Adensamento - Notas de Aula

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Trabalho Laboratório
COMPACTAÇÃO
DADOS DO LABORATÓRIO
 Curva de Compactação
 Linha de Saturação
 Linha ótima
Pcil
Vcil
Pcil+sw
FORNECIDO:
Nº cap
Pcap
Pcap+sw
Pcap+ss
gnat
 wV
P
d


1
g
wS
S
sw
ws
d gg
gg
g


100x
P
P
w
ss
w
EQUAÇÕES
1 2 João 3 4
Linha ótima
w
gd
gs
Prof.ª: Márcia Maria dos Anjos Mascarenha
Disciplina: Mecânica dos Solos
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL
ADENSAMENTO
Ensaio para determinação da deformabilidade
dos solos.
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Angelim, 2009
Cordão Neto, 2009
Moldagem
Montagem
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Montagem e Procedimento de ensaio
Rezende, 2007
Cálculos
s
si
s
si
i
h
hh
V
VV
e




?sh
'log1 2
2e
3
3e
N
H
tlog
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
e
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Resultados e Interpretação do ensaio
e 'log
O Solo tem 
“memória”.
Tensão de pré-adensamento é a máxima 
tensão efetiva a que o solo já foi 
submetido.
Cordão Neto, 2009
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Tensão de pré-adensamento
e 'log
O Solo tem 
“memória”.
Cordão Neto, 2009
Argilas normamente adensadas
Argilas pré-adensadas
Argilas sub-adensadas
pa 0
pa 0
pa 0
Razão de pré-adensamento ou 
OCR (overconsolidation ratio): 
0
 pa
OCR 
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Proposta de Casagrande
’’pa
e
reta 1
reta 3
reta 2
Tensão de pré-adensamento
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Proposta de Pacheco Silva
Tensão de pré-adensamento
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
’’pa
e reta 1
reta 2
1
2
3
'


e
av
Coeficiente de compressibilidade
01 e
a
m vv


Coeficiente de variação volumétrica
e 'log
Cc
Ce
1
2
12
log


ee
Cc


1
2
12
log


ee
Ce


Resultados e Interpretação do ensaio
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Cordão Neto, 2009
Índice de 
Compressibilidade
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Uma amostra indeformada de solo foi retirada na Baixada Santista, a 8
m de profundidade, tendo-se calculado que a tensão efetiva nesta
profundidade era de 40 kPa. Foi moldado um corpo de prova para
ensaio de adensamento, com as seguintes características: h = 38 mm,
d = 107 mm, manel = 400 g, msw+anel = 859,8 g, w = 125,7 % e rd = 2,62
g/cm3. O corpo de prova foi submetido ao ensaio de adensamento,
tendo-se registrado os valores mostrados a seguir.
Efetue os cálculos correspondentes a esse ensaio e determine os
seguintes parâmetros: a tensão de pré-adensamento, a razão de
sobre-adensamento, o índice de compressão e o índice de
recompressão.
Considerando-se que neste local planeja-se executar uma obra que
provocará um acréscimo de tensão de 80 kPa, na profundidade da
qual foi retirada a amostra, determine, para esta condição, os
seguintes parâmetros: o coeficiente de compressibilidade e o
coeficiente de variação volumétrica.
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
s
si
s
si
i
h
hh
V
VV
e




pa = 62 kPa
OCR= 1,55 kPa
Cc = 1,21
Cr = 0,13
av = 0,0048 kPa
-1
mv = 0,0011 kPa
-1
Cálculo do recalque pela compressibilidade edométrica
DEFORMAÇÕES DEVIDAS A CARREGAMENTOS VERTICAIS
Souza Pinto, 2006
 isi ehh  1
Vazios
Sólidoshs
hi
Vazios
Sólidoshs
hi+1
 11 1   isi ehh
 
 i
i
ii
e
e
hh


 
1
1 1
1
 
 i
ii
i
e
ee
h


 
1
1r
Cálculo dos recalque pela compressibilidade edométrica
DEFORMAÇÕES DEVIDAS A CARREGAMENTOS VERTICAIS
 
 i
ii
i
e
ee
h


 
1
1r
Argilas sub-adensadas
pa 0
Rezende, 2007
i
i
ii eeCc

 1
1
log 
 
 
 i
ii
ic
e
hC


 
1
loglog 1 r
e
’ (log)
Cc
’1 ’2’pa
Cálculo dos recalque pela compressibilidade edométrica
DEFORMAÇÕES DEVIDAS A CARREGAMENTOS VERTICAIS
Argilas pré-adensadas
pa 0
e
’ (log)
Cr
’1 ’2 ’pa
 
