Arthur Veiga Silvério Pinheiro

Título

REALIZAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE ENSAIOS DE UM PROTÓTIPO DO PIEZOCONE TORPEDO

Orientador(es)

Fernando Artur Brasil Danziger   

Graziella Maria Faquim Jannuzzi

                

Resumo

As três campanhas de ensaio de piezocone-torpedo, realizadas no Campo Experimental de argila mole de Sarapuí II, em 2009, 2013 e 2014, foram analisadas. Problemas e soluções relacionados ao sistema de aquisição de dados e à manutenção da saturação dos elementos porosos foram apresentados e discutidos. As velocidades de impacto dos ensaios realizados variaram entre 3,07 m/s e 9,40 m/s (150 a 470 vezes a velocidade do ensaio de piezocone convencional, de 20 mm/s), para alturas de queda de 0,38 m a 4,38 m. A velocidade do piezocone-torpedo ainda aumentou no interior do solo, antes de diminuir e finalmente parar, o que ocorreu em camadas de solo subjacentes ao material mole. A combinação dos resultados obtidos nos diversos transdutores, especialmente a aceleração, a resistência de ponta e as poro-pressões, permite a compreensão nítida do mecanismo de penetração do equipamento no solo. A determinação da poro-pressão de equilíbrio em ensaios de dissipação revelou-se procedimento valioso para a determinação da profundidade máxima alcançada pelo equipamento. A velocidade apresenta um efeito significativo nos valores de resistência de ponta e atrito lateral, quando estes valores são comparados com a velocidade tradicional de 20 mm/s. O efeito é mais pronunciado no caso do atrito lateral. Também as poro-pressões são afetadas pelo efeito de velocidade, mais no caso de u1 do que de u2. Uma metodologia para obter as forças de penetração do piezocone-torpedo, com base na geometria e nos resultados de resistência de ponta e atrito, foi desenvolvida. Os valores da resistência não drenada puderam ser obtidos de modo consistente através da medida da resistência de ponta, uma vez tenha sido feita uma calibração a partir de ensaios convencionais de piezocone.

Abstract

Three series of torpedo-piezocone tests, performed at the Sarapuí II soft clay test site in 2009, 2013 and 2014 have been analysed. Problems and solutions related to the data acquisition system and the maintenance of saturation of the filters, have been presented and discussed. Impact velocity were in the range 3,07 m/s - 9,40 m/s (150 to 470 times the rate of conventional piezocone tests, 20 mm/s), for fall heights between 0,38 m and 4,38 m. The velocity still increased inside the soil, before reducing and eventually stop in soil layers beneath the soft clay. The combination of the measurements from the various transducers, especially acceleration, cone resistance and pore pressure, allows a clear perception of the penetration mechanism into the soil. The determination of equilibrium pore pressure, from dissipation tests, was proven to be a valuable tool for the determination of the maximum depth reached by the penetrometer. Cone resistance and sleeve friction were very much affected by the velocity, with respect to the regular penetration rate of 20 mm/ from the conventional test. The rate effect is more pronounced in the case of the sleeve friction. Rate effect was also noticed in the pore pressures u1 and u2, more significantly in u2. A method to estimate the penetration forces on the penetrometer, during penetration, based on the penetrometer geometry, the cone resistance and the sleeve friction, was proposed. The undrained shear strength was properly estimated from the torpedo-piezocone, based on a calibration with regular piezocone tests.

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