Ensaio de cisalhamento direto e triaxial

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  • Publicado : 17 de fevereiro de 2013
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MATERIAIS E MÉTODOS
Ensaio de Cisalhamento Direto
Durante a prática, foram utilizados os seguintes materiais:
- Prensa equipada com motor e sistema de transmissão de carga (pendural);
- Pedras porosas de topo e base;
- Quepe para transmissão de carga;
- Caixa bipartida dotada de placas dentadas e perfuradas;
- Molde do corpo de prova;
- Extensômetros;
- Anel de carga ou célula decarga elétrica.
O ensaio de cisalhamento direto é o procedimento mais antigo para que a resistência ao cisalhamento seja determinada. Ele é baseado no critério Mohr-Coulomb de maneira direta.
Uma tensão normal é aplicada no plano, onde se verifica a ruptura provocada pela tensão cisalhante. Um corpo de prova do solo a ser estudado é colocado parcialmente numa caixa de cisalhamento, onde sua metadesuperior ficará dentro de um anel. Aplica-se inicialmente uma força vertical N. Uma força tangencial T é aplicada ao anel que contém a parte superior do corpo de prova, provocando seu deslocamento, ou um deslocamento é provocado, medindo-se a força suportada pelo solo. Essas duas forças são divididas pela área da seção transversal do corpo de prova, indicam as tensões σ e τ que nele estãoocorrendo. A tensão τ pode ser representada em função do deslocamento no sentido do cisalhamento, onde se identificam a tensão de ruptura, τmax, e a tensão residual, que o corpo de prova ainda sustenta, após ultrapassada a situação de ruptura, τres. É registrado o deslocamento vertical durante o ensaio, indicando se houve diminuição ou aumento de volume durante o cisalhamento. Com a realização deensaios com diversas tensões normais, obtemos o traçado da envoltória de resistência. A praticidade do ensaio é muito grande, porém o ensaio não permite a determinação de parâmetros de deformabilidade do solo e o controle de condições de drenagem é difícil, pois não há como impedi-la, assim não permite a obtenção dos valores da pressão neutra.
No caso dos ensaios realizados em areias, a realização éfeita de forma que as pressões neutras se dissipem, e os resultados são considerados em termos de tensões efetivas. As argilas exigem a realização de ensaios drenados, que são lentos, ou não drenados, onde os carregamentos devem ser muito rápidos, para impossibilitar a saída de água. O ensaio de cisalhamento direto é considerado menos interessante que o ensaio de compressão triaxial. Porém, devidosua simplicidade, sua utilização é elevada quando se deseja medir simplesmente a resistência, e, principalmente, quando se deseja conhecer a resistência residual.
A direção do deslocamento da parte superior do corpo de prova pode se inverter até que a tensão cisalhante se estabilize num valor aproximadamente constante. Consegue-se provocar um deslocamento relativo de uma parte do solo sobre aoutra muito maior do que se pode atingir em ensaios de compressão triaxial. Neste ensaio consegue-se provocar um deslocamento relativo de uma parte do solo sobre a outra muito maior do que se pode atingir em ensaios de compressão triaxial.
O ensaio consiste em uma caixa bi-partida onde colocamos a amostra, fixamos a parte inferior e movimentamos a superior no sentido de se fazer o corte daamostra, medindo o esforço necessário para tal. A tampa da parte superior é falsa, isto é, sobre ela pode-se aplicar a carga vertical P distribuída em sua área A. Foi observado que se pode executá-lo com drenagem, pelas pedras porosas, ou sem drenagem. As saídas de drenagens têm o intuito de melhorar o processo da garantia desse expediente e não para medir a pressão neutra, pois, isso não será possível.A ruptura “Frágil” é típica de ocorrência em argilas rijas e duras ou areias compactas enquanto que a ruptura “Plástica” é típica de ocorrência em argilas moles ou médias ou areias fofas ou pouco compactas.
A confiabilidade dos valores do ensaio de cisalhamento direto é obtida somente no caso de ruptura plástica, pois, no outro caso a curva estará defasada do real. No caso da ruptura...
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