NOTAS DE AULA - 02 / MACIÇOS E OBRAS DE TERRA PROF. SERGIO ANTONIO BORTOLOTI Medidas da Resistência ao Cisalhamento Definição da Envoltória de Ruptura entre Ϭ e. Métodos: a)- Cisalhamento Direto: serve para determinar tensões de ruptura que, quando este ensaio se repete com valores diferentes, pode-se traçar a envoltória de resistência ao cisalhamento em maciços drenados (pressão neutra nula). Ilustração: N pedra porosa (livre drenagem durante o ensáio) amostra área S T (força horizontal) crescente até romper o corpo de prova pedra porosa Neste ensaio, obteremos as deformações horizontal e vertical para o cálculo da Deformação Específica na seção de Cisalhamento e variação da altura. No caso das areias, vamos ter que: para Areias Fofas por ação de cisalhamento diminuem de volume; para Areias Compactas por ação de cisalhamento aumentam de volume; Observar os gráficos: Máxima resistência ao cisalhamento (ruptura) (variação de volume) expansão compressão expansão contração a)- Areias Compactas 1
NOTAS DE AULA - 02 / MACIÇOS E OBRAS DE TERRA PROF. SERGIO ANTONIO BORTOLOTI Areia compacta plano de cisalhamento Areia fofa b)- Areias Compactas e Fofas Liquefação da Areias: Devido a tendências de diminuição de volume das areias fofas quando submetidas ao cisalhamento, tais areias são sujeitas ao fenômeno denominado Liquefação. Quando a areia fofa saturada está em processo de cisalhamento rápido, tende a diminuir de volume, provocando a transferência de pressão para a água, aliviando a pressão efetiva (grão a grão) e aumentando a pressão neutra. Sendo assim, em consequência do alívio de pressão efetiva, a resistência ao cisalhamento diminui e a massa de solo entra em ruptura, escoando, como se fosse um líquido, dando-se o nome para o fenômeno de Liquefação da Areia. b)- Ensaio de Cisalhamento Triaxial: Pelo menos três corpos de prova devem ser ensaiados onde cada um é submetido inicialmente a uma dada pressão Ϭ3, de confinamento, e a uma pressão axial (Ϭ1 = ΔϬ + Ϭ3) crescente, mantendo-se constante a pressão de confinamento, até que se confirme a ruptura por cisalhamento. Obs:- ΔϬ é chamado de pressão desviadora. Logo para cada corpo de prova ensaiado até a ruptura, vamos obter valores de (Ϭ3, Ϭ1) ruptura; correspondente para se traçar o circulo de Mohr e finalmente a envoltória definidora da resistência ao cisalhamento. Observe o gráfico abaixo: envoltória (S) φ coesão(c) Ϭ3a Ϭ3b Ϭ1a Ϭ3c Ϭ1b Ϭ1c Ϭ 2
NOTAS DE AULA 02 / MACIÇOS E OBRAS DE TERRA PROF. SERGIO ANTONIO BORTOLOTI Lembrete: A envoltória é obtida através de vários ensaios, com o mesmo solo, sobdiversas pressões Ϭ3 (confinante) que cada um originará um circulo de Mohr sendo a envoltória de resistência uma tangente aos mesmos. Resistência ao cisalhamento das Argilas: O estudo do cisalhamento nas argilas é complexo devido a fatores existentes que são:- Plasticidade, que é em função da água; Forças de atração, devido a natureza coloidal que promove a coesão; Estrutura apresentada se amolgada ou indeformada e diferentes comportamentos para os mesmos índices físicos. O que acontece no ensaio de compressão triaxial a volume constante? Resp. teremos variação do volume com desenvolvimento de pressões neutras, mais acentuadas e elevada compressibilidade com baixa permeabilidade. Principais tipos de ensaios de Compressão triaxial: a)- Ensaio drenado ou Lento:- A pressão de confinamento (Ϭ3) e as deformações de rupturas são aplicadas a baixa velocidade, permitindo total dissipação da pressão neutra. b)- Adensamentos Rápidos:- Na primeira fase (1ª) o CP é adensado sob a pressão de confinamento da camara permitindo dissipação da pressão neutra. Na segunda fase (2ª) tem-se velocidade no carregamento da compressão axial e de deformações que impede a variação do volume e dissipação de pressões neutras durante o cisalhamento. c)- Rápidos ou não Drenados:- Neste ensaio não é permitido a dissipação de pressões neutras; sobrepressão hidrostática constante, Δµ = cte. Obs:- estudar apostila (Fund. da Mec. Solos pag s 18 a 27). Revisão: Para diagrama de Mohr:- O diagrama de mohr é a representação das tensões em qualquer ponto da massa solicitada, dando a solução gráfica das expressões de Ϭ e atuantes num plano qualquer, com inclinação θ em relação ao plano principal. (ver fig. folha 8 - N.A.01). A circunferência é o lugar geométrico dos pontos correspondentes às tensões reinantes em qualquer plano, formando um angulo θ com o plano principal, sendo assim: 1)- A maior tensão de cisalhamento max. ocorre para o ponto de posição perpendicular a reta das tensões principais (ver traçado feito em sala de aula); max = raio do circulo, então: max = 1/2. (Ϭ1 Ϭ3) e, 2θ = 90, θ = 45. Sendo assim, para um dado par de tensões (Ϭ1, Ϭ3) aplicado ao corpo de prova, a máxima tensão cisalhante (max) ocorre no interior do corpo de prova num plano inclinado θ = 45 em relação à direção do plano principal maior. 2)- Se ligarmos uma reta que sai do ponto de origem O passando pelo circulo de Mohr, indo até o ponto das tensões encontradas, obteremos a tensão resultante r = Ϭ + do plano θ correspondente, cujo valor é r = Ϭ² + ², e com uma obliquidade: 3
NOTAS DE AULA 02 / MACIÇOS E OBRAS DE TERRA PROF. SERGIO ANTONIO BORTOLOTI α.= arctg ( / Ϭ ) 3)- Obtém-se a maior obliquidade (maior ângulo p/ obliquidade - α) traçando o seguimento da origem O que tangencia o círculo de Mohr. (Fazer exercícios dados na apostila pagina 118 e 119). 4
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