Pontifcia Universidade Catlica de Gois Geotecnia II DEFORMAES

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Geotecnia II DEFORMAÇÕES DEVIDO A CARREGAMENTOS VERTICAIS Disciplina: Geotecnia 2 Prof. : João Guilherme Rassi Almeida

RECALQUES DEVIDOS A CARREGAMENTOS NA SUPERFÍCIE ü DEFORMAÇÕES GRANDE INTERESSE DA GEOTECNIA Geotecnia II ü A DEFORMAÇÃO DA MAIORIA DOS SOLOS, É MUITO MAIOR QUE A DOS MATERIAIS ESTRUTURAIS E MUITAS VEZES, ESTA DEFORMAÇÃO SE PRODUZ AO LONGO DO TEMPO. ü DEFORMAÇÕES ü RÁPIDAS solos arenosos ou argilosos não saturados ü LENTAS solos argilosos saturados 2

RECALQUES Geotecnia II • Fases ar/água são expulsos dos vazios do solo • Na prática → A compressibilidade das areias ocorrerá no período de construção onde todo o recalque se completará 3

RECALQUES As argilas ( k↓ ) quando submetidas a um carregamento sua compressão é controlada pela velocidade com que a água é expulsa dos poros do solo → processo este chamado: CONSOLIDAÇÃO → sendo portanto um fenômeno dependente da σ x ε x t . As Geotecnia II deformações podem ocorrer por meses, anos e décadas. Nas areias ( k↑ ) todo o processo de consolidação se dá muito rapidamente. 4

ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE ü ENSAIO DE COMPRESSÃO AXIAL ü ENSAIO DE COMPRESSÃO TRI-AXIAL Geotecnia II ü ENSAIO DE COMPRESSÃO EDOMÉTRICA 5

ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE Compressão Edométrica Geotecnia II ü SOLO CONFINADO SEM DEFORMAÇÃO LATERAL ü ENSAIO: ü Amostra é moldada em um anel rígido ü Pedras porosas saída de água ü Ø = 3 x h reduzir atrito lateral ü 5 < Ø < 12 cm ü Aplica-se cargas axiais por etapas ü Cada etapa registra-se a deformação em f(t) 6

ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE Compressão Edométrica ü ENSAIO (cont. ): ü Cessadas as deformações de cada carregamento aplica-se cargas com o dobro da intensidade anterior Geotecnia II ü Índices de vazios de cada etapa (e 1; e 2; . . . ; en) f(e 0) e da redução de altura do CP ü Apresentação dos Resultados graficamente (Tensão vertical x índice de vazios) 7

ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE Compressão Edométrica Carregamento Descarregamento Geotecnia II Descarregamento 8

Geotecnia II MODELO MEC NICO DE TERZAGHI 9

MODELO MEC NICO DE TERZAGHI Hipóteses: Geotecnia II Transferência gradual de carga 10

Geotecnia II RECALQUES ü É Termo utilizado em engenharia civil para designar o fenômeno que ocorre quando uma edificação sofre um rebaixamento devido ao adensamento do solo sob sua fundação. ü Recalque causa de trincas e rachaduras em edificações (recalque diferencial uma parte da obra rebaixa mais que outra gerando esforços estruturais não previstos e podendo até levar a obra à ruína) 11

RECALQUES Existem três parcelas de recalques a serem consideradas: ü Recalque imediato (Si) ü Recalque por adensamento primário (Sc) Geotecnia II ü Recalque por compressão secundária (Ss) 12

Geotecnia II RECALQUES Recalque imediato (Si) ü O recalque imediato ocorre principalmente devido à compressão dos gases (em solos não saturados). ü É calculado a partir de fórmulas empíricas ou pela a Teoria da Elasticidade Linear. ü Como estes recalques ocorrem concomitante com o carregamento, não costumam criar problemas para as obras em fundações rasas (sapatas, blocos e radier) 13

RECALQUES Geotecnia II Recalque imediato (Si) Onde: qo – é a tensão distribuída uniformemente na superfície; E, ν - são o módulo de Elasticidade e o Coeficiente de Poisson respectivamente; B – é a largura (ou diâmetro) da área carregada; I – Coeficiente de forma que leva em conta a geometria e a rigidez da fundação 14

RECALQUES Geotecnia II Coeficiente de forma (I) para cálculo dos recalques 15

RECALQUES Geotecnia II Exemplo: E = 55 MPa; v = 0, 35 Rocha 16

RECALQUES Geotecnia II Recalque por adensamento primário (Sc) ü Requer atenção especial em casos de solos argilosos devido a ocorrerem ao longo de um tempo que pode ser bastante grande, podendo provocar o aparecimento de solicitações estruturais que não tinham sido previstas. ü É calculado quase sempre utilizando-se a teoria unidimensional de Terzaghi. 17

