Exemplifique alguns casos em que pode ocorrer uma variação de tensões totais no interior de um solo sem que ocorra variação na tensão efetiva. Por que isto ocorre? Quais os efeitos produzidos nos solos.
Passo 1
Então, vamos lá! A questão pede para a gente exemplificar situações onde a tensão total no interior de um solo varia, mas a tensão efetiva permanece a mesma. Basicamente, estamos falando de como as forças no solo se distribuem e como a água presente nele influencia isso. Para resolver, precisamos entender o conceito de tensão total e efetiva, além de como elas interagem no solo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é tensão total. Imagine que o solo está sendo pressionado por um peso, como um terreno sob uma construção. Essa pressão total é a soma de todas as forças agindo sobre uma área específica do solo. Matematicamente, representamos assim:
Aqui,
é a tensão total,
é a tensão efetiva e
é a pressão da água nos poros do solo.
Passo 3
Agora, a tensão efetiva (
) é a parte da tensão total que realmente está atuando nos grãos do solo, ou seja, nas partículas sólidas. Isso é importante porque é essa tensão que mantém o solo estável e resistente. A pressão da água (
) atua entre os grãos e pode reduzir a capacidade do solo de suportar cargas.
Passo 4
Então, para termos uma variação na tensão total sem mudar a tensão efetiva, precisamos que alguma outra variável na equação mude para compensar. Olhando para a equação
, se
variar, a tensão total
pode mudar enquanto
permanece constante.
Passo 5
Exemplo 1: Imagine um terreno saturado onde a água nos poros está sendo forçada a sair lentamente, como durante a drenagem em um cavilha de drenagem. À medida que a água é removida (
diminui), para manter
constante, a tensão total
deve aumentar. Aqui, a variação na tensão total ocorre devido à variação na pressão da água, mas a tensão efetiva permanece a mesma.
Exemplo 2: Considere um solo sujeito a uma carga adicional, como a construção de um prédio. Se a carga adicional aumenta a tensão total (
), mas ao mesmo tempo, há uma redistribuição da água nos poros que aumenta
, a tensão efetiva
pode permanecer constante.
Passo 6
Por que isso ocorre? Isso acontece porque a água nos poros do solo pode se mover ou alterar sua pressão de forma a compensar quaisquer mudanças na tensão total. A água atua como um “amortecedor”, ajustando a pressão interna para manter a tensão efetiva estável.
Passo 7
Quais os efeitos produzidos nos solos? Quando a tensão efetiva permanece constante apesar de variações na tensão total, a estabilidade do solo é mantida. Isso é crucial para evitar problemas como a liquefação, onde o solo pode perder sua resistência. Além disso, controlar a tensão efetiva ajuda a prevenir assentamentos excessivos e garantir a segurança das estruturas construídas sobre o solo.
Resposta
Em resumo, variações na tensão total no solo sem alterar a tensão efetiva podem ocorrer devido a mudanças na pressão da água nos poros. Isso acontece porque a água ajusta sua pressão para manter a tensão efetiva constante, garantindo a estabilidade e a resistência do solo frente a diferentes cargas e condições.