Aula_Ensaio Triaxial [Modo de Compatibilidade]

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EnsaioEnsaioEnsaioEnsaioEnsaioEnsaioEnsaioEnsaio TriaxialTriaxialTriaxialTriaxialTriaxialTriaxialTriaxialTriaxial
Laboratório de Solos
Plano de Aula
1. Introdução 
2. Tipos de ensaio 
� CD (S – Slow)
� CU (R – Rapid)
� UU (Q – Quick)
3. Procedimentos 3. Procedimentos 
4. Resultados
5. Conclusões
� Conhecimentos básicos:
� Resistência ao cisalhamento do solo
� Coleta e armazenamento de amostras indeformadas
1. Introdução
� O ensaio triaxial é um ensaio especial utilizado para obter os 
parâmetros de resistência de solos (coesão e ângulo de atrito) a 
serem utilizados em:
� Análises de estabilidade de taludes
� Barragens
� Fundações de pilhas de estéril e 
rejeito dentre outras
� Deve ser realizado em corpos de 
prova de amostras indeformadas.
• compactada quando inviável moldagem
� Mínimo de 3CPs por ensaio para
construção da envoltória
1. Introdução
� Em síntese o ensaio consiste na aplicação de um estado 
hidrostático de tensões (σ3 atuando em todas as direções) e de 
um carregamento axial (∆σ1, ou tensão desviadora) sobre o 
CP, controlado por um pistão de carga, ou pelo movimento
ascendente da câmara.
Superfície de ruptura
1. Introdução
� Objetivos principais e vantagens:
� Fornecer curva tensão-deformação
� Envoltória de Mohr-coulomb
� Parâmetros de resistência
� Pode-se medir permeabilidade
� Trajetórias de tensão (o que não é possível no cisalhamento� Trajetórias de tensão (o que não é possível no cisalhamento
direto)
� Estudos sobre potencial de liquefação quando equipamento
permite carregamento dinâmico.
� Comportamento sobre variação do volume
� Permite controlar as condições internas da amostra
1. Introdução
� O plano de ruptura forma o ângulo α com o plano principal maior. Se do centro 
do círculo de Mohr (ponto D), traçar-se uma paralela à envoltória de resistência, 
constata-se que o ângulo 2 α é igual ao ângulo φ mais 90º. Geometricamente, 
chega-se à expressão: 
α = 45 + φ / 2α = 45 + φ / 2
2. Tipos de ensaios
Ensaio Drenagem Poropressões Parâmetros Emprego
CD –
consolidated
drained ou S –
slow)
Permitida na
fase de 
adensamento e 
compressão
axial.
Nulas
*Aguarda-se o 
tempo de 
adensamento –
dissipação da
poropressão.
Efetivos Análise da resistência ao
cisalhamento de solos de 
alta permeabilidade
CU –
consolidated
Permitida
somente na
Medidas na
compressão
Totais e 
efetivos
Análise a curto e longo
prazo da resistência aoconsolidated
undrained ou 
R – rapid)
somente na
fase de 
adensamento.
compressão
axial
efetivos prazo da resistência ao
cisalhamento de solos de 
baixa permeabilidade
adensados (aterro após
construção, ou
rebaixamento rápido do 
reservatório de barragem.
UU –
unconsolidate
d undrained ou 
Q – quick)
Não permitida Medidas Totais Análise a curto prazo da
resistência ao cisalhamento
de solos de baixa
permeabilidade não
adensados.
a) Ensaio lento (com consolidação e com drenagem) 
A característica fundamental desse ensaio, que também é conhecido 
como ensaio tipo CD – consolidad drained ou tipo S – slow (lento), é que 
as tensões aplicadas na amostra são efetivas (tensões atuam no 
arcabouço estrutural dos solos). São ensaios em que há permanente 
drenagem do corpo de prova. Aplica-se a pressão confinante e espera-
se que o corpo de prova adense, ou seja, que a pressão neutra se 
dissipe. A seguir, a tensão axial é aumentada lentamente, para que a 
água sob pressão possa sair. Desta forma, a pressão neutra durante 
todo o carregamento é praticamente nula, e as tensões totais aplicadas todo o carregamento é praticamente nula, e as tensões totais aplicadas 
indicam as tensões efetivas que estavam ocorrendo, sendo portanto os 
parâmetros determinados em termos de tensões efetivas (TTE). 
A referencia “lento” não se refere à velocidade de carregamento, mas 
sim à condição de ser tão lento quanto necessário para a dissipação das 
pressões neutras; se o solo for muito permeável, o ensaio pode ser 
realizado em poucos minutos, mas, para argilas, o carregamento axial 
requer 20 dias ou mais. 
b) Ensaio adensado rápido (com consolidaçào e sem drenagem) 
Nesse tipo de ensaio, também conhecido como ensaio tipo CU – consolidad undrained ou 
tipo R – rapid (rápido) ou ainda rápido pré-adensado, a amostra se consolida primeiramente 
sob a pressão hidrostática σ3, como no ensaio lento. Em seguida, após aplicação lenta de σ3, 
a amostra é levada a ruptura por uma rápida aplicação da carga axial σ1 de maneira que não 
se permita a variação de volume, na fase de aplicação de σ1, sem a saída de água (ensaio 
lento para σ3 e ensaio rápido para σ1). 
