Aula 1 Consolidação
-
Upload
anonymous-ycaimrhzqh -
Category
Documents
-
view
54 -
download
0
description
Transcript of Aula 1 Consolidação
![Page 1: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/1.jpg)
Rafaela Faciola
Universidade Federal de Alagoas Campus do Sertão – Delmiro Gouveia
Curso de Engenharia Civil
![Page 2: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/2.jpg)
Aula 1 – Consolidação
2
- Apresentação do tema
- Introdução à compressibilidade
- Analogia mecânica do adensamento
- Recalque
![Page 3: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/3.jpg)
Aula 1 – Consolidação
3
Pontes Túneis Edifícios Barragens
Obras de Engenharia
Fundações
Solo
Deformações (RECALQUE)
![Page 4: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/4.jpg)
2 RECALQUE EM EDIFÍCIOS
Aula 1 – Consolidação
4
![Page 5: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/5.jpg)
QUANDO ACONTECE RECALQUE?
5
![Page 6: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/6.jpg)
QUANDO ACONTECE RECALQUE?
5
![Page 7: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/7.jpg)
Deformações
6
● Todos os materiais existentes na natureza se deformam
● Solo: Comportamento Tensão Deformação depende do tempo
![Page 8: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/8.jpg)
7
Deformações
√ A implantação de uma obra de engenharia impõe ao SOLO uma
variação no estado de tensão, o que pode acarretar em possíveis
deformações.
Plásticas Elásticas Viscosas
√ As deformações se devem a:
1) Deformação dos grãos
2) Compressão da água presente nos vazios (Solo Saturado)
3) Variação do Volume de Vazios, devidos ao deslocamento
relativo entre as partículas.
Parcela Considerada
![Page 9: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/9.jpg)
8
O que é COMPRESSIBILIDADE?
√ É a relação entre a magnitude das deformações e variação no estado
de tensão imposta.
Mecânica dos Solos
Variações
Volumétricas Variações
no Índice de Vazios
![Page 10: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/10.jpg)
Variação de Volume
9
SOLOS
Devido a redução dos vazios do solo com a consequente expulsão da água intersticial!
SAÍDA DE ÁGUA
É função da permeabilidade do solo
AREIA
ARGILA
![Page 11: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/11.jpg)
A Compressibilidade com o TIPO DE SOLO
10
Solos Argilosos: a interação entre as partículas (agilominerais) é feita através de ligações elétricas, e o contato é feito através de uma camada de água absorvida.
Solos Granulares: os esforços são transmitidos diretamente entre as partículas.
Por este fato, a compressibilidade no solos ARGILOSOS é bem mais acentuada do que em solos arenosos ou granulares, pois a camada dupla lubrifica o contato facilitando o deslocamento entre as partículas.
SOLOS ARGILOSOS = SOLOS COMPRESSÍVEIS
![Page 12: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/12.jpg)
A Compressibilidade e a ESTRUTURA DOS SOLOS
11
Solos Argilosos: Estrutura Floculada = Maior compressibilidade
Solos Granulares: Os grãos são incompressíveis. Portanto, quanto maior o índice de vazios, maior será a compressibilidade.
![Page 13: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/13.jpg)
A Compressibilidade e o NÍVEL DE TENSÕES
12
Diferentes Níveis de Tensões: - Movimentação relativa entre as partículas - Possibilidade de quebra dos grãos
Ex: Solo Fofo Arenoso
![Page 14: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/14.jpg)
A Compressibilidade e o GRAU DE SATURAÇÃO
13
Solos Saturados: A variação de volume ocorre por variação de volume de água contida nos vazios (escape ou entrada).
Solos Não Saturados: (mais complexo) Ao contrário da água, o ar é altamente compressível o que pode inferir na magnitude das deformações.
![Page 15: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/15.jpg)
e
log ’
Compressão virgem
(inclinação Cc)
Recompressão
Expansão
A Compressibilidade e a HISTÓRIA DE TENSÕES
Curva e x log σ’
Tensão de pré-adensamento (σ’ad)
𝐶𝑐 = ∆𝑒
𝑙𝑜𝑔𝜎′𝑓𝜎′𝑖
Cc
e
log σ’
)'/'log(
eeC
01
10c
14
![Page 16: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/16.jpg)
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!!!
15
![Page 17: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/17.jpg)
Verificação da Condição do Solo In Situ
1) Quando σ’v = σ’ad
e
log ’
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.
16
![Page 18: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/18.jpg)
Verificação da Condição do Solo In Situ
2) Quando σ’ad > σ’v
e
log ’
e
log σ’
σ’v
σ’ad
Solo é Pré-adensado
Neste caso, conclui-se que, no passado, o depósito já foi submetido a um estado de tensões superior ao atual.
17
![Page 19: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/19.jpg)
Vários fatores podem causar o pré-adensamento. Por exemplo: A variação no estado de tensões ocasionado pela remoção de sobrecarga superficial, por exemplo, pode ser citada como uma das causas de pré-adensamento de um depósito.
