relatório cisalhamento

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADAS – FATECS 
DEPARTAMENTE DE ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE TOPOGRAFIA, SOLOS E MATERIAIS
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DE ENSAIOS LABORATORIAIS DE GEOTECNIA
INTERESSADO: 
Jairo Furtado Nogueira 
BRASÍLIA, DISTRITO FEDERAL
RELATÓRIO DE ENSAIOS LABORATORIAIS 
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE
APRESENTAÇÃO
Os alunos de Geotecnia 2, com apoio do Laboratório de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil do Centro Universitário de Brasília, representado pela HASAAN Engenharia, vêm através deste Relatório Técnico, apresentar à Jairo Furtado Nogueira, os resultados dos ensaios realizados nas aulas laboratoriais:
Preparação da amostra;
Compactação – Proctor Normal;
Cisalhamento 50 kPa e 100 kPa.
INTRODUÇÃO
Antes do início dos ensaios, o Laboratório de Geotecnia, coletou uma amostra deformada à profundidade de 3 metros, utilizada pelos alunos para a realização dos ensaios. A retirada da amostra foi feita na obra do balão do Colorado – Distrito Federal.
O Poço 01 (Figura 1), localizado nas coordenadas 15°41’13” S e 47°51’30” W, obtendo-se, assim, a amostra deformada.Figura 1- LOCALIZAÇÃO DO POÇO 1
REFERÊNCIAS: Imagem Google Earth 2012
	
PROCEDIMENTOS DE PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
A amostra deformada de 30 Kg de argila-arenosa, foi fornecida aos alunos, para início da preparação do solo. A priori foi necessário a remoção dos pedregulhos presentes no solo, através de uma peneira 4,8 mm de abertura. Após o peneiramento separou-se a amostra em 6 partes, de 5 Kg cada, para futura construção da curva de compactação e preparação da amostra utilizada para realizar o ensaio de cisalhamento.
	A partir da amostra compactada, com umidade ótima, foi moldado um segundo corpo de prova com as dimensões da caixa de cisalhamento para a execução do ensaio na prensa de cisalhamento. Para a preparação do corpo de prova a ser utilizado na prensa, a amostra foi mantida em estufa de forma que a sua umidade fosse conservada. 
Com a utilização de um molde metálico quadrático, de dimensões 5,08cm x 5,08cm e altura 1,9 cm posicionado sob a amostra, o corpo de prova foi moldado aprofundando o quadrado metálico e talhando o solo com a utilização de um estilete, de forma que todo o volume do molde fosse preenchido, formando um cubo para ser utilizado na caixa de cisalhamento. Logo após, a massa do corpo de prova juntamente com o molde matálico, de massa já conhecida, foi determinada e anotada.
Para a execução do ensaio, o corpo de prova do solo é colocado parcialmente na caixa de cisalhamento da prensa, ficando com sua metade superior dentro do anel. O pendural para aplicação da tensão vertical é então colocado e o extensômetro vertical é ajustado para dar início a fase de adensamento do ensaio. Com a utilização de pesos, o carregamento, um de 50kPa e outro de100kPa é então aplicado, iniciando assim as leituras de deformação do corpo de prova até a estabilização das deformações.
O início do cisalhamento ocorre após os ajustes do extensômetro horizontal e do sensor. A força horizontal aplicada no anel causa um deslocamento que é medido por um software instalado no equipamento do ensaio, que por sua vez, utiliza essa medição para realizar os cálculos de tensão, gerando ao final uma tabela em Excel com os dados obtidos no ensaio. 
Seguem as tabelas com os dados do material amostrado:
	Características do corpo de prova (50 kPa)
	Fôrma N° =
	2
	Massa Forma + Solo (g)=
	4160,50
	Altura (cm) =
	1,90
	Massa Forma (g) =
	4068,40
	Lado caixa (cm) =
	5,08
	Massa Solo (g) =
	92,10
	Área (cm²) =
	25,81
	 (kN/m³) =
	18,42
	Volume (cm³) =
	49,03
	d (kN/m³) =
	13,96
	Massa Específica dos Sólidos (g/cm3) =
	2,75
	Índice de Vazios =
	0,93
	Grau de Saturação (%) =
	94,25
	 
