Métodos de investigação do subsolo – Ensaio da Palheta ou Vane Test

O ensaio de palheta de campo foi originalmente utilizado na Suécia em 1919. Desde então, tem sido largamente empregado para a obtenção da resistência não drenada, Su, de solos moles/médios, a qual é utilizada, principalmente, em projetos de aterros sobre solos moles.

As grandes vantagens do ensaio da palheta são sua simplicidade, praticidade e economia na determinação do valor da resistência ao cisalhamento não drenada de argilas moles.

O ensaio da palheta apresenta como principal objetivo a determinação em campo da resistência ao cisalhamento não drenada. O ensaio consiste na cravação de uma palheta de seção cruciforme no solo, com a aplicação do torque necessário para cisalhar o solo por rotação, de forma a permitir a determinação da resistência não drenada do solo em campo (Su).

O aparelho é constituído de um torquímetro acoplado a um conjunto de hastes cilíndricas rígidas, tendo na sua outra extremidade uma palheta formada por duas lâminas retangulares, delgadas, dispostas perpendicularmente entre si (vide figura 1).

Figura 1: Palheta utilizada no ensaio. Fonte: www.insitu.com.br

Quando não se consegue cravar o conjunto palheta-hastes no solo devido à existência de camada superficial resistente é realizado um pré-furo e utilizado um tubo de revestimento. A inserção do tubo provoca o amolgamento do solo, por isso deve-se executar o ensaio a uma profundidade mínima de 5 vezes o diâmetro do tubo, abaixo de sua ponta.

A figura 2 apresenta um exemplo de um resultado típico do ensaio da palheta. Ele fornece dois valores de resistência não drenada, a indeformada e a amolgada.

Figura 2: Resultado típico do ensaio da palheta. Fonte: QUEIROZ (2013).

A figura 3 apresenta um exemplo de um ensaio em que não houve ruptura do solo, não sendo possível definir a resistência ao cisalhamento nesse ponto.

Figura 3: Resultado do ensaio da palheta sem ruptura do solo. Fonte: QUEIROZ (2013).

Os parâmetros geotécnicos que podem ser determinados em um ensaio da palheta são resistência ao cisalhamento não drenada, a sensibilidade, que é a relação entre a resistência não drenada e a resistência não drenada amolgada, e a razão de sobre adensamento ou OCR. Os itens a seguir apresentam um breve resumo de cada um e a forma de obtenção.

Resistência ao cisalhamento não drenada – Su
Para determinação da resistência não drenada pelo ensaio da palheta, utiliza-se a equação 1 apresentada na NBR 10905.

Equação 1: Resistência ao cisalhamento não drenada.

Em que: T – torque necessário para cisalhar o solo (kNm); D – diâmetro da palheta (m).

Nota: Esta equação é deduzida para palhetas retangulares para a relação de altura e diâmetro de altura igual ao dobro do diâmetro (ABNT, 1989).

O ensaio é comumente realizado em diversas profundidades de modo que se conheça a variação da resistência ao longo da profundidade. Um parâmetro importante que é determinado no do ensaio da palheta é o fator Nkt. Esse fator é importante, pois é através dele que se determina a resistência não drenada a partir dos ensaios CPTu. (clique aqui e veja post anterior sobre o método).

Sensibilidade – St
A sensibilidade da argila é determinada pela razão entre a resistência não drenada indeformada (Su) e resistência não drenada amolgada (Sur). A equação 2 apresenta essa razão.

Equação 2: Cálculo da sensibilidade da argila.

O quadro apresenta as faixas de valores da sensibilidade de argilas.

Razão de sobreadensmento – OCR
Para estimativa da razão de sobreadensamento (OCR), Mayne e Mitchell (1988), propuseram uma equação a partir de banco de dados de 96 diferentes argilas equação 3.

Equação 3: Cálculo da razão de sobreadensamento.

Em que: Ip – o índice plasticidade; Su – resistência não drenada; σ’v0 – tensão efetiva vertical.


Referências:
QUEIROZ, Camila Moreira. PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS DE UM DEPÓSITO DE ARGILA MOLE DA REGIÃO DE ITAGUAÍ-RJ, Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Minas Gerais, 2013.

Marques, Abel Galindo et al. Métodos de Investigação do Subsolo, EDUFAL, 2015.
ABNT NBR 10905:1989, Solo – Ensaios de palheta in situ – Método de ensaio, ABNT/CEE Comissão de Estudo Especial, ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.

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