aula 03 compressibilidade

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2014.1
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
NOTA DE AULA DE MECÂNICA DOS 
SOLOS – COMPRESSIBILIDADE
ISABELLY CÍCERA DIAS VASCONCELOS
isabelly.vasconcelos@unipe.br
1
SUMÁRIO
2
INTRODUÇÃO ... 03
ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA
DEFORMABILIDADE DOS SOLOS
... 08
O ENSAIO OEDOMÉTRICO
... 09
VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN 
SITU
... 15
DETERMINAÇÃO DA TENSÃO DE PRÉ-
ADENSAMENTO
... 21
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 23
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INTRODUÇÃO
Um dos aspectos de maior interesse para a
engenharia geotécnica é a determinação
das deformações devidas a carregamentos
verticais na superfície do terreno ou em
cotas próximas à superfícies.
Essas deformações podem ser de dois
tipos:
• As que ocorrem rapidamente após a
construção e;
• As que se desenvolvem lentamente após
a aplicação das cargas.
Deformações rápidas são observadas em
solos arenosos ou solos argilosos não
saturados, enquanto que nos solos
argilosos saturados os recalques são muito
lentos, pois é necessária a saída de água
dos vazios do solo.
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INTRODUÇÃO
O comportamento dos solos perante os
carregamentos depende da sua
constituição e do estado em que o solo se
encontra, e pode ser expresso por
parâmetros que são obtidos em ensaios
através de correlações estabelecidas entre
estes parâmetros e as diversas
classificações.
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INTRODUÇÃO
O que é COMPRESSÃO?
✓ É o processo pelo qual uma massa de
solo, sob a ação de cargas, varia de
volume (“deforma”) 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).
O que é COMPRESSIBILIDADE?
✓ Relação independente do tempo
entre variação de volume
(deformação) e tensão efetiva.
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INTRODUÇÃO
O que é ADENSAMENTO?
✓ Processo dependente do tempo de
variação de volume (deformação)
do solo devido à drenagem da
água dos poros.
O que é RECALQUE POR ADENSAMENTO?
✓ Deslocamento vertical da superfície
correspondente à variação de
volume em qualquer estágio do
processo de adensamento.
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INTRODUÇÃO
Este capítulo é dedicado à previsão do
valor e velocidade de recalque por
adensamento em condições
unidimensionais (isto é, em que o solo se
deforma apenas na direção vertical).
O progresso do adensamento in situ pode
ser monitorado por meio da instalação de
piezômetros a fim de gravar a variação da
pressão da água nos poros ao longo do
tempo.
A amplitude do recalque pode ser medida
através de gravação dos níveis dos pontos
de referência adequados sobre uma
estrutura ou no terreno.
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA 
DEFORMABILIDADE DOS SOLOS
Dentre os parâmetros de
compressibilidade que o engenheiro
geotécnico necessita para a execução de
projetos e o estudo do comportamento dos
solos, destacam-se:
• a tensão de pré-adensamento (s’vm);
• o índice de compressão (Cc);
• o coeficiente de adensamento (cv).
A obtenção desses parâmetros se dá a
partir de resultados de ensaios de
compressibilidade do solo:
• Ensaio de compressão axial
• Ensaio de compressão triaxial
• Ensaio oedométrico
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O ENSAIO OEDOMÉTRICO
O corpo de prova tem a forma de um disco de
solo, mantido no interior de um anel de metal
e conservado entre duas pedras porosas.
Pedras porosas
Anel confinante
Água
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O ENSAIO OEDOMÉTRICO
Normalmente, cada pressão é mantida por um
período de 24h, fazendo-se leituras do valor da
compressão em intervalos adequados.
No final do período do incremento, quando a
pressão excedente da água nos poros estiver
completamente dissipada, a tensão total se
igualará à tensão efetiva vertical do corpo de
prova.
’ =  - u
0
’ = 
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O ENSAIO OEDOMÉTRICO
Os resultados são apresentados em um gráfico
que mostra a relação: índice de vazios x log
tensão efetiva
Curva e x log σ’
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O ENSAIO OEDOMÉTRICO
No trecho inicial, de menor compressibilidade,
o solo está, na realidade, sendo submetido a
um processo de recompressão.
