DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA ESCOLA POLITÉCNICA TM E TECNOLOGIA

DC TM

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA

ESCOLA POLITÉCNICA

E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS LABORATÓRIO DE GEOTECNIA

U F B A

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ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO

1.Introdução O ensaio de cisalhamento direto foi desenvolvido basicamente para a determinação da resistência ao corte de um corpo de prova de solo, de forma prismática e seção quadrada ou circular e de pequena espessura. Este ensaio é geralmente drenado e é mais aplicado ao estudo da resistência ao cisalhamento de solos com estratificações ou xistosidades definidas, ou quando se quer avaliar a resistência entre contactos de diferentes materiais. 2.Objetivo Executar o ensaio de cisalhamento direto utilizando-se de uma caixa de seção quadrada para se obter, através da interpretação de uma envoltória linear, os valores de ângulo de atrito interno do solo e do intercepto coesivo. 3.Equipamentos - Caixa bipartida dotada de placas dentadas e perfuradas, pedras porosas de topo e base e quepe para transmissão de carga; - Molde do corpo de prova; - Prensa equipada com motor e sistema de transmissão de carga (pendural); - Extensômetros mecânicos ou transdutores elétricos de deslocamento; - Anel de carga ou célula de carga elétrica. 4.Preparação do Corpo de Prova O corpo de prova a ser ensaiado pode ser de solo compactado ou talhado de uma amostra indeformada. - Compactar o corpo de prova (c.p.) nas mesmas condições de densidade e umidade especificados, nas mesmas dimensões do molde, ou no próprio molde (c.p. compactado); - Recolher o material não utilizado ou sobrado da talhagem para a determinação da umidade; - Talhar o corpo de prova do “bloco indeformado” empurrando aos poucos o molde metálico para baixo até que a seção quadrada (ou circular) seja obtida. O corpo de prova deve preencher o volume do molde; - Pesar o corpo de prova juntamente com o molde metálico; - Transferir o corpo de prova do molde para a caixa de cisalhamento; - Recolher parte do material sobrado da talhagem para a determinação de umidade; 5.Procedimento do Ensaio - Instalar na prensa a caixa de cisalhamento contendo o corpo de prova entre as pedras porosas e placas dentadas, de tal maneira que o c.p. fique no meio, entre as partes inferior e superior da caixa; - Colocar o pendural para aplicação da tensão vertical e ajustar o extensômetro vertical para dar início a fase de adensamento do ensaio lento (drenado), por exemplo; - Aplicar o carregamento (através de pesos) previamente definido e iniciar as leituras de deformação do c.p.. Quando as deformações se estabilizarem é dado por concluído esta fase; - O início do cisalhamento se dará após os ajustes do extensômetro horizontal e do sensor (anel ou célula de carga) que irá medir a força cisalhante desenvolvida durante o ensaio. 1

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6.Cálculos - Deformação cisalhante específica: εhi = lhi/L ; lhi - leitura horizontal; L - lado do c.p. - Variação de volume do c.p.: ∆vi = lvi.A - Força cisalhante: Ti= K.lmi ; lmi - leitura do anel ; K - constante do anel - Tensão cisalhante: τi = Ti/A ; A - área do c.p. - Tensão normal aplicada: σ = N/A ; N - Carga normal

7.Resultados Traçar a curva de desenvolvimento do ensaio com os valores de τi e εi de onde normalmente é tirado o valor máximo da tensão cisalhante. Efetuar o gráfico de variação de volume ∆vi em função da deformação específica εi. Repetir o ensaio pelo menos em mais dois novos corpos de prova com tensões normais diferentes; ajustar uma reta pelos pontos τi x σ interpretando assim a envoltória de resistência dos ensaios executados, a partir da qual são determinados os valores do ângulo de atrito interno e o intercepto coesivo.

8.Relatório e Questões A partir dos dados da tabela abaixo, traçar as curvas tensão cisalhante x deformação horizontal e deformação vertical x deformação horizontal dos ensaios consolidados lentos, executados em três corpos de prova de um determinado solo, e determinar os valores do ângulo de atrito e do intercepto coesivo. ENSAIO

εh (%) 0,00 0,90 1,88 2,87 3,87 4,87 5,88 6,88 7,89 8,89 9,91 10,92 11,92 12,94 13,96 14,98 16,00 17,02

01 (σ σ= τ (kPa) 0,0 31,4 40,2 48,3 53,9 58,3 62,4 66,8 70,0 73,2 75,6 77,7 81,3 82,1 82,5 82,9 82,9 82,9

100 kPa)

εv (%) 0,00 0,35 0,75 1,14 1,49 1,80 2,11 2,32 2,54 2,76 2,89 2,98 3,11 3,16 3,25 3,29 3,33 3,38

ENSAIO 02 (σ σ= εh (%) τ (kPa) 0,00 0,0 0,79 58,3 1,73 78,5 2,68 95,8 3,65 108,6 4,64 118,3 5,62 126,7 6,62 133,2 7,62 138,8 8,62 143,6 9,62 147,3 10,63 150,5 11,64 152,5 12,66 154,1 13,67 155,3 14,69 155,3 15,71 155,3 16,75 152,5

200 kPa)

ENSAIO

εv (%)

εh (%)

0,00 0,27 0,72 1,08 1,49 1,80 2,07 2,34 2,52 2,66 2,80 2,93 3,02 3,07 3,11 3,16 3,20 3,25

0,00 0,68 1,59 2,54 3,50 4,47 5,45 6,42 7,41 8,40 9,39 10,37 12,40 13,42 14,43 15,45 17,08 17,48

03 (σ σ= τ (kPa) 0,0 86,9 113,9 133,2 148,1 160,9 171,4 182,3 191,9 199,6 206,4 216,5 218,5 220,5 222,1 223,3 223,7 223,7

300 kPa)

εv (%) 0,00 0,37 0,93 1,45 1,87 2,24 2,57 2,80 3,03 3,26 3,40 3,64 3,73 3,78 3,87 3,92 4,01 4,01 2