DILATÔMETRO DE MARCHETTI – DMT
O teste consiste na cravação de ponteira metálica, com interrupções desta cravação a cada 20 cm. Nestas interrupções, é introduzido gás nitrogênio que epande a mem!rana metálica me tálica da ponteira contra o terreno. "essa epansão, registram#se em man$metro de precisão duas leituras% a primeira quando a dilatação da mem!rana &vence' o es(orço de compressão do terreno, e a segunda quando esta de(orma o solo de ),)mm. *or ser um teste realizado &in#situ', permite o!tenção de valores em diversos pontos do terreno e em variadas vari adas pro(undidades. +tilizado mundialmente desde )-, o ensaio "/ 1"ilatometric /arcetti est3 est3 é considerada uma das mais precisas (erramentas de ensaios ensaios &in situ' para previsão de recalques e estimativa do m4dulo de elasticidade 153 das camadas prospectadas. 6om eecução rápida e simples, pode ser utilizado em praticamente todos os tipos de solo.
Equipamentos do dilatômetro 7 l8mina, cu9os detales são mostrados na :gura consiste de uma placa de aço inoidável, tendo uma mem!rana metálica me tálica circular :na epans;vel de <0 mm de di8metro montada em uma das (aces.
O (uncionamento geral de ensaio pode ser visto na :gura a!aio . O (ornecimento de corrente elétrica e de pressão de gás são providas pela unidade de controle através do ca!o eletro#pneumático, o qual é ligado = l8mina. >nternamente, um :o atravessa a l8mina até atrás da mem!rana. Onde eiste uma área re!aiada para acomodação do disco sensor e da mem!rana. O disco sensor, é um dispositivo elétrico sens;vel de três posições, que assenta#se no centro dessa área. 5ste disco é dotado de pinos acionantes padronizados de maneira que ativem o sinal sonoro ao serem deslocados pela mem!rana.
7s principais aplicações desse ensaio, estão relacionadas ao seguintes pro!lemas geotécnicos%
>denti:cação estratigrá:ca do su!solo? *eso vol@mico? 7valiação do coe:ciente de compressi!ilidade 16v3 e de permea!ilidade 1A3 de solos argilosos nos par8metros de Buo? Nos par8metros estáticos avalia#se o coe:ciente de impulso em repouso 1A03 e coe:ciente pré # consolidação 1O6C3? 7valiação da resistência de argilas saturadas, solicitadas em condições não drenadas 1rápidas3? 7valiação dos par8metros de resistência% coesão aparente 16u3 e 8ngulo de atrito da resistência drenada? 7valiação do m4dulo de de(orma!ilidade edométrica 1de consolidação3 dos solos% / e 5 1m4dulo de de(ormação linear3 e D0 ? 6ontrolo tecnol4gico da compactação de aterros? 7nálise da capacidade de carga de (undação? *revisão de assentamento da (undação de edi(;cio, aterro, tanque, piso etc? "eteção de super(;cies de deslizamento em taludes instáveis?
Vantagens e desantagens do DMT
6omo 9á sa!emos os ensaios de campo apresentam certas vantagens em relação aos ensaios de la!orat4rio. No "/, devido a sua inteligente concepção podemos destacar vantagens eclusivas deste ensaio, podendo citar 1Ecertmann,)FF3%
rapidez de eecução? (ácil operação equipamento portátil e simples, sem so:sticação eletr$nica? pequena de(ormação da mem!rana, na (aia elástica do solo? !oa con:a!ilidade dos resultados? resultados altamente reproduz;veis? tratamento de dados do ensaio rápido, por computador 1so(tGare "/5la!3? alto potencial de per(uração independente? resultados aplicáveis a casos comuns de engenaria? per:l cont;nuo do solo com leitura a cada 20cm pode ser correlacionar com outros ensaios espec;:cos reduzindo o custo das investigações? mais econ$mico que ensaios mais so:sticados?
