Termoplastikler

O comportamento tensão x deformação típico do solo é não elástico e não linear. A complexidade deste comportamento exige a adoção de simplificações para a determinação de parâmetros, como por exemplo, o módulo de deformabilidade.

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Por meio dos ensaios utilizados para analisar a eficiência do solo reforçado, é possível estimar parâmetros de deformabilidade do solo.

a) SPT e CPT

Os ensaios SPT e CPT, executados no solo reforçado, podem ser correlacionados pelas equações empíricas existentes para a determinação do módulo de deformabilidade dos solos. Porém, estas correlações não consideram os níveis de tensão aplicados na obra. Alves (1998) em seu trabalho, adota uma correlação empírica para estimar o módulo baseada em um fator α, que depende do tipo de solo, e do valor de Nspt obtido no ensaio.

b) Prova de carga em placa

Nos ensaios de prova de carga em placa é possível determinar o módulo de deformabiliadade baseado na curva tensão x recalque obtida no ensaio. Para a sua determinação, é feita a simplificação do comportamento do solo para elástico e linear, considerando apensas o trecho retilíneo no início da curva. Segundo Vargas (1977) o trecho de proporcionalidade entre as tensões aplicada e as deformações muitas vezes é limitado aos baixos valores de tensão.

Existem alguns métodos baseados na Teoria da Elasticidade para determinar o módulo de deformabilidade do solo a partir dos resultados de prova de carga em placa. O primeiro método consiste na retroanálise da solução de Boussinesq, válida para placa circular rígida em meio homogêneo. O cálculo do módulo é feito com base na Equação 2.7.

=

∙

− � ∙

Em que:

E – módulo de deformabilidade; – tensão média aplicada na placa; D – diâmetro da placa;

ρ – recalque provocado pela tensão ; ν – coeficiente de Poisson;

91 Para utilizar a equação (2.7), conhecendo-se os valores de tensão e recalque, é necessário adotar um coeficiente de Poisson para o cálculo do módulo de deformabilidade do solo. Os valores típicos de coeficiente de Poisson da maioria dos solos residuais variam de 0,2 a 0,4 (MENEGOTTO, 2004).

Outro modo de determinar o módulo de deformabilidade com base nos ensaios de prova de carga é através da retroanálise dos resultados pelo método de (SCHMERTMANN, 1978). Neste método, dada uma tensão vertical atuando na superfície, considera-se que o meio é elástico, isotópico e homogêneo. Esta teoria, desenvolvida para solos arenosos, se justifica por ser razoável adotar o comportamento tensão x deformação como linear para tensões admissíveis que se afastam dos níveis de ruptura.

Schmertmann (1978) considera que a deformação máxima não ocorre no contato entre a sapata e o solo, mas à uma profundidade, em torno de B/2, sendo B a largura da sapata. A partir desta profundidade, as deformações diminuem gradualmente e são desprezadas em profundidades superiores a 2B. Consequentemente, o autor propõe um fator de influência (Iz)

para o cálculo do recalque cujo diagrama apresenta forma triangular ao longo da profundidade, como ilustra a Figura 2.53. O autor considera dois diagramas diferentes para separar os casos de sapata quadrada e sapata corrida.

Figura 2.53 – Fator de influência na deformação vertical Fonte – Schmertmann (1978)

A formulação proposta por Schmertmann (1978) baseia-se na equação (2.8) em que considera-se dois parâmetros C1 e C2 no cálculo do recalque. C1 é um fator de correção para

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reduzir o recalque devido ao embutimento da sapata no solo e C2 é outro fator de correção baseado na parcela de recalque que se desenvolve com o tempo devido ao efeito de creep.

Para o cálculo do módulo é feita a subdivisão em camadas, sendo o recalque final correspondente ao somatório do recalque de cada i-ésima camada.