	 
	Características do corpo de prova após consolidação (50 kPa)
	Fôrma N° =
	2
	Massa Forma + Solo (g)=
	4160,50
	Altura (cm) =
	1,90
	Massa Forma (g) =
	4068,40
	Lado caixa (cm) =
	5,08
	Massa Solo (g) =
	91,88
	Área (cm²) =
	25,81
	 (kN/m³) =
	18,38
	Volume (cm³) =
	49,03
	d (kN/m³) =
	13,96
	Massa Específica dos Sólidos (g/cm3) =
	2,75
	Índice de Vazios =
	0,93
	Grau de Saturação (%) =
	93,31
	 
	 
	Características do corpo de prova (100 kPa)
	Fôrma N° =
	3
	Massa Forma + Solo (g)=
	4158,40
	Altura (cm) =
	1,90
	Massa Forma (g) =
	4069,00
	Lado caixa (cm) =
	5,08
	Massa Solo (g) =
	89,40
	Área (cm²) =
	25,81
	(kN/m³) =
	17,88
	Volume (cm³) =
	49,03
	d (kN/m³) =
	13,55
	Massa Específica dos Sólidos (g/cm3) =
	2,75
	Índice de Vazios =
	0,99
	Grau de Saturação (%) =
	88,69
	 
	 
	Características do corpo de prova após consolidação (100 kPa)
	Fôrma N° =
	3
	Massa Forma + Solo (g)=
	4158,40
	Altura (cm) =
	1,90
	Massa Forma (g) =
	4069,00
	Lado caixa (cm) =
	5,08
	Massa Solo (g) =
	88,76
	Área (cm²) =
	25,81
	 (kN/m³) =
	17,75
	Volume (cm³) =
	49,03
	d (kN/m³) =
	13,55
	Massa Específica dos Sólidos (g/cm3) =
	2,75
	Índice de Vazios =
	0,99
	Grau de Saturação (%) =
	86,08
	 
