Análise de Consolidação
O programa permite a análise da consolidação quando esta é ativada na janela "Configurações". Camadas consolidadas formadas por solos impermeáveis, assentam com o passar do tempo. A consolidação afeta os valores da pressão nos poros. Os parâmetros do solo que influenciam a análise de consolidação são definidos na janela "Solos", os outros parâmetros de consolidação são definidos na janela "Análises" para cada etapa de construção.
O coeficiente de consolidação, dependente das propriedades do solo, é dado por:
onde: | Eoed | - | |
k | - | ||
γw | - | peso volúmico da água |
Quando a camada consolidada é composta por solos não homogêneos, o coeficiente cv é avaliado como a média dos coeficientes do solo.
A análise de consolidação também é influenciada por fatores de tempo, que dependem do fluxo de água. Este fluxo é igual à espessura da camada consolidada, caso o fluxo se verifique em apenas uma direção (ascendente ou descendente) ou para metade da camada, caso o fluxo se verifique em ambas as direções (ascendente e descendente). O fator de tempo real é dado pela seguinte fórmula:
onde: | cv | - | coeficiente de consolidação |
t | - | tempo real | |
H | - | fluxo de drenagem |
O fator de tempo da duração da construção é influenciado pela duração da ação do carregamento. Quando o carregamento total é introduzido no início da etapa, o tempo de construção é zero. Quando o carregamento aumenta linearmente durante a duração da etapa, o tempo de construção é igual ao tempo de duração da etapa. O fator de tempo da duração da construção é dado por:
onde: | cv | - | coeficiente de consolidação |
tc | - | tempo de construção | |
H | - | fluxo de drenagem |
O nível de consolidação é avaliado a partir das seguintes fórmulas:
para: |
|
|
para: |
|
|
onde: |
|
onde: | Tv | - | fator de tempo real |
Tc | - | fator de tempo de construção |
A consolidação pode ser acelerada através do recurso a drenos verticais.
O valor original da deformação na camada consolidada, numa dada etapa da construção, é multiplicado pelo nível de consolidação Uav correspondente, de modo a obter o valor da deformação:
onde: | εfin | - | valor final da deformação |
ε | - | valor original da deformação | |
Uav | - | nível de consolidação |
A análise de consolidação também influencia os valores da pressão nos poros em camadas consolidadas. Quando se introduz a ação do carregamento, os valores da pressão nos poros são os mais elevados. Com o passar do tempo, a tender para infinito, a pressão dos poros tende a decrescer até zero.
Pressão nos poros:
para: |
|
|
para: |
|
|
onde: |
|
onde: | Tv | - | fator de tempo real |
Tc | - | fator de tempo de construção | |
H | - | fluxo de drenagem | |
z | - | profundidade do ponto onde a pressão nos poros é avaliada | |
u0 | - | variação da tensão efetiva comparativamente à etapa anterior (carga) |
Bibliografia:
Braja M. Das. Advanced Soil Mechanics; Taylor & Francis: London, 2008.pp278 - 316Verruijt A. Soil Mechanics, Delft University of Technology, 2010, pp97-123.
http://geo.verruijt.net/software/SoilMechBook.pdf.