� = ∙ ∙ �∗_{∙ ∑} �� _{∙ ∆} �

�

�= (2.8)

Iz = fator de influência

C1 = fator de correção devido ao embutimento da sapata C2 = fator de correção devido ao efeito do tempo

Es = módulo de deformabilidade da camada * = tensão líquida aplicada pela sapata Δz = espessura da i-ésima camada

Como resultados das provas de carga tem-se as tensões aplicadas e os recalques correspondentes a cada nível de tensão. Para o cálculo do módulo considera-se que o mesmo é constante em cada subcamada e que o somatório dos recalques para cada subcamada, à um determinado nível de tensão, é igual ao recalque final encontrado na prova de carga. Desta forma, é possível determinar um módulo de deformabilidade do solo a partir da retroanálise pelo método de Schmertmann (1978).

c) Pressiômetro

No ensaio pressiométrico uma sonda é colocada em um pré-furo, com diâmetro menor ou igual a 1,15 vezes o diâmetro da sonda. A sonda é colocada dentro do furo, até atingir a profundidade desejada e em seguida é feita a expansão da sonda devido à aplicação de incrementos de pressão.

Como resultado dos ensaios pressiométricos em campo tem-se uma curva que relaciona a pressão e o volume de fluído pressurizado introduzido no sistema para a expansão da sonda em intervalos de tempo considerados (SALLES, 2013).

O módulo de deformabilidade do solo pode ser determinado EPMT é calculado pela declividade da curva pseudoelástica corrigida. A equação utilizada para o cálculo do módulo é:

93 � = ∙ + � [��+ � −� ] �_� (2.9)

Onde Vi é o volume inicial da célula de medição, ν é o coeficiente de poisson do solo, Vf é o volume da cavidade no fim do trecho elástico e V0 é o volume da cavidade no início do trecho elástico.

d) Amostras indeformadas

O módulo de deformabilidade E do solo também pode ser determinado por ensaios triaxiais realizados em laboratório com as amostras de solo retiradas do campo. Neste ensaio é possível obter a curva tensão x deformação, Figura 2.54. Nota-se que o comportamento da curva obtida neste ensaio é não linear. Como não se trata de uma reta, a relação entre a tensão e a deformação do solo não pode ser expressa por um único valor, portanto é necessário definir métodos para se calcular o módulo de deformabilidade (MENEGOTTO, 2004).

De acordo com Pinto (1996), dois procedimentos para a determinação do módulo de deformabilidade são geralmente empregados: módulo de deformabilidade tangencial (Etg) e módulo de deformabilidade secante (Esec). O Etg relaciona a tensão e a deformação do solo em um ponto considerado e o Esec relaciona a tensão e a deformação entre dois pontos. Este módulo varia de acordo com o estágio de carregamento, por isso é usual referencia-lo para um determinado nível de tensão ou deformação. Normalmente, o módulo secante mais utilizado é aquele a partir da origem, indicado pelo símbolo Es0. Na origem, os dois módulos são equivalentes, caracterizando o módulo tangencial inicial (E0). O símbolo E50 corresponde ao módulo sob um determinado nível de tensão igual a 50% daquele que provocaria a ruptura do solo, indicando portanto, a deformabilidade do solo quando solicitado por uma tensão com fator de segurança igual a dois.

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Figura 2.54 – Curva típica do ensaio triaxial e definição dos módulos

2.8 SAPATAS APOIADAS EM SOLO REFORÇADO COM COLUNAS

Dentre as várias técnicas de reforço de solo, a inclusão de colunas tem sido considerada uma das mais versáteis e com melhores resultados com relação ao custo de implantação (ALAMGIR et al., 1996). Diferentes técnicas de instalação foram desenvolvidas para os vários tipos de colunas executadas como reforço em solos arenosos soltos e solos compressíveis. Para compreender o comportamento das colunas utilizadas como reforço de fundações é necessário analisar o desempenho isolado dos elementos e do conjunto constituinte no sistema. Existem uma série de abordagens teóricas e empíricas na literatura para avaliar o comportamento do solo reforçado com colunas, com diferentes modos de analisar a ruptura e a distribuição de tensões no solo.