A Razão de Pré- Adensamento (RPA) ou OCR (“Over Consolidation Ratio”) de um determinado solo, é definida como sendo:
𝑂𝐶𝑅 =𝜎′𝑎𝑑
𝜎′𝑣
*Quando o OCR > 1 o solo é PRÉ-ADENSADO
Verificação da Condição do Solo In Situ
Observações Importantes:
18
![Page 20: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/20.jpg)
Verificação da Condição do Solo In Situ
3) Quando σ’ad < σ’v
e
log ’
e
log σ’
σ’ad
σ’v
Solo está em adensamento
19
![Page 21: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/21.jpg)
Analogia Mecânica ao Adensamento
O Adensamento ou Consolidação o processo gradual de transferência de tensões entre a água (poropressão) e o arcabouço sólido (tensão efetiva).
De acordo a analogia, a compressibilidade de um solo depende exclusivamente das Tensões Efetivas (e da deformabilidade do esqueleto) e não das Tensões Totais.
20
![Page 22: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/22.jpg)
Analogia Mecânica ao Adensamento
Magnitude do acréscimo de poropressão:
Casos de carregamento vertical em solo saturado, em que as
deformações horizontais são nulas o acréscimo de poropressão no
instante t=0 é dado por:
𝑡 = 0 ∆𝑢 = ∆𝜎𝑣
Após um tempo infinito (término do processo de adensamento),
𝑡 = ∞ ∆𝑢 = 0
ou seja, todo acréscimo de tensão total foi transferido para a tensão efetiva.
21
![Page 23: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/23.jpg)
Seja considerado um elemento de solo, de baixa permeabilidade e
totalmente saturado. Este elemento é então submetido a um
incremento de tensão total.
No caso mais simples de adensamento, que é o caso de
adensamento unidimensional, está implícita a condição de
deformações laterais nulas.
Inchamento, que é o inverso do adensamento, é o processo de
aumento gradual do volume de solo.
Analogia Mecânica ao Adensamento
22
![Page 24: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/24.jpg)
t = 0
23
Analogia Mecânica ao Adensamento
![Page 25: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/25.jpg)
t = 0 t =
23
Analogia Mecânica ao Adensamento
![Page 26: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/26.jpg)
24
Du
D1
D1
P1
Cilindro
Mola
Pistão Torneira
Água
t
t
t
t
t
D1
D’
Du
De
DVw
to
to
to
to
to
DVw
![Page 27: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/27.jpg)
Analogia Mecânica ao Adensamento
Carregamento drenado e não drenado:
Analisando o efeito do carregamento em duas fases...
– Não drenada: aquela que ocorre imediatamente após o carregamento, quando nenhum excesso de poro-pressão foi dissipado, ou melhor, quando nenhuma variação de volume ocorreu na massa de solo. – Drenada: aquela que ocorre durante a dissipação dos excessos de poro-pressão ou, melhor, durante o processo de transferência de carga entre a água e o arcabouço sólido. Nesta fase ocorrem as variações de volume e ,consequentemente, os recalques no solo.
25
![Page 28: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/28.jpg)
26
TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHI
1) O solo é totalmente saturado 2) A compressão é unidimensional 3) O fluxo d’água é unidimensional 4) O solo é homogêneo 5) As partículas sólidas e a água são praticamente incompressíveis
perante a compressibilidade do solo 6) O solo pode ser estudado como elementos infinitesimais, apesar
de ser constituído de partículas e vazios 7) O fluxo é governado pela lei de Darcy 8) As propriedades do solo não variam no processo de adensamento 9) O índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão
efetiva durante o processo de adensamento
HIPÓTESES
![Page 29: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/29.jpg)
Recalque por Adensamento
27
Variação volumétrica que ocorre nos solos finos ao longo do tempo!
RECALQUES
![Page 30: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/30.jpg)
RECALQUE
28
A
Ho
Hvo
Hs
A
Ho Hvo
Hs
DH
Ho = Hvo + Hs
Então:
E,
![Page 31: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/31.jpg)
RECALQUE
29
Ho = Hs(1+ eo) Hf = Hs(1+ ef) Hf = Ho (1+ ef)/(1+ eo) Recalque (ρ) é a diferença entre Hf e Ho: ρ = Ho (1 + eo -1 - ef)/(1+eo) ρ = Ho (eo - ef)/(1+eo)
A
Ho Hvo
Hs
DH Hf
![Page 32: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/32.jpg)
Curva e x log σ’v
Cálculo do Recalque pela Curva: Formulações!!! Relação entre o “e” e à “Tensão Efetiva”
30
![Page 33: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/33.jpg)
Curva e x log σ’v
Solos Normalmente Adensados
31
![Page 34: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/34.jpg)
Curva e x log σ’v
Solos pré-adensados na zona de recompressão
32
![Page 35: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/35.jpg)
Curva e x log σ’v
Solos pré-adensados na zona da reta virgem
33
![Page 36: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/36.jpg)
Exercício
Solução:
34
![Page 37: Aula 1 Consolidação](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082214/563db85b550346aa9a92f5f3/html5/thumbnails/37.jpg)
Exercício
(i) Situação 1: Solo Normalmente adensado
(ii) Situação 2: Solo pré-adensado (OCR=2)
(iii) Situação 2: Solo pré-adensado (OCR=1,5)
35