O Centro Tecnológico de Geotecnia Aplicada (CTGA) conta com o Laboratório de Mecânica dos Solos – Ensaios Especiais, no qual estão presentes equipamentos modernos, sendo realizados ensaios especiais em rejeitos e solos. Através destes ensaios é possível determinar parâmetros de resistência ao cisalhamento, adensamento, entre outros, que são importantes nos estudos geotécnicos.
Ensaio de cisalhamento direto de pequeno e grande porte
A resistência ao cisalhamento de uma massa de solo é a resistência interna por área especifica que essa massa pode oferecer para resistira rupturas e a deslizamentos ao longo de qualquer plano em seu interior. É preciso compreender a natureza da resistência ao cisalhamento para que seja possível analisar os problemas de estabilidade do solo, tais como capacidade de cargas, estabilidade de taludes e pressão lateral em estruturas de contenção de terra (Das e Sobhan, 2014).
O ensaio de cisalhamento direto é o mais antigo procedimento para a determinação da resistência ao cisalhamento e se baseia diretamente no critério de Mohr-Coulomb. Aplica-se uma tensão normal num plano e verifica-se a tensão cisalhante que provoca a ruptura. Para o ensaio, um corpo de prova do solo é colocado parcialmente numa caixa de cisalhamento, ficando com sua metade superior dentro de um anel. Aplica-se inicialmente uma força vertical N. uma força tangencial T é aplicada no anel que contem a parte superior do corpo de prova, provocando seu deslocamento, ou um deslocamento é provocado, medindo-se a força suportada pelo solo. As forças N e T, divididas pela área da secção transversal do corpo de prova, indicam as tensões se t que nele estão ocorrendo. O deslocamento vertical durante o ensaio também é registrado, indicando se houve diminuição ou aumento de volume durante o cisalhamento
Os procedimentos realizados durante o ensaio seguem normas internacionais ASTM - Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions (ASTM D3080 / D3080M) visto que atualmente não existem procedimentos normativos nacionais.
No Laboratório de Caracterização dos Solos – Ensaios Especiais, encontram-se os equipamentos para este tipo de ensaio, sendo um manual da marca Wykeham Farrance e outro modelo convencional de bancada servo-controlado da marca Martins Campelo modelo CSC-12 kN. Além disso, está presente o equipamento para ensaio de cisalhamento direto de grande porte da marca Martins Campelo modelo CSG-GP 150 kN, no qual é possível ensaiar corpos de prova de solos diversos, nas dimensões de 20 cm x 20 cm (400 cm²) e 20 cm x 40 cm (800 cm²) e 15tf.
Ensaio triaxial
Através do ensaio de compressão triaxial é possível determinar os parâmetros da resistência ao cisalhamento, sendo muito utilizado em ensaios de pesquisa e convencionais.
Para a realização deste ensaio, envolve-se o corpo de prova em uma membrana de borracha e coloca-o dentro de uma câmara cilíndrica preenchida com água. Submete-se o corpo de prova a uma pressão de confinamento por compressão do fluido da câmara. Para causar uma ruptura de cisalhamento no corpo de prova, aplica-se uma tensão axial através da haste de carregamento vertical.
No CTGA encontra-se o equipamento da marca Martins Campelo servo- controlado para Ensaio Triaxial Axissimétrico Estático do tipo UU, UUsat, CIU, CIUsat, CD e CDsat, em corpos de prova de solos diversos, sem o uso de ar comprimido e células de interface ar/água.
Ensaio de adensamento (manual e automático)
O procedimento do ensaio de adensamento unidimensional foi sugerido, em princípio, por Terzaghi. Esse ensaio é realizado em um consolidômetro (também chamado de edômetro).
O corpo de prova de solo é colocado dentro de um anel de metal com duas pedras porosas: uma na parte superior do corpo de prova e a outra na parte inferior. Os corpos de prova geralmente têm 64 mm de diâmetro e 25 mm de espessura. A carga é aplicada no corpo de prova por meio de um braço de alavanca e a compressão é medida por um extensômetro micrométrico. O corpo de prova é mantido inundado durante o ensaio. Cada carga geralmente é mantida por 24 horas. Depois disso, a carga é duplicada, o que também dobra a pressão no corpo de prova, e a medição da compressão é mantida.
Desse ensaio, são interpretados parâmetros fundamentais para o cálculo de recalques de adensamento:
- Coeficiente de adensamento: Cv;
- Índice de compressão: Cc;
- Índice de expansão: Cs;
- Tensão de pré-adensamento: s’c .
A norma ABNT NBR-12007 (Solo – Ensaio de adensamento unidimensional) apresenta a metodologia para realizar este tipo de ensaio. Entretanto, esta norma se encontra cancelada.
No Laboratório de Mecânica dos Solos – Ensaios Especiais, encontram-se os equipamentos para este tipo de ensaio, sendo um manual da marca X e outro modelo automático de bancada da marca Martins Campelo modelo ASC-1001/1.