 i
ii
ir
e
hC


 
1
loglog 1 r
e
’ (log)
Cr
’1 ’2’pa
Cc
Caso 1 Caso 2
Rezende, 2007
    
iparpaic
i
i CC
e
h r loglogloglog
1
1 

 
Cálculo dos recalque pela compressibilidade edométrica
DEFORMAÇÕES DEVIDAS A CARREGAMENTOS VERTICAIS
Seja o perfil de solo mostrado na figura a seguir. Sobre ele será
construído um aterro que transmitirá uma pressão uniforme de 40
kPa. Sabe-se que este terreno foi pré-adensado devido a
existência de uma camada de 1 m de areia superficial já erodida.
Qual é o valor do recalque por adensamento que ocorre na
camada de argila mole?
Dados:
gareia = 18 kN/m
3
gargila = 15 kN/m
3
Argila: Cr = 0,3 Cc = 1,8 e1 = 2,4 
Unidade: m
Areia
Areia
Argila mole
0
1,5
4,0
13,0
NA
Rezende, 2007
r =0,54 m
Cálculo dos recalque pela compressibilidade edométrica
DEFORMAÇÕES DEVIDAS A CARREGAMENTOS VERTICAIS
Após a construção do aterro e a ocorrência do recalque por ele
motivado, o nível de água foi artificialmente rebaixado para a cota -
3, 0 m. Que recalque sofrerá esse terreno? Se após longo tempo,
as bombas que provocaram o rebaixamento fossem desligadas,
retornando o nivel de água pra a cota original (1, 5 m), que
recalque vai permanecer?
Dados:
gareia = 18 kN/m
3
gargila = 15 kN/m
3
Argila: Cr = 0,3 Cc = 1,8 e1 = 2,4 
Unidade: m
Areia
Areia
Argila mole
0
3,0
4,0
13,0
NA
Rezende, 2007
Cálculo dos recalque pela compressibilidade edométrica
DEFORMAÇÕES DEVIDAS A CARREGAMENTOS VERTICAIS
Um terreno nas várzeas de um rio apresenta uma camada
superficial de 4 m de espessura constituída de argila orgânica
mole, com as seguintes características: gn = 14 kN/m
3; w = 115 %; e
= 3; Cr = 0,15 e Cc = 1,4. Assumiu-se que o OCR é 3. O nível de
água apresenta-se praticamente na superfície. Deseja-se construir
um aterro que deixe o terreno com uma cota dois metros acima da
cota atual. O aterro será arenoso, com um peso específico natural
de 18 kN/m3. Que espessura de aterro deve ser colocada?
Uma camada de argila saturada, com 10 m de espessura, tem as
seguintes características: gs = 26,4 kN/m
3; w = 106,1 %; e = 2,8 e gn
= 14,32 kN/m3. Ao ser carregada, sofre um recalque de 1 m. Com
isto, seu peso específico natural se altera. Como se altera a
contribuição do peso desta camada na tensão efetiva, no elemento
do meio de sua espessura?
Teoria do Adensamento.
Teoria do Adensamento
Processo do Adensamento
Sousa Pinto, 2006
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Hipóteses da Teoria de Terzaghi :
1. Solo saturado
2. Fluxo de água unidimensional e vertical
3. Compressão unidimensional
4. Solo homogêneo
5. Partículas sólidas e águasão incompressíveis para os níveis de
tensões utilizados em engenharia
6. Lei de Darcy é válida
7. As propriedades do solo não variam com o adensamento
8. e varia linearmente com 
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Grau de adensamento (Uz)
 
 1
21
1 e
ee
hi


r
f
zU



 
 i
ii
e
ee


 
1
1
21
1
ee
ee
U z



''
''
12
1




zU
i
i
z
u
uu
U


Sousa Pinto, 2006
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Grau de adensamento (Uz)
 
wv
v
a
ek
c
g


1Tempo
Coeficiente de 
adensamento
2
d
v
H
tc
T 
'


e
av
Coeficiente de compressibilidade
e 'log
Cc
Ce
1
2
12
log


ee
Cc


1
2
12
log


ee
Ce


Resultados e Interpretação do ensaio
Ensaios de compressão edométrica: NBR-12007
Ensaios para determinação da deformabilidade dos solos.
Cordão Neto, 2009
Índice de 
Compressibilidade
Quem é o HD?
Areia
Argila