Eegundo Ecmertmann 1)FF3 o "ilat$metro de /arcetti (ornece in(ormações con:áveis, independentemente de outros ensaios, e pode ser usado com (erramenta de investigação primária. *orém indicou para um conecimento preliminar da área a utilização de sondagens preliminares a trado, E* e 6*. 5ste procedimento reduziria potenciais danos e um conecimento mais detalado da área. 6itou, ainda, a necessidade de estar atento = aplicação do "/ cu9os resultados possam gerar d@vida, quando não se possui in(ormações de outras áreas, devem#se considerar as seguintes limitações%
o tipo de solo determinado com o uso do "/ pode ser duvidoso, por eemplo, uma argila arenosa pode ser interpretada como silte. 5ste (ato érelatado por /arcetti em 200), onde >" 1tipo de solo3 é um par8metro que reBete o comportamento mec8nico do solo? não são o!tidas amostras de solo? solos sens;veis, alterados pela penetração da l8mina 1areias cimentadas3, apresentam resultados muito conservadores? a penetração din8mica a(eta os resultados? a poro#pressão da água no interior do solo é assumida como sendo a pressão idrostática, o que nem sempre é verdade? as estimativas razoáveis de tensão vertical são importantes, recomendando#se o!ter medidas separadas do peso espec;:co para melores resultados? se a l8mina não mantiver a verticalidade durante a penetração, os resultados serão a(etados? possi!ilidade de dano a mem!rana em casos de solos com pedregulos, matacões etc? em solos com camadas super:ciais espessas e muitos moles, o ensaio pode apresentar pro!lemas de ancoragens 1*aula, )F3.
Apli!a"#o pr$ti!a do DMT "entre as principais aplicações práticas que envolvem o "/ podemos citar% a3 /onitoramento de serviço de compactação? !3 7valiação e previsão de recalques em (undações super:ciais? c3 5stimativa de capacidade de carga em estacas em (undações pro(undas? d3 7nálise de carregamento lateral em estacas de (undações pro(undas? e3 5studos de 6urvas p#H 1curvas que relacionam a reação orizontal do solo 1p3 com a correspondente deBeão orizontal 1H3 ao longo do comprimento da estaca3? (3 "etecção de super(;cies de deslizamento em taludes e encostas? g3 5studos de lique(ação em areias? 3 7valiação do coe:ciente de empuo orizontal.
%ro!edimentos para e&e!u"#o do ensaio 5m )F<, a 7E/ padronizou a realização do ensaio "/ este (ato contri!uiu para coerência na eecução do ensaio "/ em todo mundo aumentando sua reproduti!ilidade. *ara a eecução do ensaio "/ devemos primeiramente montar o con9unto l8mina#ca!os#unidade de controle. O ca!o eletro#pneumático deve ser passado através das astes metálicas e conectado a l8mina. "eve#se estar atento a correta posição que o :o de nHlon deve :car durante a ligação do ca!o eletro#pneumático = l8mina. >sso implica no (ecamento do circuito elétrico, essencial para o sucesso do ensaio. 7p4s o ca!o passado pelas astes ele deve ser conectado a unidade de controle. Neste momento 9á é poss;vel testar o (uncionamento do ensaio, ligando#se o :o terra e pressionando levemente com os dedos a mem!rana. "eve ser ouvido o sinal de áudio. *osteriormente, deve#se conectar o cilindro de gás = unidade de controle através de mangueira de ar com o conector adequado ao ensaio "/. O regulador de pressão do cilindro 9á deve ser previamente instalado. 7 continuidade do circuito deve ser veri:cada. 7 l8mina é conectada = primeira aste de cravação e o ensaio 9á está pronto para ser eecutado. 7 cali!ração da mem!rana pode ser (eita em algum momento antes do ensaio e será tratada a seguir. O ensaio tem !asicamente I passos. O primeiro passo consiste na inserção vertical da l8mina no solo, até a pro(undidade onde será (eito a primeira leitura de pressões. "epois de :nalizada a penetração, o pr4imo passo é
