Ensaios triaxiais: métodos, resultados típicos e aplicações

15/04/2024

O ensaio triaxial é uma dos ensaios maios importantes para investigações em Engenharia aplicada a laboratórios geotécnicos. Utiliza-se os resultados do ensaio para elaborar modelos geológicos geotécnicos que se aplica a projetos específicos da engenharia geotécnica. Arthur Casagrande desenvolveu o equipamento e o ensaios (Após 1930) na Universidade de Harvard. Contudo, o equipamento melhorou inúmeras vezes desde então, aplicando-se sua aplicação e precisão de modo a obter a resistência ao cisalhamento do solo.

Com os ensaios triaxiais pode-se obter os parâmetros de resistência dos solos saturados e não saturados com a possibilidade de aplicação de tensões similares às que os solos são submetidos em campo.

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1 O que são os ensaios triaxiais?

2 Cuidados adicionais

3 Quais os parâmetros do solo pode-se obter em ensaios triaxiais?

4 Como definir os estados de tensões de interesse?

5 Quais as aplicações dos resultados de resistência?

6 Como o LTEC faz?

O que são os ensaios triaxiais?

Os ensaios usuais são dos tipos adensado e drenado CD, adensado e não drenado CU, e não adensado e não drenado UU, normatizados pela ASTM 4767 / D7181 e D2850 respectivamente. Como resultado, os ensaios nos fornecem os estados de tensão de todos os planos em um determinado ponto no interior do solo em diferentes condições de drenagem. em suma os principais ensaios são:

Consolidado Drenado (CD) – Este ensaios consistem em quatro etapas, Percolação (P), Saturação (S), Consolidação e/ou adensamento (A) e Cisalhamento (C). Após aplicar a tensão confinante, espera-se que a pressão neutra se dissipe (A) para dar início ao cisalhamento (C). Durante a execução do ensaio, faz-se lentamente a compressão axial, para permitir a drenagem e a dissipação da pressão neutra. Em suma, Este ensaio também é conhecido como ensaio Lento – S.
Consolidado Não drenado (CU) – Este ensaio consistem em quatro etapas, Percolação (P), Saturação (S), Consolidação e/ou adensamento (A) e Cisalhamento (C). Na fase de consolidação (C) aplica-se a tensão confinante, dissipa-se a pressão neutra e, durante a fase de cisalhamento, não há drenagem no CP. Em suma, Este ensaio também é conhecido como ensaio Rápido – R.
Não consolidado Não drenado (UU) – Este ensaio consistem em três etapas, Percolação (P), Saturação (S) e Cisalhamento (C). Durante a fase de cisalhamento, não há drenagem no CP. Este ensaio também é conhecido como ensaio Ultra Rápido – Q.

Cuidados adicionais

Contudo, pode-se aplicar outras tensões de interesse, principalmente com o objetivo de definição de envoltórias de resistência e para simulação de situações de projeto.

Pode-se minimizar as possibilidades de erros quando se realizam ensaios em equipamentos automáticos e autônomos. A verificação do parâmetro relacionado com a condição de saturação da amostra é muito eficaz, tornando esse ensaio o que garante melhor saturação do solo. Também é possível aplicação, controle e monitoramento individual de cada tensão em que a amostra do solo é submetida, ou seja, tensão confinante, poro pressão de água e tensão desviadora.

Quais os parâmetros do solo pode-se obter em ensaios triaxiais?

O ensaio Triaxial tem o principal objetivo de obtenção de parâmetros de resistência, normalmente definidos pela coesão (C) e ângulo de atrito interno (φ). Esses Parâmetros, juntamente com parâmetros de caracterização do solo (γn, γd, γs, e, n, LL, LP etc.) são indispensáveis nas análises de estabilidade de taludes e nas mais diversas situações (barragens, processos erosivos, escavações, aterros etc.). Além da possibilidade de controle das tensões, pode-se obter os parâmetros de resistência em duas condições de drenagem: drenado e não drenado. Em suma, pode-se ter condições de drenagem pouco exploradas o que geralmente é motivo de rompimento de barramentos em situações de esvaziamento rápido, por exemplo.

Como definir os estados de tensões de interesse?

Avalia-se o estado de tensões (que é conjunto de tensões em que a amostra é submetida natural ou artificialmente) a partir do objetivo dos resultados. No caso de avaliações de estabilidade de barragens ou de aterros de grande porte ou ainda em demais situações que envolvam solos compactados, é natural que esses solos sejam submetidos a grandes tensões, por esse motivo são compactados.

Por outro lado, em amostras indeformadas, geralmente para estudos de escavações de valas, estabilização de processos erosivos, fundações de barramentos ou de aterros em geral as amostras deformam com estado de tensões menores do que as compactadas. Por causa de, espera-se que esses solos sejam submetidos à tensões menores. O estado de tensões, ou seja, as tensões de interesse do ensaio devem seguir esse mesmo conceito, observando-se que em qualquer um dos casos deve-se construir uma envoltória de resistência com tensões menores e maiores do que as que o solos serão submetidos.

Quais as aplicações dos resultados de resistência?

Praticamente qualquer obra de terra necessita dos parâmetros de resistência do solo para estudo se a compactação ou até mesmo o solo natural consegue resistir às solicitações, sejam em fundações, e estabilidade de taludes, contenções e em estudos de deformações etc.

Em grandes obras tais como barragens de terra com alturas acima de 25m, aterros de grande dimensões e alguns tipos de escavações utilizamos parâmetros de resistência para estudos e dimensionamentos. No Entanto, diversas outras situações deveriam também utilizar os parâmetros de resistência tais como: barragens de qualquer porte, fundações em placas, muros de arrimo, escavações de qualquer natureza mesmo que temporárias.

Apesar de ser um ensaio antigo, seu uso ainda não é realizado em todas as situações necessárias, necessitando de melhor conhecimento dos profissionais para evitar que projetos de obras de terra sejam elaborados sem os dados de resistência obtidos por meio dos ensaios triaxiais.