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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS ENGENHARIA CIVIL ADENSAMENTO – ANALOGIA MECÂNICA DE TERZAGHI Aula 3 RENATO CABRAL GUIMARÃES MECÂNICA DOS SOLOS II 2 1. Introdução O adensamento é o fenômeno pelo qual os recalques ocorrem com a expulsão de água do interior dos vazios do solo. Solos Arenosos: recalque elástico e o adensamento ocorrem simultaneamente. Solos argilosos saturados: recalque elástico ocorre imediatamente. Adensamento pode continuar por um longo tempo após o recalque elástico e pode ser várias vezes maior que o recalque elástico. 3 2. O processo do adensamento • Analogia a Mecânica de Terzaghi: 4 • Analogia a Mecânica de Terzaghi: - As molas representam a estrutura do solo, molas resistentes e ou previamente comprimidas, representam solos mais denso, ou vice-versa. - Os furos do embolo representam vazios do solo, furos de pequeno diâmetro são análogos a uma estrutura de vazios muito pequenos como os de argila (solo de baixa permeabilidade), furos grandes se aproximariam das características de areias ou pedregulhos (solos de alta permeabilidade). 2. O processo do adensamento 5 Solo Saturado: - Para t=0 u=P e P’=0 u = excesso de pressão neutra - Para t=t u=u e P’=P’ P = carga aplicada - Para t= u=0 e P’=P P’= carga resistida pelas molas )t(fue''' '0 2. O processo do adensamento 6 )z(fue''' '0 2. O processo do adensamento 7 )t,z(fue' - Encontrando-se a função f, tem-se um modelo matemático para o processo descrito anteriormente. A equação matemática que rege o fenômeno do adensamento é : t u z u c 2 2 v Coeficiente de adensamento coeficiente de variação volumétrica coeficiente de compressibilidade wv v m k c i v v e1 a m ' e av 2. O processo do adensamento 8 Integrando esta equação, a variável tempo aparece sempre associada ao coeficiente de adensamento e á maior distância de percolação. T Hd tc 2 v O Fator tempo (T) correlaciona os tempos de recalque às características do solo (Cv) e as condições de drenagem (Hd). 2. O processo do adensamento 9 3. A teoria de adensamento unidimensional de Terzaghi Hipóteses da teoria do adensamento: 1. grãos incompressíveis; 2. água incompressível; 3. fluxo unidimensional e na direção vertical; 4. saturação completa; 5. lei de Darcy válida; 6. permeabilidade constante; 7. compressibilidade constante; 8. unicidade entre tensões efetivas e índice de vazios. Provável Provável Aceitável Aceitável Improvável Não ocorre Não ocorre Não ocorre 10 4. Porcentagem ou Grau de Adensamento • Porcentagem de adensamento é a relação entre a deformação ocorrida num elemento numa certa posição, caracterizada pela sua profundidade z, num determinado tempo (e) e a deformação deste elemento quando todo o processo de adensamento tiver ocorrido (ef). f Uz e e • O grau de adensamento é equivalente ao grau de acréscimo de tensão efetiva ou ao grau de dissipação de pressão neutra. 12 1 '' '' Uz 0 0 u uu Uz z 11 100 u 1(%)Uz u 100 AB AC 100(%)Uz 4. Porcentagem ou Grau de Adensamento 1001(%) 00 0 u u Uz u uu Uz zz 12 4. Porcentagem ou Grau de Adensamento Isócronas: Indica o desenvolvimento do adensamento em profundidade para um certo fator tempo (T) 13 • A média dos graus de adensamento, ao longo da profundidade, dá origem ao grau de adensamento médio. • O grau de adensamento médio, U, é denominado porcentagem de adensamento, pois indica a relação entre o recalque sofrido até o instante considerado e o recalque total correspondente ao carregamento. T2M 0m 2 e M 2 1(%)Uz 4. Porcentagem ou Grau de Adensamento 14 4. Porcentagem ou Grau de Adensamento • Fórmulas Aproximadas 0851,0)U1log(9332,0%60U U 4 %60U 2 T T 15 Exemplo 1. Uma camada de argila mole apresenta 2 metros de espessura e está apoiada em uma camada de rocha impermeável. Amostras indeformadas foram retiradas desta camada e foram realizados ensaios de laboratório onde se obteve um cv = 8,9 x 10 -6 cm2/s. Foi aplicada uma carga uniformemente distribuída no topo desta camada, e os cálculos baseados nos parâmetros obtidos no laboratório indicaram que o recalque total será de 60 cm. Com base nestes cálculos determine: a) O recalque que ocorrerá em 7 anos. b) Tempo para ocorrer 95% dos recalques.
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