Pontifícia Universidade
Católica de Goiás
Geotecnia II
DEFORMAÇÕES DEVIDO A
CARREGAMENTOS VERTICAIS
Disciplina: Geotecnia 2
Prof. : João Guilherme Rassi Almeida
RECALQUES DEVIDOS A CARREGAMENTOS
NA SUPERFÍCIE
 DEFORMAÇÕES  GRANDE INTERESSE DA GEOTECNIA
Geotecnia II
 A DEFORMAÇÃO DA MAIORIA DOS SOLOS, É MUITO
MAIOR QUE A DOS MATERIAIS ESTRUTURAIS E
MUITAS VEZES, ESTA DEFORMAÇÃO SE PRODUZ AO
LONGO DO TEMPO.
 DEFORMAÇÕES
 RÁPIDAS  solos arenosos ou argilosos não saturados
 LENTAS  solos argilosos saturados
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RECALQUES
Geotecnia II
• Fases ar/água são expulsos dos
vazios do solo
•
Na
prática
→
A
compressibilidade
das
areias
ocorrerá no período de construção
onde todo o recalque se completará
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RECALQUES
As argilas ( k↓ ) quando submetidas a um
carregamento sua compressão é controlada
pela velocidade com que a água é expulsa
dos poros do solo → processo este chamado:
CONSOLIDAÇÃO
→
sendo
fenômeno dependente da σ
portanto
x
ε
x t .
um
As
Geotecnia II
deformações podem ocorrer por meses, anos e
décadas.
Nas
areias
(
k↑
)
todo
o
processo
de
consolidação se dá muito rapidamente.
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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE
 ENSAIO DE COMPRESSÃO AXIAL
 ENSAIO DE COMPRESSÃO TRI-AXIAL
Geotecnia II
 ENSAIO DE COMPRESSÃO EDOMÉTRICA
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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE
Compressão Edométrica
Geotecnia II
 SOLO CONFINADO  SEM
DEFORMAÇÃO LATERAL
 ENSAIO:
 Amostra é moldada em um anel
rígido
 Pedras porosas  saída de água
 Ø = 3 x h  reduzir atrito
lateral
 5 < Ø < 12 cm
 Aplica-se cargas axiais por
etapas
 Cada etapa  registra-se a
deformação em f(t)
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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE
Compressão Edométrica
 ENSAIO (cont.):
 Cessadas as deformações de cada
carregamento  aplica-se cargas
com o dobro da intensidade
anterior
Geotecnia II
 Índices de vazios de cada etapa
(e1; e2; ... ;en)  f(e0) e da
redução de altura do CP
 Apresentação dos Resultados
graficamente (Tensão vertical x
índice de vazios)
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ENSAIOS DE DEFORMABILIDADE
Compressão Edométrica
Carregamento
Carregamento
Carregamento
Descarregamento
Geotecnia II
Descarregamento
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Geotecnia II
MODELO MECÂNICO DE TERZAGHI
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MODELO MECÂNICO DE TERZAGHI
Hipóteses:
Geotecnia II
Transferência gradual de carga
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Geotecnia II
RECALQUES
 É Termo utilizado em engenharia civil para
designar o fenômeno que ocorre quando
uma edificação sofre um rebaixamento
devido ao adensamento do solo sob
sua fundação.
 Recalque  causa de trincas e rachaduras
em edificações (recalque diferencial  uma
parte da obra rebaixa mais que outra
gerando
esforços
estruturais
não
previstos e podendo até levar a obra à
ruína)
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RECALQUES
Existem três parcelas de recalques a serem
consideradas:
 Recalque imediato (Si)
 Recalque por adensamento primário (Sc)
Geotecnia II
 Recalque por compressão secundária (Ss)
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Geotecnia II
RECALQUES
Recalque imediato (Si)
 O recalque imediato ocorre principalmente
devido à compressão dos gases (em solos
não saturados).
 É calculado a partir de fórmulas empíricas
ou pela a Teoria da Elasticidade Linear.
 Como
estes
recalques
ocorrem
concomitante com o carregamento, não
costumam criar problemas para as obras
em fundações rasas (sapatas, blocos e
radier)
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RECALQUES
Geotecnia II
Recalque imediato (Si)
Onde:
qo – é a tensão distribuída uniformemente na
superfície;
E, ν - são o módulo de Elasticidade e o Coeficiente
de Poisson respectivamente;
B – é a largura (ou diâmetro) da área carregada;
I – Coeficiente de forma que leva em conta a
geometria e a rigidez da fundação
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RECALQUES
Geotecnia II
Coeficiente de forma (I) para cálculo dos
recalques
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RECALQUES
Geotecnia II
Exemplo: E = 55 MPa; v = 0,35
Rocha
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RECALQUES
Geotecnia II
Recalque por adensamento primário (Sc)
 Requer atenção especial em casos de
solos argilosos devido a ocorrerem ao
longo de um tempo que pode ser bastante
grande, podendo provocar o aparecimento
de solicitações estruturais que não
tinham sido previstas.
