AtuaçÃo extensionista do laboratório de geotecnia e concreto da furg em obras de infraestrutura na região sul do estado



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Rio Grande/RS, Brasil, 23 a 25 de outubro de 2013.



ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA NÃO DRENADA DE SOLOS ARTIFICIAIS A PARTIR DO ENSAIO DE CONE DE QUEDA LIVRE (FALL CONE TEST)

PEREIRA, Mayra Camargo; ROSA, Keli Luana (autores)

BASTOS, Cezar Augusto Burkert; ALVES, Antonio Marcos de Lima (orientadores)

mayracpereira@hotmail.com
Evento: Congresso de Iniciação Científica

Área do conhecimento: Engenharias

Palavras-chave: ensaio cone de queda livre; resistência não drenada; solo artificial
1 INTRODUÇÃO
Uma das propriedades geotécnicas de maior interesse é a resistência não drenada de solos finos, entendida como a resistência ao cisalhamento oferecida pelo solo quando solicitado rapidamente, sem que haja condição de drenagem da água intersticial. Esta situação costuma ser crítica, pois são comuns condições onde a aplicação de cargas ocorre em tempo menor à possibilidade de drenagem do material. Logo, a maioria dos projetos geotécnicos prescinde deste parâmetro nas fases de concepção de soluções, dimensionamento e avaliação de segurança.

O cone de queda livre de laboratório, ou fall cone test, teve como idealizador John Olsson, que em 1915 desenvolveu um novo dispositivo para obtenção do limite de liquidez denominado, originalmente, de “Cone Sueco”.

O ensaio inicia-se com o posicionamento do cone sobre uma amostra de solo. O cone é libertado, penetrando na superfície da amostra por ação do seu próprio peso. Através deste ensaio é possível obter a coesão não drenada em amostras de solo, função da profundidade de penetração. O ensaio é não drenado porque a penetração do cone no solo é muito rápida. A interpretação dos resultados, para estimar a resistência não drenada, depende de correlações empíricas a partir de outros ensaios ou através de análises teóricas da penetração do cone.

O trabalho apresenta resultados iniciais do estudo experimental com vistas a avaliar o potencial do ensaio de cone na estimativa da resistência não drenada.


2 MATERIAIS E MÉTODOS
Amostras de solos artificiais foram produzidas a partir de misturas fluidas de caulim, bentonita, areia e água preparadas em betoneira de pequeno porte. Tais misturas foram caracterizadas por meio de análise granulométrica e limites de Atterberg. De cada mistura foram preparados dois corpos de prova em moldes CBR, adensados pela sobreposição de pesos nas tensões de 12,5 kPa e 25 kPa. Em cada corpo de prova foram executados ensaios de cone de queda livre e ensaios de vane.

3 RESULTADOS e DISCUSSÃO
A tabela 1 apresenta os resultados na caracterização geotécnica.

Tabela 1 – Resultados dos ensaios de caracterização das misturas



Propriedades físicas

T0-0

T30-0

T0-30

T20-20

Peso esp grãos (kN/m³)

25,74

24,97

25,34

25,72

% areia média

8

silte

argiloso


6

argila

siltosa


18

silte

arenoso


12

argila arenosa

% de areia fina

15

10

16

20

% de silte

46

34

34

28

% de argila

31

50

32

40

Limite de liquidez (%)

42

166

33

110

Índice de plasticidade (%)

15

med.plást

121

alt.plást

14

med.plást

83

alt.plást

Índice de atividade coloidal

0,48

inativo

2,42

ativo

0,47

inativo

2,18

ativo

Classificação SUCS

ML

CH

CL

CH

Classificação HRB-AASHTO

A-7-6 (10)

A-7-5 (20)

A-6 (8)

A-7-6 (18)

T0-0:C100%; T30-0:C70%/B30%; T0-30:C70%/A30% ; T20-20:C60%/B20%/A20% C:caulim;B:bentonita;A:areia
A tabela 2 apresenta os resultados médios dos ensaios de cone e vane para as misturas T0-0 e T30-0. A figura 1 apresenta os resultados em conjunto com o modelo de Hansbo (1957), com fator de cone K = 0,8, sugerido por Karlsson (1977).
Tabela 2 – Resultados médios dos ensaios de cone e de vane com misturas T0-0 e T30-0

Mistura

Corpo de prova

Tensão de adensamento (kPa)

Su (kPa)

(ensaio de vane)

Penetração (mm)

(ensaio de cone)

T0-0

CP 1

12,5

6,1

9,9

CP 2

25

17,6

6,0

T30-0

CP 1

12,5

1,32

32,6

CP 2

25

1,54

29,6

Figura 1 – Penetração x resistência não drenada



Os resultados iniciais mostram concordância com a relação exponencial entre penetração e resistência não drenada proposta por Hansbo (1957).



4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este estudo aponta para o potencial do ensaio de cone de queda livre na avaliação expedita da resistência não drenada. Na continuidade dos trabalhos, as outras misturas serão também ensaiadas.
REFERÊNCIAS
Hansbo, S. (1957) A new approach to the determination of the shear strength of clay by the fall-cone test. Proc. Royal Swedish. Geotechnical Institute, nº 14, pp.7-47.

Karlsson, R. (1977) (in cooperation with the laboratory committee of the Swedish Geotechnical Society). 1977. Consistency limits. Document D6: 1977.



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