FUNDAÇÕES TORRE DE PISA

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
COMPRESSIBILIDADE NOS SOLOS
Introdução
Define-se compressibilidade dos solos como sendo a diminuição do seu volume sob a ação de cargas aplicadas.
*
COMPRESSIBILIDADE NOS SOLOS
Alguns conceitos importantes: 
Compressão (ou expansão): É o processo pelo qual uma massa de solo, sob a ação de cargas, varia de volume mantendo sua forma. 
Os processos de compressão podem ocorrer por compactação (redução de volume devido ao ar contido nos vazios do solo).
 E pelo adensamento (redução do volume de água contido nos vazios do solo). 
*
COMPRESSIBILIDADE NOS SOLOS
Alguns conceitos importantes: 
Compressibilidade: 	Relação independente do tempo entre variação de volume e tensão efetiva. É a propriedade que os solos tem de serem suscetíveis à compressão. 	
Adensamento: 	Processo dependente do tempo de variação de volume do solo devido à drenagem da água dos poros. 	
*
*
*
*
*
Compressibilidade depende do tipo de solo:
Nas areias (solos não-coesivos);
Nas argilas (solos coesivos).
As variações volumétricas (deformações/recalques) dependem do tempo, até que se conduza o solo a um novo estado de equilíbrio, sob as cargas aplicadas.
Variações volumétricas  T  processo de adensamento.
*
2. Elemento de solo submetido a tensões
Perfil geotécnico constituído de um solo argiloso saturado, homogêneo e com uma superfície do terreno horizontal.
*
3. Processo de adensamento - solos finos saturados
A compressibilidade dos solos advém da grande porcentagem de vazios (e = Vv/Vs) em seu interior.
*
3. Processo de adensamento - solos finos saturados
A Variação de Volume no processo de adensamento:
Não tem variação de volume significativa nas partículas sólidas;
Variação de volume do solo é inteiramente resultante da variação de volume dos vazios.
*
3. Processo de adensamento - solos finos saturados (Cont.)
Reduções de volume ocorrem com a alteração da estrutura à medida que esta suporta maiores cargas: quebram-se ligações interpartículas e há distorções. 
Resulta um menor índice de vazios e uma estrutura mais densa.
*
4. Modelo mecânico de Terzaghi
O modelo compõe-se basicamente de um pistão com uma mola provido de uma saída.
*
4. Modelo mecânico de Terzaghi
*
4. Modelo mecânico de Terzaghi
*
4. Modelo mecânico de Terzaghi (cont.)
*
4. Modelo mecânico de Terzaghi (cont.)
Algumas observações:
- A diferença de altura entre o inicio e o final do fenômeno (h0 - hf) depende da rigidez da mola e seu comprimento e do incremento de tensão vertical (ΔP);
- O tempo para atingir-se a condição final (Δu = 0), varia com a abertura da válvula de saída de água.
*
4. Modelo mecânico de Terzaghi (Cont.)
As variações de tensões e de volume que se processam ao longo do fenômeno de adensamento. 
*
Nos solos, o fenômeno comporta-se de modo similar:
- O recalque total depende da rigidez da estrutura do solo, da espessura da camada e do incremento de carga vertical;
- O tempo de dissipação da pressão neutra depende da permeabilidade do solo e das condições de drenagem que há nos contornos da camada
*
5. Teoria de adensamento de Terzaghi
As hipóteses básicas de Terzaghi são:
solo homogêneo e saturado;
partículas sólidas e a água contida nos vazios do solo são incompressíveis;
compressão (deformação) e drenagem unidimensionais (vertical);
propriedades do solo permanecem constante ( k, mv, Cv);
validade da lei de Darcy ( v = k . i );
há linearidade entre a variação do índice de vazios e as tensões aplicadas.
mv é o coeficiente de variação volumétrica, Cv é o coeficiente de adensamento vertical
mv é o coeficiente de variação volumétrica, Cv é o coeficiente de adensamento vertical
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
Analisando a pressão neutra (u) dentro da camada:
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
O gradiente hidráulico é expresso por:
Para o caso em estudo, o gradiente é variável em função da profundidade (Z) e do tempo (t), portanto temos:
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
Como a carga hidráulica pode ser substituída pela poro-pressão dividida pelo peso específico da água (h = u/γw), temos:
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
A variação de volume depende do tempo, dado pela expressão:
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
Como o fluxo no elemento de solo é unidimensional (por definição do carregamento)
*
Teoria de adensamento de Terzaghi
*
Equação diferencial do adensamento:
Coeficiente de consolidação (ou de adensamento), pela seguinte expressão:
Quanto maior o valor do Cv, tanto mais rápido se processa o adensamento do solo. Assim como mv e k, o Cv é uma propriedade dos solos.
*
Exemplo:
Uma camada de argila com 8 metros de espessura, drenada por ambas as faces, recebe um carregamento uniformemente distribuído. Determinar o coeficiente de adensamento (Cv) para que ocorra 100% de adensamento, sabendo que, o coeficiente de permeabilidade k = 3.10-8 m/s e o módulo de elasticidade E = 0,83 KN/m².
*
Até a próxima aula!
Obrigado!
*