Adensamento do solo
O adensamento primário é um fenômeno estudado na Mecânica dos Solos definido como o processo mecânico gradual de redução de volume de um solo saturado e de baixa permeabilidade. Essa redução volumétrica é provocada pela expulsão da água presente nos vazios do solo sob a aplicação de um carregamento externo contínuo e acréscimo de tensões.
Para compreender o adensamento, é fundamental analisar como as cargas estruturais são suportadas pelo subsolo. A teoria da consolidação de Karl von Terzaghi baseia-se no princípio das tensões efetivas, que divide a tensão total aplicada em duas componentes: A relação matemática que define o princípio de Terzaghi é expressa por: σ ′ = σ − u {\displaystyle \sigma '=\sigma -u} Durante o processo de adensamento, a tensão total ( σ {\displaystyle \sigma } ) permanece constante, enquanto a poro-pressão ( u {\displaystyle u} ) se dissipa lentamente devido à drenagem da água. Consequentemente, a tensão efetiva ( σ ′ {\displaystyle \sigma '} ) aumenta gradativamente até que toda a carga seja suportada pelo esqueleto mineral.
Para fins didáticos, Terzaghi propôs uma analogia termodinâmica-mecânica conhecida como o modelo da mola e cilindro com água, que ilustra a transferência de tensões no adensamento:
A estimativa da magnitude da deformação vertical (recalque) requer a obtenção de parâmetros de compressibilidade por meio de ensaios laboratoriais, como o ensaio de adensamento oedométrico. Para um solo normalmente adensado (cuja tensão atual é a maior que o solo já experimentou em sua história geológica), o recalque primário ( S c {\displaystyle S_{c}} ) de uma camada de espessura H {\displaystyle H} é calculado pela fórmula: S c = C c ⋅ H 1 + e 0 log ( σ v 0 ′ + Δ σ ′ σ v 0 ′ ) {\displaystyle S_{c}={\frac {C_{c}\cdot H}{1+e_{0}}}\log \left({\frac {\sigma '_{v0}+\Delta \sigma '}{\sigma '_{v0}}}\right)}
A velocidade com que o recalque ocorre é descrita pela Teoria do Adensamento Unidimensional de Terzaghi. A porcentagem de recalque ocorrida em um dado instante é expressa pelo grau de adensamento ( U {\displaystyle U} ). O tempo necessário para que um determinado grau de adensamento ocorra é calculado através do Fator Tempo ( T v {\displaystyle T_{v}} ), uma grandeza adimensional relacionada às propriedades drenantes do solo e à geometria da camada: T v = c v ⋅ t H d r 2 {\displaystyle T_{v}={\frac {c_{v}\cdot t}{H_{dr}^{2}}}}
A previsão e a análise do adensamento primário são de importância crítica na concepção de projetos de fundações, barragens, aterros e rodovias construídas sobre depósitos de solos moles. Se o recalque primário não for adequadamente estimado e mitigado, a infraestrutura sofrerá com o recalque diferencial (quando partes de uma estrutura cedem mais do que outras). Este fenômeno introduz tensões não previstas no projeto estrutural, resultando em: Para acelerar o adensamento antes ou durante a construção, a engenharia civil frequentemente emprega técnicas estabilizadoras, como a instalação de drenos verticais de areia ou geossintéticos associados a aterros de sobrecarga.
