Cap 04 INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO

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1 Cap 04 INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO Sondagens Rotativas, Métodos Semi-Diretos e Métodos Indiretos Profa. Andrea Sell Dyminski UFPR Sondagens Rotativas Quando se atinge material impenetrável à percussão (estrato rochoso, matacões, solos extremamente rijos etc ) Permite a retirada de testemunhos amostras cilíndricas de corpos rochosos Equipamento: perfuratriz (sonda rotativa) com coroa diamantada 1

2 Equipamento sondagem rotativa Testemunhos de rocha Permitem visualizar o tipo de rocha e caraterísticas de descontinuidades Grau de recuperação: GR=(Comprimento dos fragmentos recuperados)/(compri mento do barrilete) 2

3 Ensaio de perda de água sob pressão Ensaio de permeabilidade para maciços rochosos realizado nos furos de sondagem rotativa. Água é injetada sob pressão num certo trecho do furo de sondagem? mede-se a quantidade de água absorvida pelo maciço rochoso durante certo tempo a uma dada pressão de injeção. Métodos semi-diretos Há perfuração (introdução de equipamento no subsolo), porém sem coleta de amostras Em geral, destinam-se a medir propriedades específicas dos materiais Em geral, são realizados quando: A amostragem é difícil ouinconveniente; Deseja-se minimizar perturbações e variações no estado de tensões devido ao processo de amostragem, transporte e manuseio das amostras; A configuração do subsolo tem muita influência na propriedade medida. 3

4 CPT Cone Penetration Test Considerado internacionalmente como um dos mais importantes procedimentos de investigação geotécnica O princípio do ensaio consiste na cravação contínua no terreno de uma ponteira cônica a uma velocidade constante de aprox. 10mm/s, usando equipamento hidráulico. Medidas realizadas duranteo CPT esforço total de cravação (F t ); esforço isolado de cravação da ponta (F p ); por diferença o esforço de atrito lateral (F L = F t - F p ). Podendo-se então calcular: Resistência de ponta (q c ): q c = F p /A p Atrito lateral (fs): f s = F L /A L Razão de atrito: R f =f s /q c Em geral, as medidas são realizadas a cada 2 cm de profundidade. 4

5 Medidas adicionais CPTU: Pode-se medir também a poro-pressão u no subsolo (piezocone) A resistência de ponta deve ser corrigida em relação à poropressão: qt = qc+ (1-a) u ; a = AN/AC Ensaios de dissipação de poropressão: mede-se o tempo para dissipar a poro-pressão gerada pela penetração do cone Fornece idéia de permeabilidade e tempo de recalque Piezocone 5

6 Equipamento CPT Resultados 6

7 Cone Ambiental A ponteira cônica apresenta outros sensores: sensores de temperatura, de ph, de contaminantes específicos, etc... Uso crescente em geotecnia ambiental (monitoramento de áreas sujeitas a contaminações). 7

8 Ensaio de palheta (ou Vane test) Geralmente usado para estudo de solos argilosos de baixa resistência (moles) O equipamento é introduzido no solo e mede-se o torque necessário para rotacionar a ponteira (rompendo-se o solo) Resistência não drenada (Su) do solo é calculada: Onde: Mtotal=torque total, D=diâmetro do equipamento, H=altura das palhetas 8

9 Ensaio Pressiométrico Para a determinação in situ de características de deformabilidade e resistência dos solos. É executada uma prova de carga horizontal no solo através de uma sonda dilatável introduzida num furo de sondagem de mesmo diâmetro. A sonda é dilatada pela injeção d água sob pressão crescente. Ensaio Dilatométrico (DMT) Equipamento: Dilatômetro de Marchetti Proporciona medições de pressões laterais do solo e Ko (coeficiente de empuxo no repouso) 9

10 Ensaio Dilatométrico (DMT) (cont.) O equipamento é autoperfurante (o dilatômetro é introduzido no solo durante a perfuração) Nas profundidades desejadas, as membranas do dilatômetro são infladas com gás e a pressão para deslocá-las 1.1mm é medida Métodos Indiretos Não há perfuração nem coleta de amostras Permitem determinar a distribuição em profundidade de parâmetros físicos dos terrenos Mais comuns Sísmicos Geoelétricos métodos geofísicos: 10

11 Métodos Sísmicos São os métodos que baseiam-se na emissão de ondas sísmicas artificiais emsub-superfície ou no mar (geradas por explosivos, ar comprimido, quedade pesos ou vibradores), captando-se os seus "ecos" depois de percorrerem determinada distância para o interior da crosta terrestre, serem refletidas e refratadas nas suas descontinuidades e então retornando à superfície. Principais tipos de métodos sísmicos: Reflexão Refração Reflexão Ondas são refletidas em contatos de duas camadas de diferentes propriedades elásticas e retornarem à superfície, sendo, então, detectadas por sensores (geofones ou hidrofones). 11

12 Geofones Refração As ondas sísmicas propagam-se em sub-superfície e viajam a grandes distâncias, sendo após captadas por sensores (geofones). As informações obtidas por este método geralmente são de áreas em grande escala, trazendo informações pouco detalhadas das regiões abaixo da superfície, situadas entre o ponto de detonação e o ponto de captação. 12

13 Métodos geoelétricos Os métodos elétricos fazem uso de uma grande variedade de técnicas, cada uma baseada nas diferentes propriedades elétricas e características dos materiais que compõem a crosta terrestre. Entre eles, podem ser citados os baseados em medidas de: Resistividade Potencial Espontâneo Resistividade Elétrica Fornece informações sobre corpos rochosos que tenham condutividade elétrica anômala. É empregado pela engenharia para estudos de salinidade de lençóis de água subterrânea. 13

14 Referências: ospeccao%20geotecnica.pdf de%20campo.pdf o_photo_album/index.html CD-ROM do In Situ Testing Group da University of British Columbia - Canada 14