Rocha impermeável
Argila

H
2
H
HD 
HHD 
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Areia Areia
2
d
v
H
tc
T 
Teoria do Adensamento
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Grau de adensamento Médio (U)
2
d
v
H
tc
T   
wv
v
a
ek
c
g


1
Sousa Pinto, 2006
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Grau de adensamento Médio (U)
2
d
v
H
tc
T   
wv
v
a
ek
c
g


1
Sousa Pinto, 2006
Seja o perfil de solo mostrado na figura a seguir. Sobre ele será construído
um aterro que transmitirá uma pressão uniforme de 40 kPa. Sabe-se que
este terreno foi pré-adensado devido a existência de uma camada de 1 m de
areia superficial já erodida. Qual é o valor do recalque por adensamento que
ocorre na camada de argila mole?
Que recalque terá ocorrido em 100 dias? Em que tempo ocorrerá um
recalque de 15 cm? Quando o recalque for de 32,4 cm, qual a
pressão neutra no centro da camada? Qual o diagrama de pressões
neutras e de tensões efetivas quando tiver ocorrido 50% do recalque
por adensamento. Dados:
gareia = 18 kN/m
3
gargila = 15 kN/m
3
Argila: Cr = 0,3 
Cc = 1,8 e1 = 2,4
K = 10-6 cm/s
Unidade: m
Areia
Areia
Argila mole
0
1,5
4,0
13,
0
NA
Rezende, 2007
r =0,54 m
Teoria do Adensamento
'


e
av
2
d
v
H
tc
T 
 
wv
v
a
ek
c
g


1
 
 i
ii
i
e
ee
h


 
1
1r
''
''
12
1




zU
i
i
z
u
uu
U


Teoria do Adensamento
Teoria do Adensamento
Um terreno nas várzeas de um rio apresenta uma camada superficial de 4
m de espessura constituída de argila orgânica mole, com as seguintes
características: gn = 14 kN/m
3; w = 115 %; e = 3; Cr = 0,15, Cc = 1,4, k = 3x10
-
6 cm/s e av = 0,06 kPa
-1. Assumiu-se que o OCR é 3. O nível de água
apresenta-se praticamente na superfície. Deseja-se construir um aterro
que deixe o terreno com uma cota dois metros acima da cota atual. O
aterro será arenoso, com um peso específico natural de 18 kN/m3. Que
espessura de aterro deve ser colocada? Qual o tempo para que ocorra 50
% do recalque? Que recalque terá ocorrido 90 dias depois da construção?
c) Qual a pressão neutra no meio da camada quando tiver ocorrido 50 %
de recalque? E se o aterro fosse de argila, como se modificariam os
prazos de evolução dos recalques?
    
iparpaic
i
i CC
e
h r loglogloglog
1
1 

 
 
 i
ii
ic
e
hC


 
1
loglog 1 r 
 i
ii
ir
e
hC


 
1
loglog 1 r
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Grau de adensamento Médio (U)
2
d
v
H
tc
T   
wv
v
a
ek
c
g


1
Sousa Pinto, 2006
Teoria do Adensamento
Teoria de Adensamento Unidimensional de Terzaghi
Grau de adensamento (Uz)
2
d
v
H
tc
T   
wv
v
a
ek
c
g


1Fator Tempo
Coeficiente de 
adensamento
Teoria do Adensamento
Um aterro foi construido sobre uma argila mole saturada, tendo-se
previsto que o recalque total seria de 50 cm. Um piezômetro
colocado no centro da camada indicou, logo após a construção,
uma sobre-pressão neutra de 30 kPa (3 m de coluna de água), que
correspondia ao peso transmitido pelo aterro (1,5 m com gnat = 20
kPa). Sabia-se que a drenagem seria tanto pela face inferior como
pela face superior da argila mole. Vinte dias depois da construção
do aterro, o piezômetro indicava uma sobre-pressão de 20 kPa (2 m
de coluna de água). Para que data pode ser previsto que os
recalques atingirão 45 cm?
Um aterro foi construido sobre uma argila mole saturada, tendo-se
previsto que o recalque total seria de 50 cm. Dez dias após a
construção, já havia ocorrido um recalque de 15 cm. Que recalque
deverá ocorrer até três meses após a construção?
Teoria do Adensamento
Um aterro deve ser construído sobre o terreno cujo perfil é
mostrado na Fig. 10.9. O aterro aplica uma pressão de 40 kPa sobre
o terreno e o recalque previsto é de 80 cm. O coeficiente de
adensamento do solo é de 0,04 m2/dia. Represente, graficamente, a
evolução da porcentagem de recalque com o tempo, bem como a
porcentagem de adensamento com o tempo para os pontos
situados nas cotas -2,0 m, -3,0 m, -4,0 m, -5,0 m e no meio da
camada.
Sousa Pinto, 2006
Teoria do Adensamento
Cordão Neto, 2006
Compressão inicial
Adensamento
primário
Adensamento secundário
Obtenção do cv a partir do ensaio oedométrico
Teoria do Adensamento
Obtenção do cv a partir do ensaio oedométrico
Método de Casagrande
t 4t
ht
h4t
h0
h100
t50
h50
50
2.197,0
t
H
c dv 
Teoria do Adensamento
Obtenção do cv a partir do ensaio oedométrico
Método de Casagrande
4
2
1002,3
6035
2
59,3
.197,0







