DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE SOLOS COLUVIONARES NA
CONDIÇÃO NÃO SATURADA
Juliana B. Vivian, Carolina Feuerharmel, Luiz A. Bressani, Wai Y. Y. Gehling
Engenharia Civil – Geotecnia – Mecânica dos Solos
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS
Diferentemente do solo saturado, o não saturado é normalmente definido pela presença de três fases:
partículas sólidas; água, expressa pelo símbolo uw (poro-pressão de água); e ar, descrito pelo símbolo ua
(poro-pressão de ar). Desta forma, o estado de tensões em um solo não saturado pode ser definido pela tensão
normal líquida de ar (σ-ua), tensão normal líquida de água (σ-uw) e sucção (ua-uw), sendo que o conhecimento
de quaisquer par destas variáveis de estado permite a determinação da envoltória de resistência. No estudo do
solo nesta condição, o parâmetro denominado sucção – capacidade de retenção de água no interior da
estrutura do solo, proveniente da existência da fase ar – é o fator preponderante para definir o comportamento
mecânico deste, que pode ser avaliado através do ensaio de cisalhamento direto com controle de sucção. O
equipamento utilizado para este ensaio assemelha-se ao de cisalhamento direto convencional, porém a caixa
cisalhante é envolta por uma câmara de ar comprimido. Abaixo da amostra situada dentro dessa caixa, aplicase pressão de água, através de uma pedra porosa de alto valor de entrada de ar (300kPa); acima da mesma, é
aplicada pressão de ar, através de uma pedra porosa comum. A diferença entre os valores das pressões de ar e
de água (ua-uw) define os valores de sucção utilizados nos ensaios (0, 50 e 100 kPa). A aquisição dos demais
dados se dá automaticamente, onde uma célula de carga determina o valor da força aplicada no cisalhamento,
e dois transdutores de deslocamento linear instalados determinam as deformações vertical e horizontal. As
amostras ensaiadas no presente estudo são provenientes de dois colúvios do traçado do Gasoduto BolíviaBrasil, sendo um oriundo da degradação de arenito e outro de basalto. Através dos resultados obtidos nos
ensaios, foi permitido gerar as curvas de resistência, que, diferindo dos solos saturados, os não saturados
requerem o uso de um espaço tridimensional para definir sua envoltória de ruptura. O gráfico decorrente tem
como ordenada a tensão cisalhante aplicada (τ) e, como abscissas, as variáveis de estado de tensões (σ-ua) e
(ua-uw). A envoltória resultante apresenta uma inclinação φb no plano τ x (ua-uw), sendo este o fator que
quantifica um aumento na resistência devido a um acréscimo na sucção. A análise dos parâmetros obtidos
evidenciou que o aumento da sucção torna a envoltória linear e com maiores valores de ângulo de atrito
interno (φ'), devido ao maior grau de intertravamento entre os grãos do solo. Além disso, as envoltórias de
resistência demonstraram um aumento no valor da tensão cisalhante com o acréscimo da sucção (ua-uw) e da
tensão normal líquida de água (σ-uw).