Relatório demateriais

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO ADVENTISTA DE SÃO PAULO
CAMPUS ENGENHEIRO COELHO
Curso DE ENGENHARIA CIVIL
PROFESSORA: marccella belvedere
FELIPE OLIVEIRA FERNANDES 110667
PATRICK BRIANA SABINO SILVA 99726
JONAS OLIVEIRA CONCEIÇÃO 99830
BRUNO PEREIRA XAVIER 97946
ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO
Unasp
2017
FELIPE OLIVEIRA FERNANDES 110667
PATRICK BRIANA SABINO SILVA 99726
JONAS OLIVEIRA CONCEIÇÃO 99830
BRUNO PEREIRA XAVIER 97946
ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO
Relatório referente ao ensaio de cisalhamento direto em uma amostra de solo do Unasp, seus resultados e considerações. 
Unasp
2017
RESUMO
O ensaio descrito neste relatório se refere ao ensaio de cisalhamento direto para se saber o máximo de tensões tangenciais e normais que meu solo em questão suportará. Utilizou-se como simulação de tensões uma prensa com testes de 3 C.P para análise de tensões no mesmo, o solo usado foi o do próprio Unasp. Os pares de tensões (cisalhamento e normal) são colocados no círculo de Mohr e finalmente encontrado seu ângulo de atrito e coesão.
Palavras-chave: cisalhamento direto, círculo de Mohr, coesão, ângulo de atrito.
�
ABSTRACT
The test described in this report refers to the direct shear test to know the maximum tangential and normal stresses that my soil in question will withstand. A press with tests of 3 C.P was used as stress simulation to analyze stresses in the same, the soil used was the one of the own Unasp. The tensile (shear and normal) pairs are placed in the Mohr circle and finally found their angle of friction and cohesion.
Key words: direct shear, Mohr circle, cohesion, friction angle.
�
	
SUMÁRIO
1 Introdução	5
1 Ensaio de cisalhamento direto	6-7
1.1 Execução do ensaio	7-13
143 Conclusão	�4
15REFERÊNCIAS	�5
�
�
1 Introdução
O ensaio de cisalhamento direto tem como objetivo determinar a resistência ao corte do solo analisado, usando um corpo de prova de seção quadrada ou circular que sofrerá ações de uma força normal constante (vertical) e força variável de cisalhamento (horizontal) que tenderá a aumentar durante o ensaio até o rompimento do material alcançando a tensão de cisalhamento desejada (tensão de cisalhamento de ruptura).
Os dados coletados nos 3 ensaios com 3 corpos de prova diferentes são coletados e os valores da tensão normal e cisalhamento de cada teste são inseridos no círculo de Mohr e os valores desejados encontrados.
�
1 Ensaio de cisalhamento direto
Neste ensaio foi utilizado como amostra o solo do Unasp, e como moldador e alocador do corpo de prova foi utilizado uma seção prismática com as seguintes dimensões 6x6x2 em cm. Os corpos de prova foram retirados de um moldador cilíndrico onde se armazenou o solo-fonte.
Figura 1: Amostrador cilíndrico.
Fonte: Andressa Lanini
Após a moldagem em molde cilíndrico foram preparados 3 corpos de prova e armazenados no corpo prismático com as dimensões de 6x6x2 em cm moldados com a ajuda de uma espátula retangular.
Os corpos de prova são colocados no acoplador prismático e fechados com uma pedra porosa, para enfim serem submetidos a cargas verticais constantes.
Figura 2: Preparação dos moldes.
Fonte: Andressa Lanini
Figura 3: Acoplador prismático.
Fonte: Andressa Lanini
1.1 Execução do ensaio
Após todos os devidos procedimentos terem sido realizados, foram feitos 3 vezes o mesmo ensaio para o os 3 corpos de prova moldados. Para cada ensaio foram retiradas leituras horizontais de deslocamento (Lh), leituras verticais (Lv) e leitura da mola (Lm).
Para começo de cálculo deve-se achar a deformação específica no instante i e a tensão cisalhante nesse mesmo instante. Usa-se as seguintes fórmulas:
 
