Adensamento - Comportamento de Areias

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    Comportamento de areias

    Para o estudo da compressibilidade de areias consideram-se os resultados de ensaios oedomtricos

    realizados por Roberts (1964) e de compresso isotrpica efetuados por Vesic e Clough (1968). Os

    primeiros esto plotados na figura 6.5, representando-se, nas ordenadas, a variao do ndice de vazios

    durante o ensaio e, no eixo das abscissas, a presso em escala logartmica.

    Fig. 6.5. Resultados de ensaios realizados para o estudo da compressibilidade de areias (Roberts, 1964)

    Observa-se que a curva da areia ensaiada apresenta uma fase inicial quase horizontal, em que

    praticamente no h variao do ndice de vazios com o aumento de log v, ou seja, a compresso

    volumtrica quase nula at atingir presses verticais v muito elevadas, da ordem de 10 MPa. A partir

    deste valor, as deformaes volumtricas so sensivelmente maiores. Observa-se tambm que os

    0.1 1 10 100 1000

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    Areia

    Quartzo modo

    48 a 150 m

    Feldspato modo

    400 a 800 m

    e

    Presso vertical ' (MPa)

    Faixa de presses queocorrem em engenharia

    v

  • Mec Solos dos Estados Crticos J A R Ortigo

    137

    resultados relativos a materiais granulares fabricados com quartzo e feldspato modo so equivalentes aos

    da areia.

    Para todos os materiais ensaiados possvel determinar um valor de presso vertical a partir do qual as

    deformaes volumtricas aumentam rapidamente com o logaritmo de v. Essa presso efetiva pode ser

    denominada presso de escoamento, para a qual adotada a notao vm. As deformaes volumtricas

    para presses inferiores a vm so pequenas e praticamente desprezveis. Ultrapassando-se vm, as

    deformaes so considerveis.

    Analisando a distribuio granulomtrica antes e aps os ensaios (eg Datta et al, 1980; Almeida et al,

    1987), verifica-se que esse fenmeno se deve quebra de gros, que provoca o aumento da

    compressibilidade volumtrica. De fato, em ensaios em areias com gros de slica que no ultrapassa m

    vm, no h alterao na distribuio granulomtrica; j naqueles em que se atingem presses superiores

    ao valor de vm, verifica-s uma grande percentagem de quebra de gros do material, frente s altas

    presses aplicadas.

    Outra concluso importante que se tira dos ensaios em areias que o valor de vm est associado

    dureza dos gros, isto , quanto maior a dureza, maior o valor de vm. Em areias de slica ou quartzo,

    vm em geral superior a 10 MPa, como indica a figura 6.5. Este valor superio r s presses aplicadas

    na grande maioria dos projetos de engenharia, visto que os carregamentos, as estacas e as sapatas de

    fundao transmitem ao solo presses inferiores a 10 MPa. Por esta razo, recalques em areias so

    desprezveis na grande maioria dos projetos.

    Os resultados obtidos por Vesic e Clough (1968) esto plotados na figura 6.6, tambm com a variao dos

    ndices de vazios nas ordenadas e a presso, em escala logartmica, no eixo das abscissas. Esses

    resultados foram obtidos em ensaios de compresso isotrpica, uma vez que, devido s altas presses

    necessrias para se alcanar vm, experimentalmente mais fcil induzir altas presses em uma clula de

    compresso isotrpica do que no oedmetro.

    A figura 6.6 compara a compresso volumtrica de duas areias, uma fofa e outra compacta, mostrando

    que a compressibilidade independe da compacidade, mas que o valor de vm influenciado. Em areias

    fofas, portanto, os projetos de engenharia devem considerar a influncia, ainda que na maioria das vezes

    pequena, dos recalques em areias.

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    Fig. 6.6. Resultados de ensaios realizados para o estudo da compressibilidade de areias (Vesic e Clough,

    1968)

    Uma importante exceo nesse comportamento o dos depsitos martimos de areia calcria que ocorrem

    na plataforma continental, longe da costa brasileira, conforme comentado no captulo 1 (figura 1.16).

    Esses materiais apresentam gros muito frgeis e quebradios e, em conseqncia, excessiva compresso

    volumtrica, sendo que vrias estruturas offshore da bacia de Campos foram construdas sobre os

    mesmos. Entretanto, no h registro de ocorrncia em terra, no Brasil, de depsitos de areia calcria.

    1 MPa 4 MPa

    Idealizao

    .04 .1 .4 1 4 10 40

    Areia fofa

    Areia compacta

    Dados experimentais

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    e

    e

    p401041.4.1.04

    1.0

    0.8

    0.6

    0.4

    0.2

    ' (MPa)

    p ' (MPa)