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Uma descrição detalhada sobre as duas partes de um aparelho utilizado em ensaios de resistência de solos: a parte inferior, composta por hastes extensão e uma fina haste de ligação, e a parte superior, onde se localizam os instrumentos de aplicação e medida de torques. O texto também discute estudos anteriores sobre o número de lárninas da palheta e a resistência com palhetas planas ou em cruz. Além disso, os fatores que influenciam o valor de su, como o processo empregado para abertura do furo, dimensões da palheta, velocidade de rotação da palheta, tempo decorrido entre a cravação da palheta e o início do ensaio, heterogeneidade da camada argilosa, anisotropia na resistência ao cisalhamento, ocorrência de ruptura progressiva e deformação da argila devido à penetração da palheta, são discutidos.
Tipologia: Notas de aula
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CIAS (M. Se.}
EM CitN-
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ii
Ensaios de Palheta de Campo em Argilas Moles da Baixada Fluminense (Rio de Janeiro) 1976 X, 243p 29,7cm (COPPE-UFRJ, M.Sc., Engenharia Ci vil, 1978) Tese - Universidade Federal do Rio de Janeiro Fa culdade de Engenharia 1 - Mecânica dos Solos I.COPPE/UFRJ II Título (Série)
iv
à Banca Examinadora, pela apreciação do presente trabalho, bem como pelas sugestões oferecidas;
Ãs funcionárias do Programa de Engenharia Civil e da Seção de Registro da COPPE sempre solícitas no atendimento durante o curso;
à COPPE, cujo corpo Docente, por sua dedicação e eficiência,
deste trabalho.
V
vii A B S T R A C T
This thesis describes an experiment using a "Field Vane Test Apparatus", to determine the in situ shear strength of three deposits of a very soft plastic clay in Rio de Janeiro,
Brazil.
The author comments the performance of the equipment used and suggests some modifications.
A bibliographic review on this subject is presented, and the variation with depth of the undrained shear strength of the three deposits of soft clay is another topic investigated. Computation was made provided the clays were isotropic materiáls as far as undrained strength is concerned. After determining the strength in the way described above the strength anisotropy characteristics have been tenta- tively evalueted by Aas' (1965) and Wiesel's (1973) methods. The conclusions and sugestions are presented in order to show limitations, advantagens and pratical implications of this in situ test.
viii
índice
X 8 - Discussão sobre Ensaios de Palheta 8.1 - Aplicabilidade de Resultados de "Vane Test" em Análise de Estabilidade de Aterros sobre Depósitos Argilosos 8.2 - Aceitação do método como definidor de para Argila Amolgada
Su,
8.3 - Equipamentos Utilizados e Rotinas de Execu- çao 8.4 - Algumas Considerações sobre os de Ensaios
Resultados
8.5 - Considerações sobre os Valores de Anisotro- pia da Resisténcia não Drenada 8.6 - Comparação com Resultados de Ensaios UU de Compressão Simples
e
8.7 - Análise Comparativa dos Ângulos Correspon- dentes aos Momentos Máximos dos Ensaios
9 - Conclusões
10 - Sugestões para Futuras Pesquisas
Bibliografia
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1 - Introdução
3
Comparações efetuadas entre valores de Su de um mo depósito, obtidos pelos métodos acima, indicam alguma
mes- dis- cordância, o que levaria a valores de coeficiente de segurança diferentes, quando empregados em análise de estabilidade. No caso de ensaios de laboratório, a principal críti- ca quanto à sua não validade, refere-se a problemas de pe^ rt^ urb_!3: çao das amostras nas várias etapas de manuseio e de^ alteração das condições de pressão a que a mesma estiver submetida, pela sua extração. No caso específico do Ensaio de Palheta - assunto do presente trabalho - observa-se que há tendência de obtenção de valores de Su nada conservativos, ao contrário dos ensaios de laboratório. Baseado nesta constatação Bjerrum (1973) propos um fator de correção a ser aplicado ao valor de Su, determinado em ensaios 11 Vane". Assim, independentemente de contestações quanto sua validade, seja pela não coincidência entre previsão e
a com- por problemas intrínsecos ao próprio método (amolgamento, velocida- de de ensaio, atritos diversos no aparelho, ocorrência de dre- nagem, etc ..• ) ou ainda quanto a não consideração de anisotro- pia de resistência ao cisalhamento ou da possibilidade de ocor- rência de ruptura progressiva, o Ensaio de Palheta vem, sendo largamente empregado, principa.lmente nos países escandinavos e assunto de vários trabalhos em conceituadas publicações técni- cas e congressos internacionais.