 𝜀𝑖 = 𝐿ℎ𝑖/ 𝐷
Sendo D = diâmetro equivalente 𝐷 = 4𝐴/ 𝑃. Sendo A = área e P= perímetro.
Para se achar a força aplicada Ti: 
 𝑇𝑖 = 2,210. 𝐿𝑚𝑖 − 5,265
Para se achar a tensão de cisalhamento no ponto: 
 𝜏𝑖 = 𝑇𝑖/A 
Lembrando que a tensão normal atuante já é conhecida, sendo igual a carga vertical imposta no corpo de prova divido pela área do mesmo.
No primeiro ensaio realizado teve-se como tabela de campo as seguintes informações:
 
	Ensaio de Cisalhamento Corpo de Prova 1 submetido a 4,5kg
	Leitura Horizontal
	Leitura Vertical 
	Leitura de amostra
	10
	10,0
	0,0
	20
	99,5
	1,0
	40
	99,0
	2,0
	60
	99,0
	3,0
	80
	99,0
	4,0
	100
	98,5
	5,0
	220
	99,7
	6,0
	240
	98,7
	7,0
	260
	98,7
	8,0
	280
	98,7
	9,0
	300
	98,7
	10,0
	320
	98,7
	11,0
	340
	98,7
	12,0
	360
	98,7
	13,0
	380
	98,7
	14,0
	400
	98,7
	15,0
	420
	98,2
	16,0
	440
	98,7
	17,0
	460
	98,7
	18,0
	480
	98,7
	19,0
	500
	98,7
	20,0
	520
	98,7
	21,0
	540
	98,8
	22,0
	560
	98,9
	23,0
	580
	98,9
	24,0
	600
	99,0
	25,0
	620
	99,0
	26,0
	640
	99,1
	27,0
	660
	99,1
	28,0
	680
	99,2
	29,0
	700
	99,2
	30,0
	720
	99,2
	31,0
	740
	99,3
	32,0
E obteve-se os seguintes valores em cada instante para a tensão de cisalhamento:
	Ti
	ei
	Ti
	ei
	-0,00146
	16,66667
	0,00836
	700
	-0,00085
	33,33333
	0,008974
	733,3333
	-0,00023
	66,66667
	0,009588
	766,6667
	0,000379
	100
	0,010201
	800
	0,000993
	133,3333
	0,010815
	833,3333
	0,001607
	166,6667
	0,011429
	866,6667
	0,002221
	366,6667
	0,012043
	900
	0,002835
	400
	0,012657
	933,3333
	0,003449
	433,3333
	0,013271
	966,6667
	0,004063
	466,6667
	0,013885
	1000
	0,004676
	500
	0,014499
	1033,333
	0,00529
	533,3333
	0,015113
	1066,667
	0,005904
	566,6667
	0,015726
	1100
	0,006518
	600
	0,01634
	1133,333
	0,007132
	633,3333
	0,016954
	1166,667
	0,007746
	666,6667
	0,017568
	1200
	 
	 
	0,018182
	1233,333
Observa-se que o valor máximo obtido para a tensão de cisalhamento foi um valor de 0,0182 Mpa. Para o valor de normal tem-se 0,0125 Mpa.
A seguir os valores do segundo ensaio:
	Ensaio de Cisalhamento Corpo de Prova 1 submetido a 9 kg
	Leitura Horizontal
	Leitura Vertical 
	Leitura de amostra
	10
	3,0
	0,0
	20
	87,0
	4,0
	40
	82,0
	4,0
	60
	75,0
	4,0
	80
	72,0
	4,5
	100
	70,0
	5,0
	220
	67,0
	5,0
	240
	67,0
	5,0
	260
	64,0
	5,0
	280
	64,0
	5,0
	300
	62,0
	5,0
	320
	61,0
	5,2
	340
	61,0
	5,2
	360
	60,0
	5,2
	380
	60,0
	5,2
	400
	60,0
	5,3
	420
	60,0
	5,5
	440
	60,0
	5,5
	460
	60,0
	5,7
	480
	60,0
	5,7
	500
	60,0
	5,7
	520
	60,0
	5,7
	540
	60,0
	5,7
	560
	60,0
	5,7
	580
	60,0
	5,7
	600
	60,0
	5,7
	620
	60,0
	5,7
	640
	60,0
	5,7
	660
	60,0
	5,8
	680
	60,0
	5,8
	700
	60,0
	5,8
	720
	60,0
	5,8
	740
	60,0
	5,7
E obteve-se os seguintes valores em cada instante para a tensão de cisalhamento:
	Ti
	ei
	Ti
	ei
	-0,00146
	16,66667
	0,001914
	700
	0,000993
	33,33333
	0,001914
	733,3333
	0,000993
	66,66667
	0,002037
	766,6667
	0,000993
	100
	0,002037
	800
	0,0013
	133,3333
	0,002037
	833,3333
	0,001607
	166,6667
	0,002037
	866,6667
	0,001607
	366,6667
	0,002037
	900
	0,001607
	400
	0,002037
	933,3333
	0,001607
	433,3333
	0,002037
	966,6667
	0,001607
	466,6667
	0,002037
	1000
	0,001607
	500
	0,002037
	1033,333
	0,00173
	533,3333
	0,002037
	1066,667
	0,00173
	566,6667
	0,002098
	1100
	0,00173
	600
	0,002098
	1133,333
	0,00173
	633,3333
	0,002098
	1166,667
	0,001791
	666,6667
	0,002098
	1200
	 
