UM MODELO PARA O ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL DE SOLOS ARGILOSOS COM RESISTÊNCIA VISCOSA NÃO-LINEAR
Documento
Informações da Tese
Título
UM MODELO PARA O ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL DE SOLOS ARGILOSOS COM RESISTÊNCIA VISCOSA NÃO-LINEAR
Autor
Fernando da Silva Oliveira
Resumo
O presente trabalho propõe um modelo para o adensamento unidimensional de solos argilosos saturados, normalmente adensados ou levemente sobreadensados por envelhecimento, considerando a resistência viscosa, baseado no mecanismo de adensamento idealizado por Terzaghi (1941). A tensão vertical efetiva é dividida em duas parcelas: uma correspondente aos contatos “sólidos” e outra relativa aos contatos “viscosos”, sendo as variações do índice de vazios causadas apenas por variações da parcela sólido-sólido. Com base em evidências experimentais, adotou-se uma lei de viscosidade não-linear, descrita por uma função hiperbólica, além de sua dependência em relação ao índice de vazios. O sistema de equações diferenciais resultante foi resolvido através do Método das Diferenças Finitas. Os principais “efeitos secundários do tempo” – desvios experimentais da teoria clássica de Terzaghi (1925) – puderam ser reproduzidos usando o modelo, assim como resultados experimentais que suportam outras categorias de modelos de adensamento, como os de isovelocidade de deformação e os baseados na razão Ca/Cc. Um bom ajuste foi obtido para os resultados de ensaios de laboratório de longa duração em argilas de diferentes partes do mundo. Uma boa previsão também foi alcançada para a evolução dos recalques do aterro experimental sobre solos moles de Lilla Mellosa, monitorados desde 1947 na Suécia.
Abstract
A model for the one-dimensional consolidation of saturated clayey soils, normally consolidated or slightly overconsolidated by aging, considering a viscous resistance, is proposed, based on the consolidation mechanism idealized by Terzaghi (1941). The effective vertical stress is divided into two parts: one corresponding to the “solid” contacts, and other relating to the “viscous” contacts, the void ratio changes being caused by variations solely in the solid portion. Based on experimental evidence, a non-linear viscosity law was adopted, described by a hyperbolic function, in addition to its dependence on the void ratio. The resulting differential equation system is solved through the Finite Difference Method. The main “secondary effects of time” – experimental deviations from the classical Terzaghi theory (1925) – were able to be reproduced using the model, as well as experimental results that support other categories of consolidation models, such as the isotache- and Ca/Cc -based models. A good fit was obtained for the results of long-term laboratory tests in clays from different parts of the world that reached the end of secondary consolidation. A good prediction was also reached for the evolution of settlements from the experimental embankment on the soft soils of Lilla Mellosa, monitored since 1947 in Sweden.
Ano
2023
Orientadores
Ian Schumann Marques Martins | Leonardo José do Nascimento Guimarães