a!rir gradualmente a válvula de controle de Buo 1designada no equipamento por JKOL3. "urante esse tempo, ouve#se um sinal de áudio vindo da unidade de controle. O sinal é interrompido quando a mem!rana é levantada de seu assento e 9ustamente inicia seu movimento orizontal, ou se9a, empurrando o solo. Neste momento toma#se a primeira leitura *ressão 7 1que ap4s correção (ornece a medida *o3. 5sta leitura 7 deve ser o!tida de ) a M0 segundos depois do in;cio do ensaio. O terceiro passo continua com a epansão da mem!rana, pois a válvula de controle de pressão continua a!erta in9etando gás no sistema. "urante a epansão, o sinal de áudio permanece desligado e somente retorna quando a l8mina atingir o deslocamento orizontal de ),)mm, que sinaliza o operador para a leitura da *ressão 1 ap4s correção (ornece a medida p)3. 7 leitura deve ser (eita de ) a M0 segundos ap4s a leitura 7. 7p4s, usam#se as válvulas de ventilação e de relaamento de Buo para produzir um relaamento de pressão até que a mem!rana retorne a sua posição inicial assentada. Opcionalmente pode#se (azer a leitura 6, ventilando#se a pressão ap4s a leitura rapidamente, até que o sinal da pressão se9a interrompido e, em seguida despressurizando lentamente até que o sinal se9a reativado. Neste momento, registra#se a pressão 6 1ap4s correção (ornece a medida p23. 7lguns pesquisadores 1e.g. /aHne, 200<3 relacionam a leitura 6 com o ecesso de pressão neutra do solo. 7credita#se que no momento em que a mem!rana inicia o retorno a sua posição inicial, pela relaação da pressão do sistema, a água no interior dos grãos imprima na mem!rana uma pressão similar a poro pressão. >sso completa a sequência do teste, e a l8mina é avançada com uma velocidade de 2 a I cms até a pr4ima pro(undidade.
%ro!edimentos para pro!essamento dos dados 'ndi!e de material( ID) 5ste ;ndice está intimamente relacionado com o tipo de solo restringe a (aia de aplicação de correlações emp;ricas. 6ertamente é controlado pelo tamano dos grãos e pela rigidez do material. 5m geral, o ;ndice >" proporciona um per:l representativo do solo e, em solos &normais' 1areia e argila3 uma descrição razoável do solo. "eve#se ter em mente que o >" não é resultado de uma analise granulométrica, e sim um par8metro que reBete um comportamento mec8nico, possivelmente algum tipo de ;ndice de rigidez. 1/arcetti et al., 200)3
P0−¿ μ
Ip =
P1− P ¿
0
0
Índice de tensão horizontal, KD O índice KD pode ser considerado com um Ko amplificado ou modificado pela penetração. O perfil de KD é similar, na forma, ao perfil de OCR; portanto, KD é geralmente útil para entender um depósito, fornecendo lu so!re possí"eis efeitos no solo não relacionados a mudanças nas press#es geost$ticas, e a sua %istória de tens#es.
M*dulo dilatom+tri!o( ED O par8metro 5" é um m4dulo de de(orma!ilidade o!tido a partir da di(erença entre p) e p0. 5m!ora não rigorosamente correto, por causa das dimensões :nitas da l8mina, para :ns de análises, o movimento da part;cula de solo é assumido ser restringido no plano da l8mina no entorno da mem!rana. 7ssume#se que o solo ao redor do "ilat$metro é (ormado por dois semi#espaços elásticos. 6onsiderando a teoria da elasticidade 1Dravesen, )<03 e tendo a l8mina como plano de simetria, a epansão da mem!rana pode ser modelada como o carregamento Be;vel de uma área circular, con(orme a solução matemática que segue%
'ndi!e de poro,press#o da $gua( -D
Kutenegger 1)FF3 e Ecmertmann 1)FF3 propuseram respectivamente, os seguintes ;ndices de poro#pressões da água o!tida via "/, +", con(orme segue%
O valor de +" pode se mostrar @til em argilas e siltes saturados, nos quais os valores elevados indicam uma estrutura sens;vel e contrativa, tipicamente associada a argilas genu;nas ou puras, normalmente adensadas e, ou, muito sens;veis. Os valores !aios de +" podem indicar estrutura menos sens;vel, como a de uma argila pré#adensada. P poss;vel, inclusive, encontrar valores negativos de +", o que pode indicar uma estrutura dilatante, resultante de !oa compactação ou de elevado pré#adensamento.
