Estudo da Rugosidade e sua influência no atrito e na
adesão entre solo e materiais de construção.
Aluna: Karla Rafaela Sega
Orientador: Pérsio Leister de Almeida Barros
DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA E TRANSPORTE - DGT - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo - FEC - UNICAMP
PIBIC /CNPq
Palavras chaves: Cisalhamento – Ângulo de atrito - Coesão
Introdução
Resultados
O presente trabalho introduz um ângulo de atrito padrão para a expressão da influência do material
em contato com o solo. Esse ângulo de atrito padrão é definido como o ângulo de atrito entre a
superfície do material de construção e uma areia padronizada, sob uma tensão normal também
padronizada. Assim, esse parâmetro expressa não só a influência do acabamento superficial, como
também a influência do tipo do material de construção.
Metodologia
Para definir-se um ângulo de atrito padrão dos materiais em estudo, foram realizados ensaios de
cisalhamento direto entre os materiais, sendo estes a madeira, o concreto, alumínio e a lixa 120, e
uma areia padrão.Para isto primeiramente a areia foi selecionada arbitrariamente e peneirada,
utilizando-se o material retido na peneira de malha 40.Preparou-se então a caixa de cisalhamento,
colocando-se os materiais em estudo na parte inferior da caixa de cisalhamento e a areia colocada
superiormente a estes com auxílio de um funil distribuindo-se então de maneira uniforme.Os
ensaios foram realizados com uma tensão normal padrão de 50 kPa, também escolhida
arbitrariamente, e obteve-se os valores das tensões de cisalhamento durante o ensaio.À partir do
maior valor da tensão de cisalhamento em função da tensão normal obteve-se o ângulo de atrito
padrão para cada material em estudo.Seus valores são comparados com os parâmetros de
resistência de interface obtidos para esses materiais e diferentes tipos de solos, esses parâmetros
foram obtidos através do cisalhamento direto representado abaixo:
Imagem do ensaio de
cisalhamento do solo da região
de Campinas com concreto
Imagem do ensaio de
cisalhamento direto do solo
da região de Sorocaba com
madeira e inundado
Imagem do ensaio de cisalhamento
direto da argila de Mogi Mirim com a
lixa 120
Resultados
Foram feitas comparações do ângulo de atrito padrão dos materiais com os parâmetros de resistência
ao cisalhamento de interface através dos gráficos representados abaixo, onde é possível verificar a
influência do ângulo de atrito padrão na resistência de interface solo-material. Também é notável um
aumento geral nos parâmetros conforme aumenta o coeficiente de atrito padrão.
Gráfico de correlação (a/c) dos
solos argilosos com o coeficiente
Gráfico de correlação (a/c) dos
solos argilosos com o coeficiente
de atrito padrão dos materiais
Figura de atrito padrão dos
materiais
Figura
Gráfico de correlação (a/c) dos solos argilosos com o coeficiente de atrito padrão dos
materiais
Gráfico de correlação (a/c) dos solos arenosos com o coeficiente de atrito padrão dos
materiais
Conclusão
A partir dos resultados pode-se perceber que a folha de lixa 120 e o concreto
por apresentarem um maior ângulo de atrito padrão teriam maior influência
em contato com o solo, já o alumínio polido, por apresentar um menor
ângulo de atrito padrão, realizaria uma menor influência. Foram realizadas
então comparações entre os parâmetros de resistência ao cisalhamento de
interface e o ângulo de atrito padrão das
superfícies dos materiais de construção.
Concluiu-se que conforme ocorre um aumento no ângulo de atrito padrão,
ocorre um aumento no atrito e adesão dos materiais com os solos
mostrando que a rugosidade dos materiais tem influência na resistência de
interface solo-material de construção. Portanto a metodologia proposta
pode oferecer vantagens significativas sobre o processo de estimativa
atualmente utilizado.
Referências
Potyondy,J.G., 1960, “Skin Friction Between various soils and construction
materials,” Geotechnique, Vol.11, No. 12, pp.339-352.
Brumund, W.F. e Leonards, G.A., 1973, “Experimental Study of Static and
Dynamic Friction Between Sand and Typical Construction Materials,”
Journal of Testing and Evaluation, Vol. 1,No. 2, pp.162-165.
Gráfico de correlação (δ/ф) dos solos com o coeficiente de atrito padrão dos materiais
Bowles, J.E. (1968) Foundation Analysis and Design. McGraw Hill, New
York, NY, USA, 659p.