6. Vilkår om aktivitet for sosialhjelp i 2015:
6.3 Hva sier forskningen om effekter av ulike tiltak?
Por forma a poder-se explorar ainda mais ou outras técnicas e procedimentos que podem ser realizados nos ensaios de consolidação, são sugeridos os seguintes estudos futuros:
a) Alterar o sistema de carregamento de pneumático para hidráulico, permitindo um processo de saturação mais simples pela utilização de contrapressões elevadas (superiores a 1000 kPa);
b) Definição dos procedimentos de ensaios não convencionais na célula de Rowe, nomeadamente dos ensaios de carregamento progressivo;
c) Reanalisar a diferença entre assentamento nos ensaios edométrico e da célula de Rowe; d) Analisar influência do índice de vazios inicial e propor metodologia para controlo do
índice de vazios inicial;
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Determinação das curvas índice de vazios em função do logaritmo da tensão efetiva vertical (e – log 𝜎v′)
Para se proceder à construção das curvas e - log 𝜎v′, determinou-se o índice de vazios referente
ao final da consolidação primária, pelo método de Casagrande e pelo método de Taylor, no caso dos patamares em que existiu consolidação, e o índice de vazios no final de 24 horas de ensaio, no caso, de curvas em que se obteve expansibilidade.
Para a determinação do índice de vazios final recorreu-se à expressão 37.
ef= (s
*×(1+e
i)
hi ) +ei (37)
Onde:
𝑠∗: assentamento no final da consolidação primária (𝑠100) ou expansão no final de 24 horas de ensaio (𝑠24h);
ℎi: altura inicial do provete antes da realização do patamar de carga considerado;
𝑒𝑖: índice de vazios inicial do provete antes da realização do patamar de carga considerado.
Para a determinação do valor do assentamento no final da consolidação primária recorreu-se à construção de Casagrande e de Taylor, de acordo com a norma ASTM (2011a). Nas Figuras 40 e 41 encontram-se exemplificadas as construções de ambos os métodos para o segundo patamar (i.e., 238,68 kPa) do ensaio E1, tal como apresentado no ponto 2.4.1, da Revisão Bibliográfica.
Figura 63 – Construção Casagrande para a curva s - log t, do segundo patamar de carga do ensaio E1 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 s (mm) log t (min) a A B a C D 𝑠𝐶 𝑠100 E tA tB t100
Figura 64 – Construção de Taylor para a curva s - √𝑡, do segundo patamar de carga do ensaio E1
Na Tabela 14, encontram-se os valores do índice de vazios no final do primeiro patamar de carga (i.e, 29,60 kPa) para os ensaios E1, E2 E3 e E4.
Tabela 14 – Índice de vazios no final do primeiro patamar de carga dos ensaios E1, E2, E3 e E4
Ensaio Patamar de carga
(kPa) e0 h0 s24h ef E1 29,600 0,450 19,600 -0,464 0,484 E2 0,443 19,600 -0,631 0,489 E3 0,449 19,600 -0,653 0,497 E4 0,440 19,600 -0,571 0,482
Os resultados do índice de vazios para os restantes patamares de carga, dos 4 ensaios, pelo método de Casagrande e pelo método de Taylor, encontram-se na Tabela 15 e 16, respetivamente. 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 s (mm) √𝑡 (min) A B C 𝑠 90 𝑠0 𝑡90 D 𝑡100 𝑠100
Tabela 15 – Índice de vazios no final da consolidação primária para os restantes patamares dos ensaios E1, E2, E3 e E4 para o método de Casagrande
Ensaio Patamar de carga
(kPa) ei hi s100 ef E1 238,680 0,484 20,064 0,351 0,458 E2 0,489 20,231 0,325 0,466 E3 59,200 0,497 20,253 0,051 0,494 E4 0,482 20,171 0,054 0,478 E3 118,330 0,494 20,202 0,156 0,482 E4 0,478 20,117 0,148 0,467 E3 238,680 0,482 20,046 0,235 0,465 E4 0,467 19,969 0,211 0,452
Tabela 16 – Índice de vazios no final da consolidação primária para os restantes patamares dos ensaios E1, E2, E3 e E4 para o método de Taylor
Ensaio Patamar de carga
(kPa) ei hi s100 ef E1 238,680 0,484 20,064 0,272 0,464 E2 0,489 20,231 0,299 0,467 E3 59,200 0,497 20,253 0,0268 0,495 E4 0,482 20,171 0,0239 0,480 E3 118,330 0,495 20,226 0,0924 0,488 E4 0,480 20,147 0,0847 0,474 E3 238,680 0,488 20,134 0,153 0,477 E4 0,474 20,062 0,142 0,464
Seguidamente são apresentadas as Tabelas 17 e 18, que permitiram a construção das curvas e – log 𝜎v′ da Figura 39.