	 
RESULTADOS DOS ENSAIOS LABORATORIAIS
Para atingir as tensões de 50kPa e 100kPa foi aplicada para cada ensaio, uma força vertical N indicada, com a utilização dos pesos, segundo a área do corpo de prova. Uma força tangencial T é aplicada ao anel que contém a parte superior do corpo de prova, provocando seu deslocamento, medindo-se a força suportada pelo solo. As forças T e N, divididas pela área da seção transversal do corpo de prova, indicam as tensões σ e T que nele estão ocorrendo. A tensão T pode ser representada em função do deslocamento no sentido do cisalhamento, onde se identificam a tensão de ruptura, Tmáx e a tensão residual, que o corpo de prova ainda sustenta, após ultrapassada a situação de ruptura, Tres. O deslocamento vertical durante o ensaio também é registrado, indicando se houve diminuição ou aumento de volume durante o cisalhamento. As tabelas a seguir mostram os resultados obtidos.
Para a tensão de 50 kPa
	Força (N)
	Deslocamento Horizontal (mm)
	Deslocamento Vertical (mm)
	Tensão (kPa)
	0
	0,001266357
	0,327474892
	0,00
	40,93916562
	0,100042212
	0,366391679
	15,90
	85,95763582
	0,200084424
	0,397955524
	33,44
	132,2610568
	0,300126636
	0,426111908
	51,56
	173,5813392
	0,400168848
	0,450322812
	67,80
	228,1729189
	0,501477417
	0,478120516
	89,30
	287,7355862
	0,602785986
	0,503586801
	112,84
	348,6540046
	0,700295483
	0,526004304
	136,99
	414,9954276
	0,800759814
	0,543938307
	163,39
	482,5419628
	0,901224145
	0,556850789
	190,36
	542,5414833
	1
	0,56366571
	214,46
	577,512331
	1,200084424
	0,565638451
	229,20
	577,0378181
	1,400590967
	0,56527977
	229,94
	561,431616
	1,600253271
	0,537123386
	224,63
	537,058223
	1,801604052
	0,49946198
	215,76
	514,3569232
	2,000844238
	0,463773314
	207,49
	457,5509499
	2,500633179
	0,360832138
	186,48
	419,0476172
	3,000422119
	0,267754663
	172,57
	395,2175792
	3,50021106
	0,147955524
	164,48
	384,0391097
	4,000422119
	-0,029949785
	161,54
	372,6059096
	4,50021106
	-0,206241033
	158,42
	366,5951115
	5,000422119
	-0,246592539
	157,57
	354,7699487
	6,000422119
	-0,298959828
	155,89
	344,5716873
	7
	-0,355451937
	154,86
Para a tensão de 100 kPa
	Força (N)
	Deslocamento Horizontal (mm)
	Deslocamento Vertical (mm)
	Tensão (kPa)
	0
	0
	0,650107604
	0
	62,76374639
	0,100042212
	0,678263989
	24,36899107
	121,7464535
	0,200506543
	0,692969871
	47,36378896
	184,5930513
	0,300126636
	0,697991392
	71,95506128
	244,6829551
	0,400168848
	0,706779053
	95,5676536
	328,1520344
	0,50021106
	0,712338594
	128,4237142
	427,8750636
	0,601097509
	0,715925395
	167,7872833
	543,8369788
	0,70156184
	0,711621234
	213,688345661,6065622
	0,800337695
	0,711621234
	260,4767837
	744,5634688
	0,901224145
	0,714131994
	293,7298751
	799,8931797
	1
	0,708034433
	316,1833079
	821,5550704
	1,200506543
	0,678622669
	326,0586506
	822,217882
	1,400168848
	0,614060258
	327,6406215
	792,9185932
	1,601097509
	0,514885222
	317,25573
	723,2179201
	1,800759814
	0,470946915
	290,5468162
	642,6260461
	2,000422119
	0,43974175
	259,2259927
	533,2621198
	2,50021106
	0,362804878
	217,3360599
	486,2627465
	3
	0,300753228
	200,2531655
	451,7664117
	3,500633179
	0,233142037
	188,0160391
	438,8114562
	4,000844238
	0,170731707
	184,5764235
	421,9398863
	4,500633179
	0,105989957
	179,3956126
	405,6708725
	5
	0,050932568
	174,3591069
	385,3346052
	6
	-0,049677188
	169,315332
	374,488596
	7
	-0,148314204
	168,3064556
Após a realização dos ensaios com as duas tensões normais, obteve-se a envoltória de resistência apresentada na tabela abaixo.
Visto que o coeficiente de coesão é o coeficiente linear da reta e o ângulo de atrito é o arco tangente do coeficiente angular da reta, conclui-se que:
 Coeficiente de coesão = 94,388
Ângulo de atrito = 54,36°
CONCLUSÃO
A partir do ensaio de cisalhamento direto verificou-se que a resistência ao cisalhamento dos solos é a propriedade que os solos possuem de resistirem ao deslizamento de uma seção em relação à outra adjacente e através da interpretação de uma envoltória linear obtida com o ensaio foi possível obter os valores de ângulo de atrito interno do solo, intercepto coesivo e as tensões máximas cisalhantes suportadas pelo solo.
DECLARAÇÃO
	O relatório técnico dos ensaios de laboratório é uma descrição ampla dos procedimentos, ensaios, resultados e comportamento das amostras de solo obtidas no campo. Sendo o engenheiro do projeto responsável pela definição dos parâmetros de resistência e expansão do solo estudado, tomará decisões necessárias para garantir a estabilidade da obra levando em consideração o valor do ISC (CBR) e a relação entre o peso específico e a umidade média obtidos nos ensaios.
Brasília, 20 de setembro de 2017.
PROFISSIONAIS RESPONSÁVEIS:
Roberto Name Ribeiro Filho
Henrique Torres de Lima
Lucas Guilherme Badona de Carvalho
Matheus Batista Baldoino
Aline Rocha Oliveira
Thayná Conrado Meira
Newton Ramos Chaves Junior
Lorena Lopes Delgado
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