 x
x
cv
T (min) H (mm)
0 35,866
0,125 35,843
0,25 35,821
0,5 35,782
1 35,715
2 35,612
4 35,492
8 35,304
15 35,095
30 34,742
60 34,297
120 33,8
240 33,416
480 33,12
1440 32,786
t
h0
4t
ht
h100
h50
t50
h4t
50
2.197,0
t
H
c dv 
Teoria do Adensamento
Obtenção do cv a partir do ensaio oedométrico
Método de Taylor
90
2.848,0
t
H
c dv 
h0
1,15a t90
0,5
Teoria do Adensamento
Obtenção do cv a partir do ensaio oedométrico
Método de Taylor
scmxcv /1018,3
60*)13(
2
9,3
.848,0
23
2
2








T (min) H (mm)
0 35,866
0,125 35,843
0,25 35,821
0,5 35,782
1 35,715
2 35,612
4 35,492
8 35,304
15 35,095
30 34,742
60 34,297
120 33,8
240 33,416
480 33,12
1440 32,786
h0
t90
0,51,15a
90
2.848,0
t
H
c dv 
Recalques em campo
Recalques em campo
Emprego de pré-carregamento para reduzir recalques
futuros.
Sousa Pinto, 2006
Recalques em campo
Emprego de pré-carregamento para reduzir recalques
futuros.
Sousa Pinto, 2006
Aplicação de drenos verticais
Recalques em campo
Recalques durante o período construtivo
No terreno cuja seção é apresentada abaixo deseja-se construir um aterro
para resíduos sólidos. O peso do aterro, mais o dos resíduos, provocará
recalques importantes, que não podem deixar de ser considerados. Por
esse motivo,decidiu-se construir um aterro de sobrecarga que,
permanecendo no terreno durante 2 meses, provoque os recalques
devidos ao aterro definitivo, mais os recalques devido às próprias
edificações, e, ainda, uma margem de 10 cm para os recalques por
adensamento secundário. Os resíduos dispostos sobre este aterro
aplicarão no terreno uma carga de 12 kPa. Determinar que altura deve ter o
aterro de sobrecarga para satisfazer as condições de projeto acima
descritas.
+2 m
+ 0,5 m
0 m
- 4 m
Aterro
Argila siltosa orgânica mole
N.A
Areia
gnat = 18,5 kN/m
3
w = 75 %, e = 1,95,
gnat = 15,9 kN/m
3, OCR = 2, 
Cc = 1,2, Cr = 0,15,
Cv = 0,04 m
2/dia
Recalques em campo
Recalques durante o período construtivo
Sousa Pinto, 2006
Teoria do Adensamento
Um terreno nas várzeas de um rio apresenta uma camada superficial de 4
m de espessura constituída de argila orgânica mole, com as seguintes
características: gn = 14 kN/m
3; w = 115 %; e = 3; Cr = 0,15, Cc = 1,4, k = 3x10
-
6 cm/s e av = 0,06 kPa
-1. Assumiu-se que o OCR é 3. O nível de água
apresenta-se praticamente na superfície. Deseja-se construir um aterro
que deixe o terreno com uma cota dois metros acima da cota atual. O
aterro será arenoso, com um peso específico natural de 18 kN/m3. Que
espessura de aterro deve ser colocada? Qual o tempo para que ocorra 50
% do recalque? Que recalque terá ocorrido 90 dias depois da construção?
c) Qual a pressão neutra no meio da camada quando tiver ocorrido 50 %
de recalque? E se o aterro fosse de argila, como se modificariam os
prazos de evolução dos recalques?
    
iparpaic
i
i CC
e
h r loglogloglog
1
1 

 
 
 i
ii
ic
e
hC


 
1
loglog 1 r 
 i
ii
ir
e
hC


 
1
loglog 1 r