	 
	0,002037
	1233,333
Observa-seque o valor máximo obtido para a tensão de cisalhamento foi um valor de 0,025 Mpa. Para o valor de normal tem-se 0,02 Mpa.
No terceiro ensaio realizado teve-se como tabela de campo as seguintes informações:
	Ensaio de Cisalhamento Corpo de Prova 1 submetido a 13 kg
	Leitura Horizontal
	Leitura Vertical 
	Leitura de amostra
	10
	57,0
	0,0
	20
	55,4
	4,0
	40
	54,4
	5,0
	60
	54,4
	5,5
	80
	54,4
	6,0
	100
	52,7
	6,0
	220
	52,7
	6,5
	240
	52,7
	7,0
	260
	52,7
	7,1
	280
	52,7
	7,5
	300
	52,7
	8,0
	320
	51,2
	8,0
	340
	51,1
	8,2
	360
	51,0
	8,5
	380
	50,9
	8,7
	400
	50,9
	9,0
	420
	50,9
	9,0
	440
	50,9
	9,0
	460
	50,9
	9,0
	480
	50,9
	9,0
	500
	50,9
	9,0
	520
	50,9
	9,0
	540
	50,9
	8,7
E obteve-se os seguintes valores em cada instante para a tensão de cisalhamento:
	Ti
	ei
	Ti
	ei
	-0,00146
	16,66667
	0,004063
	700
	0,000993
	33,33333
	0,004063
	733,3333
	0,001607
	66,66667
	0,004063
	766,6667
	0,001914
	100
	0,004063
	800
	0,002221
	133,3333
	0,004063
	833,3333
	0,002221
	166,6667
	0,004063
	866,6667
	0,002528
	366,6667
	0,004063
	900
	0,002835
	400
	0,003878
	933,3333
	0,002896
	433,3333
	 
	 
	0,003142
	466,6667
	 
	 
	0,003449
	500
	 
	 
	0,003449
	533,3333
	 
	 
	0,003571
	566,6667
	 
	 
	0,003756
	600
	 
	 
	0,003878
	633,3333
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 
Observa-se que o valor máximo obtido para a tensão de cisalhamento foi um valor de 0,036 Mpa. Para o valor de normal tem-se 0,04Mpa.
Organizando estes valores e inserindo-os no círculo de Mohr teremos os valores σ1 e σ3 para os 3 círculos. A seguir os valores obtidos e o desenho representativo no esquema de Mohr.
	 
	σ1
	σ3
	Círculo1
	0,0071
	0,0539
	Círculo2 
	0,0116
	0,0776
	Círculo3
	0,0219
	0,1297
	Coesão
	 0,0038
	 
	Ângulo de atrito
	42° 
	 
3 Conclusão
Analisando os resultados pode-se chegar a uma interpretação do solo levando em consideração o seu ângulo de atrito e a sua coesão. Este solo é um solo não muito resistente, com um baixo valor de coesão. E com o ensaio feito pode ser usado para fins construtivos ou de pesquisa.
�
REFERÊNCIAS
�PAGE �