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) Geotecnia II Parâmetros av e Cc av = f (tipo de solo, densidade e nível de tensões) 18

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) Geotecnia II Exercício av? e Cc? 19

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) ü TENSÕES DE PRÉ-ADENSAMENTO ü Memória de Carga ü Máxima Tensão efetiva de carregamento durante a formação geológica Geotecnia II ü Normalmente adensado (NA) – Tensão efetiva em campo ü Pré adensado (PA) ou Sobreadensado – Tensão de Pré Adensamento > Tensão efetiva de Campo ü Em adensamento – Tensão de Pré Adensamento < Tensão efetiva de Campo 20

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) Geotecnia II Causas do pré-adensamento • Pré- carregamento (geológico ou antrópico) • Variação de u por rebaixamento do NA • Geração de sucção (Ressecamento e capilaridade) • Cimentação 21

RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) Determinação da Tensão de Pré-adensamento Método de Pacheco Silva Geotecnia II PA Passos: a) Prolonga-se a reta virgem até o encontro com uma horizontal traçada do NA índice de vazios inicial; b) Do ponto de interseção Em adensamentobaixa-se uma vertical até a curva; c) Deste último ponto traça-se uma horizontal até o prolongamento da reta virgem. 22

Geotecnia II RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc) Sc 23

Exercício Aterro 40 k. Pa / Sobreadensado camada de 1 m da areia superficial (erodida) / Tensão de pré- adensamento 18 k. Pa / Recalque por adensamento ocorre na argila Cc = 1, 8 e Cr = 0, 3. Geotecnia II 200 24

RECALQUES COEFICIENTE DE ADENSAMENTO (CV) ü Coeficiente em função: ü Permeabilidade* (k) ü Porosidade* (e) ü Compressibilidade* (av)k. Pa-1 Geotecnia II *As propriedades do Solo não variam com o adensamento. 25

RECALQUES DIST NCIA DE DRENAGEM (Hd ou Hd/2) Geotecnia II ü Maior distância de percolação da água AREIA ARGILA AREIA Hd/2 Hd ARGILA ROCHA FATOR TEMPO (T) ü Correlaciona os tempos de recalque às características do solo (cv) e às condições de drenagem (Hd) ü Adimensional 26

RECALQUES Geotecnia II GRAU DE ADENSAMENTO (UZ) ü Relação entre deformação (ε) ocorrida num elemento em f(z; t); e deformação final desse elemento; ü Variação entre índice de vazios (e) no instante (t) e variação total do índice de vazios ü Equivalente ao grau de acréscimo de Tensões Efetivas (Dσ’) ü Relação entre pressão neutra (u) dissipada no instante (t) e a pressão neutra total dissipada 27

RECALQUES GRAU DE ADENSAMENTO (UZ) ü Objetivo Determinar o grau de adensamento para qualquer instante (t), à qualquer profundidade (z) Geotecnia II ü Obs: Quanto mais próximo da face de drenagem; mais rápidas são as dissipações das pressões neutras TODOS OS SOLOS O tempo de dissipação variável para cada tipo de solo 28

Geotecnia II Uz F(z; T) 29

RECALQUES GRAU DE ADENSAMENTO MÉDIO ou PORCENTAGEM DE RECALQUE (U) ü Relação entre recalque sofrido no instante (t) e recalque total devido ao carregamento Geotecnia II ü Todos os recalques por adensamento seguem a mesma evolução (Gráfico e Tabela a seguir) 30

Geotecnia II Curva de Adensamento 31

32 Geotecnia II

RECALQUES EXERCÍCIO: ü Aterro c/ 2, 5 m de altura ü ü ρ = 50 cm Coeficiente de Compressibilidade – av = 0, 06 k. Pa-1 k = 3 x 10 -6 cm/s 3 x 10 -8 m/s e=3 Geotecnia II Areia Y = 18 kn/m³ a) Coeficiente de Adensamento Cv = ? b) U = 50% t? c) t = 90 dias U? 33

RECALQUES Geotecnia II Recalque por compressão secundária (Ss) ü Quase sempre não é considerado ü Costumam ocorrer em períodos muito longos de tempo de forma que a estrutura na maioria das vezes consegue se adaptar às novas solicitações que porventura surjam ü Principal causa deslizamento dos contatos entre partículas de argila. 34