Ensaio Pressiométrico. Introdução à Geotecnia

Transcrição

1 Ensaio Pressiométrico Introdução à Geotecnia 2014

2 Pressiômetro em perfuração

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4 PBP - Pressiômetro em perfuração

5 Pressiômetro autoperfurante

6 SPB Pressiômetro autoperfurante

7 PARÂMETROS GEOTÉCNICOS PBP Pressiômetro em perfuração SPB Autoperfurante PIP Cravado

8 Classificação do solo Tipo de solo E m /p L Areias fofas a pouco compactas 4-7 Areias medianamente compactas a compactas 7-10 Turfas 8-10 Argilas moles a rijas 8-10 Argilas rijas a duras Loess Solo de alteração de rocha 8-40 Fonte: Clarke (1995) apud Araujo (2001). Para ensaios com pré-furo, os resultados das correlações para classificação do solo são complementados pelo exame táctil-visual de amostras deformadas retiradas durante o procedimento de perfuração.

9 APLICAÇÕES PREVISÃO DE RECALQUES Para prever recalques o engenheiro deve avaliar a compressibilidade do solo através do módulo de deformabilidade. Os ensaios pressiométricos podem ser utilizados para determinação deste parâmetro. Estes métodos são preferíveis, em relação aos demais métodos existentes (SPT, CPT), pois são voltados mais especificamente para determinação de deformações e calibrados para este fim.

10 APLICAÇÕES PREVISÃO DE RECALQUES Previsão de recalques de fundações rasas: módulo de Ménard (Em) fórmulas semi-empíricas inicialmente propostas por Ménard e Rousseai (1962) w q 9E m 2B 0 d B B 0 c B Em é o módulo pressiométrico imediatamente abaixo da base da fundação, q é a tensão líquida média admissível na base da sapata, B0 é a largura de referência (usualmente igual a 60 cm), B é largura ou diâmetro da base da fundação, a qual deve ser maior que B0, α é um fator reológico que depende do tipo de solo e da razão entre Em/pL e λd e λc são fatores de forma que dependem da razão L/B da fundação. solo homogêneo

11 Determinação do fator reológico α. APLICAÇÕES PREVISÃO DE RECALQUES Fatores de forma

12 APLICAÇÕES AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA É necessária em projetos de fundações rasas e profundas, muros/paredes de contenção, taludes, entre outros A resistência ao cisalhamento não drenada é um parâmetro de entrada para os métodos de avaliação de estabilidade de taludes. Resistência não drenada Su - argilas: Formulação Fundamentação Referência Su =dp/d(lnε v ) Teoria de expansão de cavidade Windle & Wroth (1977) Su=(p L -p 0 )/N c Nc=Fator de carga empírico Baguelin et al. (1972)

13 APLICAÇÕES AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA Capacidade de carga de fundações por meio do ensaio pressiométrico: equação de Ménard (1963): qu - σv = Kp (pl - σh0) em que σv é a tensão vertical na profundidade de assentamento da fundação, Kp é o fato de capacidade de carga, σh0 é a tensão horizontal no repouso na cota do ensaio e pl - σh0 é a pressão limite líquida. O fator de carga Kp depende do tipo de solo, da profundidade, da forma e do método de execução da fundação. Os valores de Kp variam de 0,8 a 9, sendo o valor mínimo correspondente a uma fundação assente na superfície do terreno.

14 APLICAÇÕES AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA Para fundações rasas o valor de Kp é obtido diretamente de gráficos propostos por alguns autores (Ménard,1963 e Baguelin et al., 1978).

15 LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Equipamento Pressiômetros com pré-furo: perturbação do solo no processo de perfuração; controle da relação entre diâmetro do furo e da sonda (valores de df/ds inferiores a 1,15 são recomendados devido às limitações de expansão da sonda pressiométrica). Pressiômetro auto-perfurante: a operação requer uma equipe altamente treinada que, para cada tipo de solo, selecione simultaneamente a pressão vertical necessária à cravação, a posição e velocidade de rotação da sapata cortante e a pressão no fluido de lavagem. as dimensões do pressiômetro não estão padronizadas, fato que pode levar a erros na tentativa de comparação de dados de diferentes sondas

16 Interpretação dos resultados LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Intervalos de profundidade: 1,5m ou mais - camadas compressíveis finas podem não ser identificadas. Os resultados de ensaios PMT geralmente requerem uma abordagem empírica para projetos de fundações ou correlação com parâmetros geotécnicos clássicos como resistência ao cisalhamento e módulo de Young (FAILMEZGER e BULLOCK, 2008).

17 LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Interpretação dos resultados Definição da pressão limite o ensaio não atinge a pressão limite devido à limitação na expansão da membrana. A pressão limite é obtida extrapolando-se visualmente a curva corrigida do ensaio para o caso hipotético de um volume tendendo ao infinito ou adotando-se o valor correspondente ao dobro do volume inicial de cavidade ( V/V=1), conforme proposto originalmente por Ménard.

18 Interpretação dos resultados LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Segundo diversos pesquisadores, a resistência ao cisalhamento não drenada obtida a partir de resultados de ensaios pressiométricos é consideravelmente maior que os valores obtidos através de outros ensaios de campo e de laboratório (Schnaid, 2000).

19 LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Interpretação dos resultados Dificuldade na determinação da σh0 Ensaio em pré-furo A tensão de cavidade que gera os deslocamentos iniciais da membrana p0 corresponde a magnitude da tensão horizontal in situ. Por deficiências de instrumentação e natureza do ensaio, a identificação exata deste valor nem sempre é objetiva (SCHNAID, 2000). Ensaios auto-perfurantes SPB foram desenvolvidos especialmente para esta finalidade minimização do amolgamento do solo durante a execução do furo de sondagem

20 LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Interpretação dos resultados Limitações na definição do módulo de deformabilidade do solo: condição drenada ou não drenada do ensaio imposição implícita do comportamento linear do solo na interpretação do ensaio Módulos de deformação coerentes para análise de recalques devem estar situados próximos ao estado de tensão inicial do material. As leituras da maioria dos ensaios que permitem a determinação deste parâmetro correspondem ao pico da curva de tensãodeformação

21 LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Resistência medida por meio de ensaios de campo no pico da curva de tensão deformação.

22 Interpretação dos resultados LIMITAÇÕES ENSAIO PRESSIOMÉTRICO Variação do módulo cisalhante com o nível de deformação. O módulo de deformabilidade do solo é dependente do nível de tensões e deformações cisalhantes G. Necessidade de adotar-se módulos dentro do nível de deformações da obra a ser projetada.

23 TIPOS DE SOLOS Os ensaios pressiométricos são realizados principalmente em areias densas, argilas duras e rocha intemperizada, caso o dilatômetro (DMT) ou cone (CPT) não consigam penetrar nestas formações. O ensaio PMT também pode ser realizados em rochas brandas mediante desenvolvimento de membrana rígida para ensaios em altas pressões e pequena deformação da rocha. Tipo de pressiômetr o Aplicabilidade dos ensaios pressiométricos quanto ao tipo de solo. Rocha Tipo de solo Sã Branda Pedregulho Areia Silte Argila Turfa PBP (pré-furo) Boa Boa Moderada Moderada Moderada Boa Moderada SBP (autoperfurantes) Impossível Boa Impossível Moderada Boa Boa Boa PIP (cravados) Impossível Impossível Impossível Moderada Boa Boa Moderada