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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

-

módulo oedomeétrico da deformação

k

-

coeficiente de permeabilidade

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

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.

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