Sobre o Cisalhamento dos solos, assinale a alternativa inco...

A investigação do solo, por meio de ensaios, é de fundamental importância para conhecer seu comportamento e fundamentar projetos envolvendo-o.

Nesse contexto, o esforço cortante, também chamado de esforço cisalhante ou cisalhamento, trata-se de um esforço com a tendência de cortar a seção transversal. Visto isso, tem-se que a resistência ao cisalhamento de uma amostra de solo é a máxima tensão de cisalhamento que ele pode suportar sem romper.

Visto isso, o ensaio de cisalhamento direto trata-se do ensaio realizado com o objetivo de determinar a resistência ao cisalhamento do solo. O ensaio é feito submetendo uma amostra de solo a uma tensão normal constante e, na sequência, aplicando uma tensão cisalhante crescente, em um dado plano de inclinação, até que o solo rompa por cisalhamento. Como resultados, o ensaio fornece uma correlação entre a tensão cisalhante a tensão normal, a coesão do solo (força de atração entre os átomos e moléculas que resiste que o solo rompa) e o ângulo de atrito (ângulo máximo que a força transmitida ao solo pode fazer com a força normal à superfície de contato, sem que haja o cisalhamento do solo no plano de ruptura).

Assim, tem-se que a resistência ao cisalhamento dos solos depende da coesão e do ângulo de atrito. Ela é calculada pela seguinte equação:

Em que τ é a resistência ao cisalhamento do solo; c a coesão; σ a tensão normal vertical; e φ o ângulo de atrito do solo.

Além do ensaio de cisalhamento direto, o ensaio de compressão triaxial é utilizado para determinação dos parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo. Sua aplicação é muito útil na construção civil e na geotecnia, pois permite simular as cargas a que o solo está submetido. Os resultados do ensaio são utilizados no cálculo de barragens, taludes e outras estruturas construídas com solo. Nesse ensaio, um corpo de prova cilíndrico, confeccionado com uma amostra de solo, é colocado dentro de uma membrana de látex e posicionado em uma câmara cilíndrica preenchida por água ou glicerina. Aplica-se ao corpo de prova uma pressão de confinamento hidrostática e uma força axial, visando provocar a ruptura por cisalhamento.

Existem três tipos principais de ensaio triaxial, realizados na prensa estática:

- Ensaio triaxial adensado e drenado (CD - Consolidated drained): a drenagem do corpo de prova é permitida para dissipar a pressão neutra e a compressão axial é realizada lentamente. Os resultados são obtidos em termos de tensão efetiva;

- Ensaio triaxial adensado não drenado (CU – Consolidated undraine): é o tipo mais comum de ensaio. Permite a drenagem do corpo de prova até a dissipação da pressão neutra gerada pela tensão confinante (primeira etapa), mas não permite o adensamento na fase de compressão axial. Os resultados são obtidos em termos de tensões totais e efetivas;

- Ensaio triaxial não adensado não drenado (UU – Unconsolidated undrained): a compressão axial é iniciada logo após a aplicação da pressão confinante. O adensamento do corpo de prova não é permitido em nenhuma fase do ensaio e os resultados são obtidos em termos de tensão totais. É indicado para solos de baixa permeabilidade e não consolidados.

Cada tipo de ensaio tem finalidades específicas e deve ser aplicado para estudar o comportamento do solo em condições similares às encontradas no campo. Os solos drenados, quando submetidos a um carregamento, dissipam a pressão neutra pelo movimento da água nos poros. Por isso, no caso das areias, que são muito permeáveis e geralmente se encontram drenadas, indica-se o ensaio do tipo CD.

No caso das argilas, que são materiais coesivos e de baixa permeabilidade, é comum que estejam saturadas “in situ", fazendo com que o excesso de pressão gerado por carregamentos não seja dissipado de forma imediata. Assim, o ensaio CD para argilas é apropriado para análises de longo prazo em estruturas como fundações, aterros e barragens, visando a obtenção das tensões efetivas após a dissipação das pressões geradas pelo carregamento. Por outro lado, os ensaios dos tipos CU e UU são indicados para obras de curta duração com drenagem impedida, como é o caso de escavações e aterros de barragens homogêneas.

Visto isso, dentre as alternativas, está errada a letra D, pelos seguintes motivos:

- A máxima tensão não ocorre na ruptura, mas sim no ponto em que a amostra atinge sua máxima resistência ao cisalhamento, que pode ser antes ou depois da ruptura, dependendo das características do solo e das condições do ensaio;

- Em solos finos, tais como argilas, é importante e difícil controlar a drenagem durante o ensaio para evitar excesso de poropressão (tensão neutra) e, consequentemente, alterações nas características do solo.

Gabarito do professor: letra D.