Geotecnia

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Notas de Aula - Mecânica dos Solos

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UNIDADE 8 - COMPRESSIBILIDADE, ADENSAMENTO E RECALQUES NO SOLO

8.1 Introdução
Compressibilidade é uma característica de todos os materiais de quando submetidos a forças
externas (carregamentos) se deformarem. O que difere o solo dos outros materiais é que ele é um
material natural, com uma estrutura interna o qual pode ser alterada, pelocarregamento, com
deslocamento e/ou ruptura de partículas. Portanto, devido a estrutura própria do solo (multi-fásica),
possuindo uma fase sólida (grãos), uma fase fluída (água) e uma fase gasosa (ar) confere-lhe um
comportamento próprio, tensão-deformação, o qual pode depender do tempo.
A Figura 8.1, apresenta um elemento de solo saturado submetido a um acréscimo de tensão.
O acréscimo de cargaocasionará uma variação de volume, o qual pode ser devido a compressão da
fase sólida, a compressão da fase fluída ou a uma drenagem dos fluídos dos vazios do solo.
Admites-se que os esforços aplicados na prática da engenharia (solo saturado) são
insuficientes para comprimir a fase sólida (grãos) e a fase fluída (compressibilidade desprezível).
Portanto, o único motivo para que ocorra variação devolume, será devido à redução dos vazios com
a conseqüente expulsão da água dos poros.
Define-se compressibilidade dos solos como sendo a diminuição do seu volume sob a ação de
cargas aplicadas.
A compressibilidade depende do tipo de solo, por exemplo: a compressibilidade em areias
(solos não-coesivos) devido a sua alta permeabilidade ocorrerá rapidamente, pois a água poderá
drenarfacilmente. Em contrapartida, nas argilas (solos coesivos) a saída de água é lenta devido à
baixa permeabilidade, portanto, as variações volumétricas (deformações/recalques) dependem do
tempo, até que se conduza o solo a um novo estado de equilíbrio, sob as cargas aplicadas. Essas
variações volumétricas que ocorrem em solos finos saturados, ao longo do tempo, constituem o
processo de adensamento.
a)CARREGAMENTO

N.A.

N.T.
∆ σ ’V

z

b)

σ1

c)

σ1 + ∆σ1

σ3
u0 = γw . z

σ1 + ∆σ1

σ3 + ∆σ3
σ2 + ∆σ2

σ2

d)

σ3 + ∆σ3
σ2 + ∆σ2

u0 + ∆u
t = t0
V = V0

Figura 8.1 - Perfil de solo saturado submetido a um acréscimo de tensões.

u0 ; ∆u = 0
t=∞
V < V0

Notas de Aula - Mecânica dos Solos

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8.2 Elemento de solo submetido a tensões
A figuraanterior apresenta um perfil geotécnico constituído de um solo argiloso saturado,
homogêneo e com uma superfície do terreno horizontal, portanto não há tensões tangenciais nas
faces do prisma. Existindo três planos ortogonais onde as tensões que atuam são as tensões
principais (σ1, σ2 e σ3). Em 8.1(b), o elemento de solo saturado está inicialmente sob as tensões (σ1,
σ2 e σ3 (com uma pressão neutra -u0) sem variação de volume (V = V0). No mesmo perfil, agora
estando sujeito a um carregamento (∆σ) na superfície do terreno. Devido a este acréscimo de carga
surgirá no elemento “A”, um acréscimo de tensões normais e tangenciais determinadas pela teoria
da elasticidade (Unidade 7). Em 8.1(c) o elemento sofre um acréscimo triaxial de tensões (∆σ1, ∆σ2
e ∆σ3) ocorrendo simultaneamente umaumento da poro-pressão (u0) devido a baixa permeabilidade
do solo. Em 8.1(d) a medida que a pressão neutra (excesso - ∆u) se dissipa, pela saída de água, as
deformações vão aparecendo (recalques), portanto o volume do elemento será menor que o volume
inicial (V < V0).

8.3 Processo de adensamento - solos finos saturados
A compressibilidade dos solos advém da grande porcentagem de vazios (e =Vv/Vs) em seu
interior, pois para os níveis de tensão encontrados usualmente nos trabalhos de engenharia não são
capazes de causar variação de volume significativa nas partículas sólidas. Sem erro considerável,
pode-se dizer que a variação de volume do solo é inteiramente resultante da variação de volume dos
vazios. Reduções de volume ocorrem com a alteração da estrutura à medida que esta...
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