Tabela 17 – Dados para a construção da curva e – log 𝜎v′ pelo método de Casagrande
Patamar de carga (kPa) E1 E2 E3 E4
29,6 0,484 0,489 0,497 0,482
59,2 - - 0,494 0,478
118,33 - - 0,482 0,467
Tabela 18 – Dados para a construção da curva e – log 𝜎v′ pelo método de Taylor
Patamar de carga (kPa) E1 E2 E3 E4
29,6 0,484 0,489 0,497 0,482
59,2 - - 0,495 0,480
118,33 - - 0,488 0,474
Determinação do coeficiente de consolidação vertical (cv) e da permeabilidade (k)
Para a determinação do coeficiente de consolidação vertical através do método de Casagrande e de Taylor recorreu-se às expressões 23 e 24, respetivamente. Nas tabelas 19 e 20 encontram- se resumidos os valores de cv obtidos para ambos os métodos, para o patamar de carga
considerado.
Tabela 19 – Coeficiente de consolidação vertical corresponde ao segundo patamar de carga (i.e., 238,68 kPa), dos ensaios E1, E2, E5 e E6, pelo método de Casagrande
Ensaio t50 (s) Tv H (mm) cv (mm2/s) E1 94,080 0,196 10,032 0,210 E2 101,100 10,116 0,198 E5 44,160 10,235 0,465 E6 51,300 10,195 0,397
Tabela 20 – Coeficiente de consolidação vertical corresponde ao segundo patamar de carga (i.e., 238,68 kPa), dos ensaios E1, E2, E5 e E6, pelo método de Taylor
Ensaio t90 (s) Tv H (mm) cv (mm2/s) E1 184,80 0,848 10,032 0,462 E2 190,740 10,116 0,455 E5 118,560 10,235 0,749 E6 117,360 10,195 0,751
Para a determinação da permeabilidade (k) do solo, para este patamar de carga, recorreu-se à expressão 30. Como tal, foi necessário calcular o coeficiente de compressibilidade volumétrico (mv), através da expressão 26, e por sua vez o coeficiente de compressibilidade (av), através da
expressão 25.
Para se obter o parâmetro av começou-se por se representar a curva e – 𝜎v′, de cada ensaio,
recorrendo aos valores de índice de vazios, no inicio e final desse patamar, calculados pelo método de Casagrande e de Taylor. De cada curva obtida retirou-se o seu declive, sendo este o valor do parâmetro av (Figura 65 e 66).
E1 av (1/MPa) =0,1242 E2 av (1/MPa) =0,1144 E5 av (1/MPa) =0,1981 E6 av (1/MPa) =0,2203
Figura 65 – Construção das curvas e – 𝜎v′dos ensaios E1, E2, E5 e E6 para a obtenção do
coeficiente de compressibilidade volumétrico (Método de Casagrande)
E1 av (1/MPa) =0,0962 E2 av (1/MPa) =0,1053 E5 av (1/MPa) =0,1383 E6 av (1/MPa) =0,1463
Figura 66 – Construção das curvas e – 𝜎v′dos ensaios E1, E2, E5 e E6 para a obtenção do coeficiente de compressibilidade volumétrico (Método de Taylor)
Posto isto, na Tabela 21 e 22 encontram-se sintetizados os resultados em termos de cv, mv e k obtidos, para cada método.
0,43 0,45 0,47 0,49 0,51 0,53 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 e σ'v (MPa) E1 E2 E5 E6 0,43 0,45 0,47 0,49 0,51 0,53 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 e σ'v (MPa) E1 E2 E5 E6
Tabela 21 – Permeabilidade para o patamar de carga considerado (i.e., 238,68 kPa), dos ensaios E1, E2, E5 e E6, pelo método de Casagrande
Ensaio cv (mm2/s) av (1/MPa) mv (1/MPa) ϒw (kN/m3) k ×10-8 (cm/s)
E1 0,210 0,1242 0,0837 9,810 1,721
E2 0,198 0,1144 0,0768 9,810 1,495
E5 0,465 0,1981 0,1304 9,810 5,946
E6 0,397 0,2203 0,1480 9,810 5,765
Tabela 22 – Permeabilidade para o patamar de carga considerado (i.e., 238,68 kPa), dos ensaios E1, E2, E5 e E6, pelo método de Taylor
Ensaio cv (mm2/s) av (1/MPa) mv (1/MPa) ϒw (kN/m3) k ×10-8 (cm/s)
E1 0,150 0,0962 0,0648 9,810 0,953
E2 0,1431 0,1053 0,0707 9,810 0,992
E5 0,364 0,1383 0,0910 9,810 3,385