 É calculado quase sempre utilizando-se a
teoria unidimensional de Terzaghi.
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RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)
Geotecnia II
Parâmetros av e Cc
av = f (tipo de solo, densidade
e nível de tensões)
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RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)
Geotecnia II
Exercício
av? e Cc?
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RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)
 TENSÕES DE PRÉ-ADENSAMENTO
 Memória de Carga
 Máxima Tensão efetiva de carregamento
durante a formação geológica
Geotecnia II
 Normalmente
adensado
(NA) – Tensão efetiva em
campo
 Pré adensado (PA) ou
Sobreadensado – Tensão
de Pré Adensamento >
Tensão efetiva de Campo
 Em adensamento – Tensão
de Pré Adensamento <
Tensão efetiva de Campo
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RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)
Geotecnia II
Causas do pré-adensamento
• Pré- carregamento (geológico ou antrópico)
• Variação de u por rebaixamento do NA
• Geração de sucção (Ressecamento e capilaridade)
• Cimentação
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RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)
Determinação da Tensão de Pré-adensamento
Método de Pacheco Silva
PA
Geotecnia II
NA
Passos:
a) Prolonga-se a reta
virgem até o encontro com
uma horizontal traçada
do índice
de vazios inicial;
b) Do ponto de interseção
baixa-se uma vertical até
a curva;
c) Deste último ponto
traça-se uma horizontal
até o prolongamento da
reta virgem.
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Geotecnia II
RECALQUES DE CONSOLIDAÇÃO (Sc)
Sc
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Exercício
Aterro  40kPa / Sobreadensado  camada de 1 m
da areia superficial (erodida) / Tensão de préadensamento

18
kPa
/
Recalque
por
adensamento ocorre na argila Cc = 1,8 e Cr = 0,3.
Geotecnia II
200
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RECALQUES
COEFICIENTE DE ADENSAMENTO (CV)
 Coeficiente em função:
 Permeabilidade* (k)
 Porosidade* (e)
 Compressibilidade* (av)kPa-1
Geotecnia II
*As propriedades do Solo não variam com o
adensamento.
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RECALQUES
DISTÂNCIA DE DRENAGEM (Hd ou Hd/2)
 Maior
distância de
percolação
da água
AREIA
ARGILA
AREIA
AREIA
Hd/2
Hd
ARGILA
ROCHA
Geotecnia II
FATOR TEMPO (T)
 Correlaciona os tempos de recalque às
características do solo (cv) e às condições
de drenagem (Hd)
 Adimensional
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RECALQUES
Geotecnia II
GRAU DE ADENSAMENTO (UZ)
 Relação entre deformação (ε) ocorrida num
elemento em f(z;t); e deformação final desse
elemento;
 Variação entre índice de vazios (e) no instante (t)
e variação total do índice de vazios
 Equivalente ao grau de acréscimo de Tensões
Efetivas (Dσ’)
 Relação entre pressão neutra (u) dissipada no
instante (t) e a pressão neutra total dissipada
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RECALQUES
GRAU DE ADENSAMENTO (UZ)
 Objetivo  Determinar o grau de adensamento
para
qualquer
instante
(t),
à
qualquer
profundidade (z)
Geotecnia II
 Obs: Quanto mais próximo da face de drenagem;
mais rápidas são as dissipações das pressões
neutras  TODOS OS SOLOS
O tempo de dissipação  variável para cada
tipo de solo
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Geotecnia II
Uz  F(z;T)
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RECALQUES
GRAU DE ADENSAMENTO MÉDIO
PORCENTAGEM DE RECALQUE (U)
ou
 Relação entre recalque sofrido no instante
(t) e recalque total devido ao carregamento
Geotecnia II
 Todos
os
recalques
por
adensamento
seguem a mesma evolução (Gráfico e Tabela a
seguir)
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Geotecnia II
Curva de Adensamento
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Geotecnia II
RECALQUES
EXERCÍCIO:
 Aterro c/ 2,5m de altura




ρ = 50 cm
Coeficiente de Compressibilidade – av = 0,06 kPa-1
k = 3x10-6 cm/s  3x10-8 m/s
e=3
Geotecnia II
Areia
Y = 18 kn/m³
a) Coeficiente
de
Adensamento Cv = ?
b) U = 50%  t?
c) t = 90 dias  U?
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RECALQUES
Geotecnia II
Recalque por compressão secundária
(Ss)
 Quase sempre não é considerado
 Costumam ocorrer em períodos muito
longos de tempo de forma que a
estrutura na maioria das vezes consegue
se adaptar às novas solicitações que
porventura surjam
 Principal causa
deslizamento dos
contatos entre partículas de argila.
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