Aula de Laboratorio - Roteiro - Cisalhamento Direto

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ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO 
 
 
1.Introdução 
 
O ensaio de cisalhamento direto foi desenvolvido basicamente para a determinação da resistência ao corte 
de um corpo de prova de solo, de forma prismática e seção quadrada ou circular e de pequena espessura. 
Este ensaio é geralmente drenado e é mais aplicado ao estudo da resistência ao cisalhamento de solos com 
estratificações ou xistosidades definidas, ou quando se quer avaliar a resistência entre contactos de 
diferentes materiais. 
 
2.Objetivo 
 
Executar o ensaio de cisalhamento direto utilizando-se de uma caixa de seção quadrada para se obter, 
através da interpretação de uma envoltória linear, os valores de ângulo de atrito interno do solo e do 
intercepto coesivo. 
 
3.Equipamentos 
 
- Caixa bipartida dotada de placas dentadas e perfuradas, pedras porosas de topo e base e quepe para 
transmissão de carga; - Molde do corpo de prova; - Prensa equipada com motor e sistema de transmissão 
de carga (pendural); - Extensômetros mecânicos ou transdutores elétricos de deslocamento; - Anel de carga 
ou célula de carga elétrica. 
 
4.Preparação do Corpo de Prova 
 
O corpo de prova a ser ensaiado pode ser de solo compactado ou talhado de uma amostra indeformada. 
- Compactar o corpo de prova (c.p.) nas mesmas condições de densidade e umidade especificados, nas 
mesmas dimensões do molde, ou no próprio molde (c.p. compactado); 
- Recolher o material não utilizado ou sobrado da talhagem para a determinação da umidade; 
- Talhar o corpo de prova do “bloco indeformado” empurrando aos poucos o molde metálico para baixo até 
que a seção quadrada (ou circular) seja obtida. O corpo de prova deve preencher o volume do molde; 
- Pesar o corpo de prova juntamente com o molde metálico; 
- Transferir o corpo de prova do molde para a caixa de cisalhamento; 
- Recolher parte do material sobrado da talhagem para a determinação de umidade; 
 
5.Procedimento do Ensaio 
 
- Instalar na prensa a caixa de cisalhamento contendo o corpo de prova entre as pedras porosas e placas 
dentadas, de tal maneira que o c.p. fique no meio, entre as partes inferior e superior da caixa; 
- Colocar o pendural para aplicação da tensão vertical e ajustar o extensômetro vertical para dar início a 
fase de adensamento do ensaio lento (drenado), por exemplo; 
- Aplicar o carregamento (através de pesos) previamente definido e iniciar as leituras de deformação do 
c.p.. Quando as deformações se estabilizarem é dado por concluído esta fase; 
- O início do cisalhamento se dará após os ajustes do extensômetro horizontal e do sensor (anel ou célula 
de carga) que irá medir a força cisalhante desenvolvida durante o ensaio. 
 
DC DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA ESCOLA POLITÉCNICA 
TM E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS 
 LABORATÓRIO DE GEOTECNIA 
U F B A 
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6.Cálculos 
 
- Deformação cisalhante específica: εεεεhi = lhi/L ; lhi - leitura horizontal; L - lado do c.p. 
- Variação de volume do c.p.: ∆∆∆∆vi = lvi.A 
- Força cisalhante: Ti= K.lmi ; lmi - leitura do anel ; K - constante do anel 
- Tensão cisalhante: ττττi = Ti/A ; A - área do c.p. 
- Tensão normal aplicada: σσσσ = N/A ; N - Carga normal 
 
 
7.Resultados 
 
Traçar a curva de desenvolvimento do ensaio com os valores de ττττi e εεεεi de onde normalmente é tirado o 
valor máximo da tensão cisalhante. 
Efetuar o gráfico de variação de volume ∆∆∆∆vi em função da deformação específica εεεεi. 
Repetir o ensaio pelo menos em mais dois novos corpos de prova com tensões normais diferentes; ajustar 
uma reta pelos pontos ττττi x σσσσ interpretando assim a envoltória de resistência dos ensaios executados, a 
partir da qual são determinados os valores do ângulo de atrito interno e o intercepto coesivo. 
 
 
8.Relatório e Questões 
 
A partir dos dados da tabela abaixo, traçar as curvas tensão cisalhante x deformação horizontal e 
deformação vertical x deformação horizontal dos ensaios consolidados lentos, executados em três corpos 
de prova de um determinado solo, e determinar os valores do ângulo de atrito e do intercepto coesivo. 
 
 
ENSAIO 01 (σσσσ = 100 kPa) ENSAIO 02 (σσσσ = 200 kPa) ENSAIO 03 (σσσσ = 300 kPa) 
εh (%) ττττ (kPa) εv (%) εh (%) ττττ (kPa) εv (%) εh (%) ττττ (kPa) εv (%) 
0,00 0,0 0,00 0,00 0,0 0,00 0,00 0,0 0,00 
0,90 31,4 0,35 0,79 58,3 0,27 0,68 86,9 0,37 
1,88 40,2 0,75 1,73 78,5 0,72 1,59 113,9 0,93 
2,87 48,3 1,14 2,68 95,8 1,08 2,54 133,2 1,45 
3,87 53,9 1,49 3,65 108,6 1,49 3,50 148,1 1,87 
4,87 58,3 1,80 4,64 118,3 1,80 4,47 160,9 2,24 
5,88 62,4 2,11 5,62 126,7 2,07 5,45 171,4 2,57 
6,88 66,8 2,32 6,62 133,2 2,34 6,42 182,3 2,80 
7,89 70,0 2,54 7,62 138,8 2,52 7,41 191,9 3,03 
8,89 73,2 2,76 8,62 143,6 2,66 8,40 199,6 3,26 
9,91 75,6 2,89 9,62 147,3 2,80 9,39 206,4 3,40 
10,92 77,7 2,98 10,63 150,5 2,93 10,37 216,5 3,64 
11,92 81,3 3,11 11,64 152,5 3,02 12,40 218,5 3,73 
12,94 82,1 3,16 12,66 154,1 3,07 13,42 220,5 3,78 
13,96 82,5 3,25 13,67 155,3 3,11 14,43 222,1 3,87 
14,98 82,9 3,29 14,69 155,3 3,16 15,45 223,3 3,92 
16,00 82,9 3,33 15,71 155,3 3,20 17,08 223,7 4,01 
17,02 82,9 3,38 16,75 152,5 3,25 17,48 223,7 4,01