Amostradores de solos
Tabela 1 – Amostradores de solos
Figura 1 – Amostrador pistão fixo
Figura 2 – Esquema do amostrador pistão fixo
Figura 3 – Amostrador Shelby
Figura 4 – Esquema do amostrador Shelby
Figura 5 – Amostrador Mazier
A recolha de amostras com amostrador de tubo aberto é executada cravando-o no terreno (estática ou dinamicamente), sem rotação, obrigando o solo a deslocar-se para o seu interior. Preferencialmente utiliza-se a cravação estática, quando a capacidade de penetração é esgotada passamos à cravação dinâmica.
Para além da ocorrência de alterações do estado de tensão e de variações volumétricas em compressão e expansão das amostras, o deslocamento do solo para o interior do tubo introduz distorções por corte, ocasionando normalmente dois efeitos:
- Introdução de estados de tensão distintos dos iniciais;
- Destruição da estrutura do solo, na fronteira da parede do amostrador.
No último quarto de século, a prática de amostragem permitiu o desenvolvimento de um conjunto de princípios empíricos de conceção de amostradores, que se baseiam nos seguintes parâmetros:
- Índice de área (C?);
- Ângulo do bisel da boca cortante (?);
- Relação comprimento/diâmetro (L/D);
- Índice de folga interior (Ci).
Hvorslev (1949) apresentou um trabalho da maior relevância, que ainda hoje serve de base à conceção e análise da amostragem, definindo os parâmetros índice de área, relação comprimento/diâmetro do tubo amostrador e índice de folga interior como parâmetros críticos que condicionam a qualidade das amostras. Mais tarde, a Sociedade Internacional da Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações – ISSMFE (1965) – reconheceu a extrema importância do ângulo do bisel da boca cortante. Recentemente, Baligh (1985) propõe que se trabalhe com a relação diâmetro externo/espessura em vez do índice de área. Os parâmetros anteriormente referidos encontram-se definidos na figura X.
Figura 6 – Termos utilizados na caraterização geométrica do tubo amostrador.
Dimensões
A ISSMFE (1965) apresentou uma recomendação relativa às dimensões exigíveis aos tubos amostradores para a amostragem de vários tipos de solos, que se encontra resumida natabela 2.
Tabela 2 – Caraterísticas exigíveis aos tubos amostradores (ISSMFE,1965).
* Sugerido para amostradores com aproximadamente 75 mm de diâmetro
** Para amostradores com parede inferior polida e com índice de folga interior de 0.5 – 1.0%
Clayton e Siddique (1999) referem que, com base nos dados apresentados na tabela 2 e na experiência adquirida na execução de amostragem, o fator que mais importância tem no controlo da perturbação das amostras diz respeito à combinação do índice de área com o ângulo do bisel.
Influência da forma da boca cortante
A forma da boca cortante do tubo amostrador influencia a magnitude das deformações máximas a que o solo fica sujeito durante o processo de amostragem. Assim, deve-se ter especial cuidado na definição da forma da boca cortante, de modo a ser possível reduzir esse nível de deformação. Clayton e Siddique (1998) evidenciam a influência marcante que a forma da boca cortante tem na magnitude das deformações ao analisarem as deformações associadas a cinco amostradores de uso comum no Reino Unido.
Tabela 3 - Influência do tipo de amostrador no nível de deformação atingido durante a amostragem, avaliada pelo método da trajetória de deformações (Clayton e Siddique, 1998).
Figura 7 - Amostradores de uso comum no Reino Unido.
Figura 8 - Comparação entre as deformações máximas de compressão e extensão para cinco amostradores e para o caso dos amostradores simples definidos por Baligh (Clayton e Siddique, 1998).
Quanto maior for a relação B/t, mais fina é a parede do tubo amostrador. Para além disso quanto mais fina for a parede do tubo, menor é a deformação axial máxima na linha central.
A deformação máxima na linha central é tao mais pequena quanto maior for a relaçao B/t.
Os tubos de parede fina não dão problemas em extensão, pois são aqueles que se encontram mais próximos do zero. Portanto, os tubos de parede fina são os melhores.
Figura 9 – Amostradores para rochas
Figura 10 – Coroa do amostrador de rocha