Curva e x log σ’
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O ENSAIO OEDOMÉTRICO
No trecho seguinte, o solo está sendo carregado, pela
primeira vez, para valores de tensão efetiva maiores
do que os máximos que o depósito já foi submetido.
Assim sendo, o limite entre os dois trechos é definido
por um valor de tensão efetiva correspondente à
máxima tensão efetiva que o solo foi submetido em
toda sua história.
A esta tensão efetiva dá-se o nome de tensão efetiva
de pré-adensamento (s’vm)
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O ENSAIO OEDOMÉTRICO
e
log σ’ 
Curva e x log σ’
Tensão de pré-adensamento (σ’vm)
Compressão virgem
Compressão virgem:
Corresponde ao início do trecho virgem de
compressão (em que se tem o
comportamento linear do índice de vazios
com o log da tensão vertical aplicada).
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VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN SITU
Verificação da Condição do Solo In Situ
Para que esta verificação seja realizada
é necessário:
- Determinar a tensão de pré-adensamento
em laboratório.
- Comparar com tensão vertical efetiva in situ.
3 casos específicos!!!
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VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN SITU
1) Quando σ’vm = σ’v
e
log σ’ 
σ’v 
σ’ad
Solo é Normalmente
Adensado
Neste caso, o solo nunca 
foi submetido à uma 
tensão efetiva vertical 
maior a atual. 
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VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN SITU
2) Quando σ’vm > σ’v
e
log σ’ 
σ’v 
σ’vm
Solo é Pré-adensado
Neste caso, conclui-se que, 
no passado, o depósito já foi 
submetido a um estado de 
tensões superior ao atual.
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VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN SITU
3) Quando σ’vm < σ’v
e
log σ’ 
σ’vm
σ’v
Solo em adensamento 
ou sub-adensado
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VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN SITU
𝑶𝑪𝑹 =
𝝈′𝒗𝒎
𝝈′𝒗
Em algumas situações de análise do
comportamento dos solos em Engenharia
Geotécnica faz-se necessário determinar as
condições de adensamento em que se
encontra o solo, ou seja a história de tensões
do solo.
A Razão de Pré-Adensamento (RPA) ou OCR
(Over Consolidation Ratio) de um solo, é
definida como sendo a relação entre a
máxima tensão vertical já experimentada
pelo solo e a tensão vertical efetiva atual de
campo.
Ou seja, é a razão entre a tensão de pré-
adensamento do solo (obtida em
laboratório) e a sua tensão vertical que atua
hoje no solo:
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VERIFICAÇÃO DA CONDIÇÃO DO SOLO IN SITU
OCR = 1
𝑶𝑪𝑹 =
𝝈′𝒗𝒎
𝝈′𝒗
1) Quando σ’vm = σ’v
2) Quando σ’vm > σ’v
3) Quando σ’vm < σ’v
Solo é Normalmente Adensado
OCR > 1
Solo é Pré-adensado
OCR < 1
Solo está em Adensado ou Sub-adensado
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DETERMINAÇÃO DA TENSÃO DE PRÉ-
ADENSAMENTO
• Método de Casagrande
Toma-se o ponto de maior curvatura da curva,
e por ele se traçam uma horizontal, uma
tangente à curva e a bissetriz do ângulo
formado pelas duas.
A intersecção da bissetriz com o
prolongamento da reta virgem é considerado o
ponto de pré-adensamento.
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DETERMINAÇÃO DA TENSÃO DE PRÉ-
ADENSAMENTO
• Método de Pacheco e Silva
Prolonga-se a reta virgem até a horizontal
correspondente ao índice de vazios inicial da
amostra. Do ponto de intersecção, abaixa-se
uma vertical até a curva de adensamento e
deste ponto traça-se uma horizontal.
A intersecção desta horizontal com o
prolongamento da reta virgem é considerado o
ponto de pré-adensamento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Caputo, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações,
Vol. 1, 2 e 3. Livros Técnicos Científicos. Editora S. A.
Craig, R.F. (1974) – Mecânica dos Solos, Editora LTC.
Das, B.M. (2011) – Fundamentos de Engenharia
Geotécnica. Editora Thompson.
Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969) Soil Mechanics.
John Wiley & Sons, Inc.
Pinto, C.S. (2006) – Curso Básico de Mecânica dos
Solos. EditoraOficina.
Vargas, M.(1977) – Introdução à Mecânica dos Solos.
MacGraw Hill.
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