4 A principal razao deste interesse deve-se ao fato de constituir-se em um método bastante simples, prático e econômi- co de determinação do valor da resistência ao cisalhamento nao drenado de uma argila .mole. O presente estudo constitui parte integrante do pro- grama de pesquisas empreendido pelo Instituto de Pesquisas Ro- doviárias do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, na área de Mecânica dos Solos, visando determinar as "Caracterís- ticas Geotécnicas de Argilas Moles da Baixada Fluminense". Diversos ensaios de laboratório e de campo foram efe- tuados com a finalidade de obtenção destas características.(IPR, 1975, IPR, 1976). A resistência nao drenada (Su) foi também determinada através de ensaios de laboratório, de maneira a se poder parar com os resultados dos Ensaios de Palheta.
com-
6 2 - OBJETIVOS
Os Ensaios de Palheta objetivaram obter: a) a resistência não-drenada do material argiloso in- deformado e considerado isotrópico (S (^) u), possibi- litando sua comparaçao com os valores de S (^) u obti- dos em laboratório;
b) resistência não-drenada da argila mole no estado definido pela literatura têcnica como "amolgada". Embora mantendo esta denominação no presente tra- balho, parece mais adequado defini-la como "resis- tência correspondente a grandes deformações"; c) valores para configuração do grau de anisotropia na resistência não-drenada. Foram empregados os processos indicados por G. Aas (1963) ~ C.E. Wiesel (1973); d) informações importantes sobre o equipamento utili- zado, a têcnica de execução dos ensaios, confiabi- lidade dos resultados, etc.
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3 - Revisão Bibliográfica sobre Ensaios de Palheta
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de liderar os estudos no tocante à determinação de resistência não-drenada "in si tu" com a utilização do "Vane Test", mantida até aos dias atuais.
posição
Devem ser ressaltados também. os trabalhos precussores de SKEMPTON (1948), VEY e SCHLESINGER (1949) e de CADLING e ODENSTAD (1950), na Inglaterra, Estados Unidos e Suécia, respec- tivamente. Pela riqueza de informações contidas no seu bojo, o
inicial, para estudo sistematizado, do emprego deste aparelho na determinação da resistência não-drenada de argilas.
Os diversos componentes de um equipamento para^11 Vane Test" estão distribuídos de tal maneira que permitem em duas partes, a saber:
dividi-lo
a) parte inferior - na qual destaca-se como componen- te principal a palheta. Apresenta, ainda, um con- junto de hastes de extensão (serve para vencer as diversas profundidades de ensaio), uma haste fina de ligação deste conjunto de hastes à palheta, bem como outros elementos que podem estar ou nao inse- ridos nesta parte, dependendo do tipo de aparelho projetado; b) parte superior - na qual se localizam os instrumen- tos de aplicação e medida dos torques.
Procurar-se-á apresentar,abaixo,uma descrição destas duas partes nos diversos tipos de aparelhos até agora proje- tados, assim corno a abordagem critica da bibliografia pesquisa- da sobre o assunto.
3.2.1 - PARTE INFERIOR DO EQUIPAMENTO
Obviamente as palhetas foram alvo, por parte dos di versos pesquisadores, das·rnaiores atenções, no tocante as po~ siveis influéncias de tamanho, forma, número de lárninas, rela- çoes entre diversas dimensões, etc., no valor de Su. Vey. e~ Schlesinger (1949) utilizando palhetas com duas lárninas (palhetas planas) e com quatro lárninas ( palhetas em forma de cruz), obtiveram pouca diferença na resistência nao drenada. Cadling e Odenstad (1950), pesquisando também sobre o número de lárninas da palheta, obtiveram resultados mostrando ser a resistência com a utilização de palhetas planas um pouco menor do que a com palhetas em cruz, resultados não conclusivos, segundo os autores,pelo pequeno número de ensaios realizados. Esta questão seria realmente de dificil interpretação, a nao ser através de um número muito grande de ensaios, pois se por um lado um menor número de lárninas tornaria mais desunifor- rne a distribuição de pressões sobre a superficie de ruptura,f~ vorecendo a ruptura progressiva e diminuindo o valor de Su, por outro lado um número maior de lárninas (por exemplo, seis)causa- ria uma perturbação maior do solo durante a inserção, ocasionan do, também, diminuição de resistência.
