Fernando da Silva Oliveira
Título
UM MODELO PARA O ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL DE SOLOS ARGILOSOS COM RESISTÊNCIA VISCOSA NÃO-LINEAR
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.
