Aula 5_Resistência das areias

Prévia do material em texto

Rafaela Faciola 
Universidade Federal de Alagoas 
Campus do Sertão – Delmiro Gouveia 
Curso de Engenharia Civil 
Resistência das Areias 
 Partículas regulares  menos pontos de contato 
 Contato direto, partícula a partícula 
 Água adsorvida desprezível 
 Resistência por atrito  t = s’ tanf’ 
Resistência das Areias 
• Nas AREIAS, apenas a resistência drenada é importante. 
• Comportamento divido em: 
 Areia Compacta (densa) 
 Areia Fofa 
Maior permeabilidade  condição drenada  tensões efetivas 
• Resistência das areias: atrito (deslizamento e rolamento entre 
as partículas) + resistência estrutural (arranjo das partículas) 
Resistência das Areias 
• Principais características que interferem na resistência: 
 
 Compacidade 
 Tamanho 
 Forma 
 Rugosidade dos grãos 
 Granulometria 
Ex: Areias compactas tendem a apresentar resistências mais 
elevadas; Areias grossas apresentam maiores ângulos de atrito 
do que as areias finas. 
Resistência das Areias 
• A ÁGUA não influencia na resistência das areias, uma vez que, 
geralmente, materiais arenosos são estudados na condição 
drenada. 
 
• O ângulo de atrito de uma areia úmida é igual de uma areia 
seca, ao menos 1 à 2 graus de diferença. Isso permite conhecer o 
ângulo de atrito utilizando tanto amostras secas, quando 
amostras saturadas. 
Resistência das Areias - Compacta 
• Nas areias compactas (densa) há um grau considerável de 
intertravamento entre as partículas (arranjo dos grão). 
• Antes da ruptura por cisalhamento, esse intertravamento é 
superado além da resistência do atrito nos pontos de contato. 
• O grau de intertravamento é maior no caso de areias muito 
densas, e bem-graduadas constituídas de partículas angulares. 
Resistência das Areias - Compacta 
A curva tensão-deformação para uma areia inicialmente densa 
apresenta um pico de tensão (tensão máxima) para uma 
deformação relativamente pequena. 
Desse ponto em diante, quando o intertravamento é superado, a 
tensão diminui com o aumento da deformação. 
A redução do grau de 
intertravamento produz um 
aumento no volume do 
corpo-de-prova durante o 
cisalhamento. 
Resistência das Areias - Compacta 
O índice de vazios aumenta ou diminui conforme a compacidade 
da areia, originado por um estado de compacidade intermediário. 
Índice de Vazios Crítico 
Resistência das Areias - Compacta 
Para grandes deformações, entretanto, o índice de 
vazios da areia no estado fofo e no estado 
compacto tende a um mesmo valor, denominado 
de índice de vazios critico (ecrit). 
Índice de Vazios Crítico 
Estado Fofo: o cisalhamento provoca redução dos vazios 
Estado Compacto: o cisalhamento provoca aumento de volume do 
solo 
Resistência das Areias - Compacta 
Esse aumento de volume nas areias compactas é chamado de 
dilatância. 
 
A variação de volume do corpo de prova (compressão ou 
dilatância) também pode ser representada pela variação do 
índice de vazios com a deformação axial. 
Resistência das Areias - Fofas 
• Nas areias fofas (soltas) não ocorre o intertravamento das 
partículas para que possa ser superado. 
• A tensão desviadora cresce com a deformação axial, e a 
amostra apresenta continua diminuição de volume. 
Resistência das Areias - Fofas 
• No estado de tensão cisalhante última, ocorre um 
cisalhamento à volume constante com um ângulo de resistência 
ao cisalhamento indicado. 
• A diferença entre os ângulos representa o trabalho exigido para 
reorganizar as partículas. 
 A envoltória dos círculos de 
Mohr é uma reta que passa 
pela origem. 
 
 A resistência fica definida 
somente pelo ângulo de 
atrito interno efetivo. 
Resistência das Areias 
 Ângulos de atrito de solos granulares: 
Solo Compacidade 
Grãos 
Arredondados 
Graduação 
Uniforme 
Grãos Angulares 
Bem Graduado 
Areia Média 
muito fofa 28 – 30 32 – 34 
med. compacta 32 – 34 36 – 40 
muito compacta 35 – 38 44 – 46 
Pedregulhos Arenosos 
G (65%) S (35%) 
fofo ---- 39 
med. compacto 37 41 
G (80%) S (20%) 
fofo 34 ---- 
compacto ---- 45 
Fragmentos de Rocha 40 – 55 
Areia Siltosa* 
fofa 27 – 33 
compacta 30 – 34 
Silte Inorgânico* 
fofo 27 – 30 
compacto 30 - 35 
Resistência das Areias