Nova metodologia para interpretação de ensaios de dissipação do piezocone

Abstract

Os ensaios de piezocone são frequentemente utilizados em obras de elevada complexidade e risco geotécnico para a determinação do coeficiente de adensamento de solos argilosos saturados. Contudo, obter o tempo de dissipação de 50% do excesso de poropressão, parâmetro fundamental para estimativa do coeficiente de adensamento, pode demandar demasiado tempo, tornando o ensaio menos atrativo para projetos de engenharia. Ainda, obter a poropressão de equilíbrio pode ser complicada em alguns casos, dificultando a determinação do coeficiente de adensamento através do ensaio de dissipação. Com o motivo de incentivar o uso do ensaio de dissipação para essa finalidade, o presente trabalho tem como objetivo propor uma nova metodologia para a determinação do tempo para dissipação de 50% do excesso de poropressão causado pela cravação do piezocone, fornecendo uma alternativa para a metodologia empregada atualmente, que seja independente da poropressão de equilíbrio e que necessite de menos tempo de ensaio. Para o desenvolvimento da metodologia foi realizada uma campanha de investigação geotécnica no campo experimental de Tubarão-SC. A campanha contou com 10 ensaios de dissipação atingindo valores superiores ou próximos a 70% de dissipação do excesso de poropressão, buscando equalização mais completa da curva de dissipação, a fim de comparar os resultados obtidos através da nova metodologia com os valores obtidos por métodos consagrados na prática de engenharia. Nessa dissertação foram utilizados dois equipamentos, um minipiezocone (MCPTu) de seção de área transversal de 5cm² com medidas de poropressão nas posições u1 e u2 e um piezocone convencional, com seção de área transversal de 10cm² e leitura de poropressão somente na posição u2. Para a validação da metodologia, buscou-se na literatura e junto à Geoforma Engenharia Ltda. (parceira da pesquisa) ensaios de dissipação que tenham atingido elevados graus de dissipação. Valores de coeficiente de adensamento horizontal obtidos pela solução consagrada de Houlsby e Teh (1991) e pela metodologia proposta nesse trabalho foram comparadas e a proposta de metodologia apresentada.

Piezocone tests are frequently employed in high complexity and geotechnical risk construction sites to obtain the coefficient of consolidation of saturated clayey soils. However, the time for 50% dissipation of the excess pore pressure, parameter required for the estimation of the coefficient of consolidation takes too long, rendering the piezocone dissipation test less attractive for engineering projects. Furthermore, in some cases it can be complicated to estimate the equilibrium pore pressure, making difficult to estimate the coefficient of consolidation from the dissipation test. With the goal of encouraging the use of dissipation test for this propose, the present dissertation propose a new methodology for the determination of the time required for 50% dissipation of the excess pore pressure, providing an alternative which is independent of the equilibrium pore pressure and that demands less time in the field. For the development of the methodology proposed by this work, a site investigation campaign was carried out at the Tubarão-SC (Brazil) experimental field. Dissipation tests were performed to degrees of dissipation higher or approximately of 70%, for a more complete equalization of the complete dissipation curve, with the aim of comparing results obtained by the methodology developed in this dissertation and the value obtained from well-established methods. Two equipaments were employed on this dissertation: a mini-piezocone (MCPTu), with a cross area of 5cm² with pore pressure measurement at two locations, u1 and u2 and a standard piezocone, with a cross area of 10cm² and pore pressure measurement at the u2 position. Furthermore, aiming the validation of the proposal methodology, data from dissipation tests available in the literature and provided by Geoforma Engenharia Ltda. (partner on this research) were also used. The coefficient of consolidation was estimated by the well-establish approach and by the methodology proposed on this dissertation, the values were confronted, and recommendations presented.