Utilização de Ensaios de Campo na Identificação de Solos Colapsíveis João Barbosa de Souza Neto Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF) Fortaleza, novembro / 13
Apoios: Grupo GEGEP UFPE Consórcio Logos-Concremat Ministério da Integração
Estrutura da Apresentação: Conceito de Colapso. Identificação de Solos Colapsíveis. Limitações dos Ensaios de Laboratório. Propostas com base em ensaios de campo: Ensaio SPT-T Ensaio Pressiométrico Duplo Ensaios de Colapso in-situ - Placas
Conceito de Colapso Mecanismo de colapso Potencial de Colapso PC ε c Δe 1 e o
Identificação de Solos Colapsíveis Vargas (1978) PC e 1 eo 1 PC > % - Colapsível Jennings e Knight (1975) PC (%) GRAVIDADE DO PROBLEMA a 1 Sem problema 1 a 5 Problema moderado 5 a 1 Problemático > Problema muito grave
Limitações dos Ensaios de Laboratório Coleta de Amostra Indeformada Ensaio Edométrico Condições de contorno nem sempre condizem com a condição de campo.
Propostas Com Base em Ensaios de Campo Ensaio SPT-T (Décourt e Quaresma Filho, 1994) Índice de Torque TR = T máx N Solo Colapsível < TR < 3
Propostas Com Base em Ensaios de Campo Profundidade (m) 1 3 4 5 6 Ensaio SPT-T (Décourt e Quaresma Filho, 1994) Descrição Areia fina siltosa, não plástica, fofa a medianamente compacta Areia fina siltosa, com plasticidade, fofa a medianamente comapcta. Compacta a muito compacta Impenetrável à percussão Arenito da Formação Tacaratu Fim da sondagem 1 3 4 5 6 Estação chuvosa SPT-T1 (Fev./) N (SPT) Estação seca 5/8 75/3 45/1 1 48/17 5/15 61 1 3 4 5 6 SPT-T1 (Fev./) SPT-T1b (Out./) SPT-T1b (Out./) 7 7 7,5 1 1 3 4 5 1 3 4 5 6 Décourt e Quaresma Filho (1994) T/N Torque (kgf.m).. 6 5 4 3 1 T = 1,5 N R =,63 5 1 15 5 3 N SPT Petrolândia-PE (Souza Neto, 4; Coutinho et al, 4)
Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al. 4; Dourado, 6) Pressiômetro de Mènard CPV Potencial de Colapso Pressiométrico Oliveira et al. (1999) Sonda pressiométrica Fonte de pressão r Translação da curva Pressão Umidade natural r i Colapso (r f, P f ) REF Solo saturado Tubulação P Expansão livre C press r r onat r osat f r r i i Raio r o wet r r o o nat nat
Ensaio Pressiométrico (Coutinho et al.4; Dourado 6) Trado Cavadeira Solo Seco (a) Trado tipo cavadeira Adequados para solos arenosos secos Trado Cavadeira Solo Úmido (b) Trado tipo helicoidal Adequado para solos arenosos saturados Petrolândia-PE
Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al. 4; Dourado 6) Inundação Petrolândia-PE
Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al, 4; Dourado 6) 8,5,5 1 1,5 CAMADA I,5 PMT Umidade Natural PMT Após Inundação,5 6 1 1 1 Volume (cm 3 ) 4 Prof. = m PMT - condição natural Profundidade (m) 1,5,5 1,5 CAMADA II,5 1,5,5 PMT - condição inundada 5 1 15 Pressão (kpa) Petrolândia-PE 3 3,5 SPT>5 3 3,5 3 3,5 4 6 8 Ep (MPa) (a)
Ensaio Pressiométrico Duplo (Coutinho et al. 4; Dourado 6) 1 1,5,5 Gravidade do problema vi = kpa,5,5 Colapso Pressiométrico (Kratz de Oliveira et al. 1999) I I Profundiade (m) 1 1,5 II 1 1,5 SEM PROBLEMA.. PROBLEMA MODERADO... PROBLEMÁTICO.. 1 1,5 II 1 1,5 SEM PROBLEMA... PROBLEMA MODERADO... PROBLEMÁTICO...,5 3 SPT >5,5 3 Classificação: Jennings e Knight (1975) 4 6 8 1 c (%) (a),5 3 SPT > 5,5 3 1 3 4 C press (%) (b) Petrolândia-PE
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4; Coutinho et al. 1; Souza Neto et al. 1)
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4) Sapata
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1) Etapas: - Abertura do furo - Nivelamento da base do furo - Montagem do equipamento - Aplicação do carregamento - Inundação e medição do colapso. Trado nivelador Souza Neto (4)
ε pi ΔH Z i wfinal Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1)? Potencial de Colapso ε pi ΔH Z i wfinal
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1) Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 1)
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1) Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 1) Correlação de resultados de ensaios de laboratório para aferir os ensaios de campo. Coletas de amostras indeformadas a,5 m e 1, m em trecho experimental para ensaios edométricos simples. Determinação do colapso em campo em diversas profundidades. Obtenção do potencial de colapso Correlação com laboratório. Critério de Vargas (1978) PC > %
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1) Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 1)
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1) Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 1)
Expansocolapsômetro (Ferreira e Lacerda 1993; Souza Neto 4, Coutinho et al. 1) Metodologia adotada no PISF (Souza Neto et al. 1)
Considerações Finais 6 % do território do NE possui clima semiárido. Ocorrência de solos especiais: colapsíveis e expansivos. Grandes obras de infraestrutura otimização das investigações geotécnicas ensaios de campo. O Expansocolapsômetro tem se mostrado um método simples e econômico para investigação de solos colapsíveis. Ensaios de laboratório são necessários para auxiliar na interpretação dos resultados de campo Modelagem numérica interpretação racional
Agradecimentos Grupo GEGEP / UFPE Projeto Pronex Prof. Roberto Quental Coutinho Consórcio Logos-Concremat - Eng. Marcus Vinicius Ministério da Integração Eng. Eduardo Nina