A condição essencial desse ensaio é não permitir nenhum adensamento adicional na 
amostra durante a fase de aplicação da carga axial até a rutura (σ1). Logo, após aplicar σ3, 
fecha-se as válvulas de saída de água pelas pedras porosas dando garantia da condição 
pré-estabelecida, independente da velocidade em que essa carga axial seja aplicada. 
Na segunda etapa do ensaio, aplicação de σ1, pode-se pensar que a água dos vazios é que Na segunda etapa do ensaio, aplicação de σ1, pode-se pensar que a água dos vazios é que 
irá receber toda a carga de pressão em forma de pressão neutra, mas, no real isso não se 
dá, pois, parte dessa pressão axial é recebida pela fase sólida do solo, pois a amostra não 
está totalmente confinada lateralmente (como no caso do ensaio de adensamento). Como no 
triaxial a amostra só está envolvida por uma delgada membrana de latex, há, portanto, 
condição da estrutura granular absorver esforços cortantes desde o início do ensaio. No 
ensaio a pressão neutra age-ocorre em seu valor absoluto, podendo ser medida. 
Este ensaio indica a resistência não drenada em função da tensão de adensamento. Se as 
pressões neutras forem medidas, a resistência em termos de tensões efetivas também é 
determinada, razão pela qual ele é muito empregado, pois permite determinar a envoltória de 
resistência em termos de tensão efetiva (TTE) num prazo muito menor do que o ensaio CD 
ou ainda em termos de tensões totais (TTT). 
c) Ensaio rápido (sem consolidação e sem drenagem)
Neste ensaio, também denominado ensaio tipo UU – unconsolidated undrained
ou tipo Q – quick (imediato), não se permite em nenhuma etapa adensamento 
(consolidação) da amostra. As válvulas de comunicação entre as pedras porosas 
e as buretas de medição serão fechadas impedindo a drenagem da mesma 
durante as aplicações das tensões. 
No ensaio, aplica-se a pressão hidrostática σ3 e, de imediato, se rompe o corpo 
de prova com a aplicação da pressão axial σ1, em velocidades padronizadas. 
Não se conhecem as pressões efetivas em nenhuma das fase de execução do 
ensaio nem tão pouco sua distribuição. O ensaio é geralmente interpretado em ensaio nem tão pouco sua distribuição. O ensaio é geralmente interpretado em 
termos de tensões totais (TTT). 
3. Procedimento de ensaio 
� Referências:
ASTM (1988). Standard Test Method for Consolidated-Undrained Triaxial Compression 
Test on Cohesive Soil. D 4767, American Society For Testing And Materials.11p. 
ASTM (1987). Standard Test Method for Unconsolidated, Undrained Compressive 
Strength of Cohesive Soil in Triaxial Compression. D 2850, American Society For 
Testing And Materials.6p. 
Head, K.H. (1988). Manual of Soil Laboratory Testing. Effective stress tests, 3 vol., Head, K.H. (1988). Manual of Soil Laboratory Testing. Effective stress tests, 3 vol., 
London, UK.
Procedimento detalhado – material didático prof. Luciene
3. Procedimento de ensaio
a) Pode-se observar a seqüência de montagem do ensaio, sendo que o 
corpo de prova é colocado na base da câmara de confinamento, com 
uma pedra porosa na sua base e outra no seu topo,
b) Observa-se a colocação de uma membrana impermeável envolvendo a 
amostra que é presa por anéis de borracha e a retirada de ar 
b)a)
3. Procedimento de ensaio
c) e d) O corpo de prova é conectado no topo e na base para permitir a 
drenagem para as buretas ou medidas de poropressão
d)c)3. Procedimento de ensaio
(e) É mostrada a fixação da câmara de material resistente e transparente. 
(f) Esta câmara é cheia com água cuja função é aplicar a tensão confinante 
(σ3) através do dispositivo mostrado.
f)e)
3. Procedimento de ensaio
Em (g) observa-se o dispositivo para medição da pressão neutra e em 
(h) o reservatório de água destilada aerada e o manômetro. 
h)g)
4. Resultados
h)g)
4. Resultados típicos para areias
4. Resultados 
para argilas
σσσσ'
ττττ
NA
PA
σσσσPA'
φφφφ '
c'
5. Conclusões
� Análise crítica na especificação e avaliação de ensaios!
� Hipóteses de projeto usuais: 
� Solo é contínuo, homogêneo e isotrópico.
� Como o solo encontra-se na maioria dos problemas geotécnicos?
Descontínuo, heterogêneo e com anisotropia de 
resistências.
5. Conclusões
5. Conclusões
• Heterogeneidade
Encontrada argila de baixa 
resistência no ensaio SPT
Nova bateria de ensaios:
Adensamento e triaxial CU
Obrigada!
Até a próxima aula...