões 
conhecidas durante o ensaio.
• Amolgamento em solos 
argilosos durante amostragem 
e confecção de moldes
• Pouca representatividade do 
volume de solo ensaiado
• Em geral, mais caro que a 
realização de ensaios de 
campo.
Ensaios de laboratório - Amostras
• Para bons resultados: amostras indeformadas de 
qualidade.
• Uso de amostrador com paredes finas (Shelby).
• Uso de amostrador de pistão.
• Cuidados:
• Membrana de parafina.
• Transporte.
• Extrusão.
Ensaios de laboratório
Figura 9 – Análise laboratorial do solo 
Fonte: megaflopp/iStock.com.
• Análise granulométrica.
• Umidade natural in situ.
• Limite de liquidez.
• Limite de plasticidade.
• Densidade real dos 
grãos.
Investigações geotécnicas em 
solos moles
Investigações complementares: ensaios de 
adensamento e triaxiais
Bloco 3
Bianca Lopes de Oliveira
Ensaio de Adensamento
Figura 10 – Ensaio de adensamento
Fonte: Skinfaxi/iStock.com.
• Aplicação de uma 
tensão vertical 
comprimindo o solo de 
forma crescente.
• Incrementos de carga.
• Leituras da deformação 
vertical da amostra.
Ensaio de adensamento
• No caso de solos moles: iniciar com tensões verticais 
baixas de 1,5 ou 3 kPa, dobrando-se a carga em 
sequência até atingir a tensão vertical necessária.
• Ensaios usuais tem duração de cerca de duas 
semanas.
• Resultado depende da qualidade da amostra.
Argila pré-adensada
X
Argila normalmente 
adensada
Resultado de um Ensaio de Adensamento
Gráfico 2 – Curva índice de 
vazios x tensão vertical efetiva
Fonte: elaborada pelo autor.
Ensaios triaxiais
• Utilizados para a determinação da resistência de 
cisalhamento do solo.
• Podem ser realizados como:
• Ensaio adensado drenado ou ensaio drenado (ensaio 
CD): assegura-se a drenagem plena do corpo de prova e 
aguarda-se o adensamento. Pode durar dias para 
terminar.
• Ensaio adensado não-drenado (ensaio CU): permite-se a 
drenagem apenas na etapa da aplicação da tensão 
confinante. Diferente do ensaio adensado drenado, as 
tensões principais efetiva e total não são as mesmas, 
devido a poropressão.
• Ensaio não-adensado não-drenado (ensaio UU): ensaio 
pode ser realizado rapidamente.
Procedimento – ensaio triaxial
Corpo de prova é envolvido por uma fina 
membrana de borracha e colocado dentro de 
uma câmara cilíndrica preenchida 
normalmente com água ou glicerina.
Dentro da câmara, o corpo de prova é 
submetido a uma pressão de confinamento 
por compressão do fluido.
Aplica-se uma tensão axial por meio de uma 
haste de carregamento vertical para provocar 
a ruptura por cisalhamento.
São obtidos os valores da tensão axial no 
momento da ruptura e da deformação axial 
que o corpo de prova apresentou.
Ensaio triaxial
Figura 11 – Equipamento de ensaio triaxial
Fonte: elaborada pelo autor
Ensaio triaxial UU
• A drenagem do corpo de prova não é permitida 
durante a aplicação da pressão confinante (σ’3).
• O corpo de prova é cisalhado até a ruptura pela 
aplicação da tensão desviadora (σ’1 –σ’3 ).
• σ’1 é a tensão efetiva principal maior na ruptura.
• σ’3 é a tensão efetiva principal menor na ruptura.
Ensaio triaxial UU - Resultado
Gráfico 3 – Envoltória de ruptura 
Fonte: Elaborado pelo autor.
Teoria em Prática
Bloco 4
BiancaLopes de Oliveira
Reflita sobre a seguinte situação
A fim de elaborar o projeto de um aterro, você solicitou que 
fossem realizados ensaios de adensamento que vieram com 
resultados discrepantes entre diferentes amostras do mesmo 
solo →Motivo: amolgamento do solo.
O que é este amolgamento? Qual deveria ser sua decisão 
nesse caso? Retirar novas amostras? Se for retirar novas 
amostras, que tipos de amostras você escolheria para os 
ensaios de laboratório? O amolgamento do solo poderia 
ocorrer em quais etapas do ensaio?
Norte para a resolução...
• Amolgamento do solo representa a perturbação do solo 
sofrida durante a retirada da amostra.
• As amostras de solo amolgadas, porém representativas, 
podem ser utilizadas para ensaios de caracterização do solo.
• Para ensaios de adensamento e triaxiais é necessário a 
utilização de amostras inderfomada.
• Decisão → como a amostra é para ensaio de adensamento, é 
necessário novas amostras do tipo indeformadas para obter 
resultados coerentes.
Norte para a resolução...
• O amolgamento do solo pode acontecer em todas as etapas.
• Na retirada da amostra: o uso de um amostrador 
incorreto, ângulo de cravação inadequado podem gerar 
perturbações na amostra. Uso de membrana de borracha 
para manter a umidade do solo.
• Transporte: deve ser feito em caixas apropriadas de 
madeira protegidas para não ocorrer danos na amostra 
retirada.
• Armazenamento: em câmara úmida parcialmente 
controlada.
• Preparação da amostra: cuidados na extrusão e 
moldagem do corpo de prova.
Dica do(a) Professor(a)
Bloco 5
Bianca Lopes de Oliveira
Dica da Professora
• Assista a palestra do Prof. Dr. Alberto Sayão de 02 de abril de 2020.
• Comportamento de Solos Moles: campo e laboratório.
• Acesse canal da Geotecnia Brasil no Youtube. Palestra: 
Comportamento de Solos Moles: campo e laboratório.
Referências
ALMEIDA, M. S. S.; MARQUES, M. E. S. Aterro sobre solos 
moles. 2.ed. São Paulo: Editora Oficina de Textos, 2014. 256p
DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. São 
Paulo: Cengage Learning, 2011.
MASSAD, F. Obras de Terra – curso básico de geotecnia. 2.ed. 
São Paulo: Editora Oficina de Textos. 2010, 216 p.
Bons estudos!