Trabalho Mec Solos - Cisalhamento 2zj4a

Os três tipo-padrão de ensaios triaxiais relacionados a seguir são geralmente realizados.

Ensaio adensado drenado ou ensaio drenado (ensaio CD).

Ensaio adensado não-drenado (ensaio CU).

Ensaio não-adensado não-drenado ou ensaio não-drenado (ensaio UU).

ENSAIO TRIAXIAL ADENSADO DRENADO (CD)

No ensaio CD, o corpo de prova saturado é submetido primeiro a uma pressão de confinamento em toda a sua volta, 3, por compressão do fluido da câmara.

Neste ensaio há permanente drenagem do corpo de prova.

Aplica-se a tensão confinante (3) e espera-se o corpo de prova adensar (24 a 48 horas). A seguir, a tensão axial (d) é aplicada lentamente, permitindo a dissipação do excesso de pressão neutra (u) gerada pelo

carregamento (até uma semana). Desta maneira a pressão neutra durante o carregamento

permanece nula e as tensões totais medidas são às tensões efetivas. Com o objetivo de ilustrar o ensaio CD, segue abaixo algumas curvas características de cada etapa.

.

Ensaio triaxial drenado adensado

A figura apresenta o envoltório de ruptura da tensão efetiva a

partir de ensaios drenados em areia e argila normalmente adensada.

Envoltória de ruptura da tensão efetiva a partir de ensaios drenados em areia e argila normalmente adensada.

TIPO DE ENSAIO X APLICAÇÃO ENSAIO ADENSADO DRENADO (CD) - drenagem permitida em ambas as etapas; - parâmetros buscados: resistência em termos de tensões efetivas;

- APLICAÇÃO: análise da resistência ao cisalhamento em solos permeáveis.

Utilizada quando for realizado o ensaio Consolidado Drenado (CD) (ensaio lento). Para solos de alta permeabilidade consolidados (adensados).

Mantendo a drenagem do corpo de prova aberta, aplicar 𝜎𝐶 e aguardar o fim do adensamento do corpo de prova (24 a 48 horas). Há permanente drenagem do corpo de prova.

Aplica-se a pressão confinante e espera-se que o corpo, com a dissipação da pressão neutra, adense.

A seguir, a tensão axial é aumentada lentamente, para que a água sob pressão possa sair. Desta forma, a pressão neutra durante todo o carregamento é praticamente nula, e as tensões totais aplicadas indicam as tensões efetivas que estavam ocorrendo, sendo portanto os parâmetros determinados em termos de tensões efetivas.

Se o solo for muito permeável (areias), o ensaio pode ser realizado em poucos minutos, mas, para argilas, o carregamento axial pode requerer 20 dias ou mais.

ENSAIO TRIAXIAL ADENSADO NÃO DRENADO (CU)

O ensaio adensado não-drenado é o tipo mais comum de ensaio

triaxial. Nesse ensaio, aplica-se a tensão de confinamento permitindo-se a drenagem do corpo de prova (adensamento), até a completa dissipação do excesso de pressão neutra gerada pela aplicação da tensão confinante. Fecham-

se os registros do canal de drenagem e aplica-se a tensão axial (desviadora) até a ruptura, medindo-se as pressões neutras geradas pelo carregamento (o teor de umidade permanece constante na fase de cisalhamento).

As pressões medidas são as tensões totais (), e com a obtenção da pressão neutra (u),

determinam-se

as

tensões

efetivas pela expressão: ' = –u.

Os padrões gerais de variação de d e ud com a deformação axial para solos de

areia e argila são mostrados na figura.

Ensaio adensado não-drenado

A figura mostra os círculos

de

Mohr

da

tensão efetiva e total no

momento obtidos

da

ruptura

por

ensaios

triaxiais adensados nãodrenados argila adensada.

em

areia

e

normalmente Envoltórias de ruptura da tensão efetiva e total para ensaios triaxiais adensados não-drenados.

ENSAIO ADENSADO NÃO DRENADO (CU)

- drenagem permitida apenas na primeira etapa; - parâmetros buscados: resistência em termos de tensões totais e efetivas; e

- APLICAÇÃO: análise a curto prazo da resistência ao cisalhamento de solos de baixa permeabilidade consolidados.

Utilizada quando for realizado o ensaio Consolidado Não-Drenado (CU) (ensaio rápido). Para solos de baixa permeabilidade consolidados (adensados). Nesse ensaio, aplica-se a tensão de confinamento permitindo-se a drenagem do corpo de prova (adensamento), até a completa dissipação do excesso de pressão neutra gerada pela aplicação da tensão confinante. Fecham-se os registros do canal de drenagem e aplica-se a tensão

axial (desviadora) até a ruptura, medindo-se as pressões neutras geradas pelo carregamento. Logo, após aplicar 𝜎3 , fecha-se as válvulas de saída de água pelas pedras porosas dando garantia da condição pré-estabelecida, independente da velocidade em

que essa carga axial seja aplicada.

ENSAIO TRIAXIAL NÃO ADENSADO NÃO DRENADO (UU) Em ensaios não-adensados não-drenados, a drenagem do corpo de

prova do solo não é permitida durante a aplicação da pressão da câmara 3. O corpo de prova do ensaio é cisalhado até a ruptura pela aplicação da tensão desviadora, d, e a drenagem é impedida. Como a drenagem não é permitida em nenhum estágio, o ensaio pode ser realizado rapidamente. Por causa da aplicação da pressão de confinamento da câmara 3, a poropressão no corpo de prova do solo aumentará de uc. Um aumento adicional na poropressão (ud) ocorrerá por causa da aplicação da tensão desviadora. Portanto, a poropressão total u no corpo de prova em qualquer estágio da aplicação da tensão desviadora pode ser dada como u = u + ud.

Este ensaio normalmente é realizado em corpos de prova de argila e

depende de um conceito de resistência muito importante para solos coesivos se o solo for completamente saturado. A tensão axial acrescentada durante a ruptura (d)f é praticamente a mesma independentemente da pressão de confinamento da câmara. Essa propriedade é mostrada na Figura 09. A envoltória de ruptura para círculos de Mohr da tensão total torna-se uma linha horizontal e, portanto, é chamada de uma condição de  = 0.

Círculos de Mohr da tensão total e envoltório de ruptura obtidos a partir de ensaios triaxiais não-adensados não-drenados em solo coesivo 100% saturado.

ENSAIO NÃO ADENSADO NÃO DRENADO (UU)

- drenagem não permitida em ambas as etapas; - resistência obtida em termos de tensões totais; e

- APLICAÇÃO: análise a curto prazo da resistência ao cisalhamento de solos de baixa permeabilidade não consolidados.

Utilizada para o ensaio Não-Consolidado Não-Drenado (UU) (ensaio rápido). Para solos de baixa permeabilidade não-consolidados (não-adensados). Mantendo a drenagem do corpo de prova fechada, aplicar 𝜎𝐶 (tensão confinante). As válvulas de comunicação entre as pedras porosas e as buretas de medição serão fechadas impedindo a drenagem da mesma durante as aplicações das tensões.

No ensaio, aplica-se a pressão hidrostática 𝜎3 e, de imediato, se rompe o corpo de prova com a aplicação da pressão axial 𝜎1 , em velocidades padronizadas. Não se conhecem as pressões efetivas em nenhuma das fase de execução do ensaio nem tão

pouco sua distribuição.