Tensão Efetiva / Total
A tensão normal vertical σz é definida como:
onde: | σz | - | tensão normal vertical |
γef | - | peso volúmico submerso do solo | |
z | - | profundidade abaixo da superfície do terreno | |
γw | - | peso volúmico da água |
Na sua forma geral, a expressão seguinte traduz o conceito de tensão efetiva:
onde: | σ | - | tensão total (global) |
σef | - | tensão efetiva (ativa) | |
u | - | pressão neutra (pressão da água nos poros) |
Tensões total, efetiva e neutra do solo
O conceito da tensão efetiva só é válido para a tensão normal σ, uma vez que a tensão de cisalhamento τ não é transferida através da água de modo a ser efetiva. A tensão total é determinada através de ferramentas básicas da mecânica dos solos, sendo a tensão efetiva determinada como a diferença entre a tensão total e a pressão neutra (nos poros) (isto é, sempre através de cálculos, não pode ser medida). As pressões nos poros são determinadas a partir de testes laboratoriais ou ensaios in situ, ou a partir de cálculos. Decidir se se deve utilizar a tensão total ou efetiva não é simples. A tabela seguinte pode fornecer algumas recomendações gerais, válidas para a maioria dos casos. Deve ser tido em consideração que a tensão total depende da forma de carregamento do solo pelo seu peso próprio e efeitos externos. Enquanto que para a pressão nos poros, é assumido que para a ocorrência de fluxo de água, a pressão nos poros é uma pressão hidrodinâmica, caso contrário, é uma pressão hidrostática. Em solos parcialmente saturados, é necessário considerar que a pressão nos poros engloba a presença de água e de bolhas de ar.
Condições assumidas | Camada drenada | Camada não drenada |
curta duração | tensão efetiva | tensão total |
longa duração | tensão efetiva | tensão efetiva |
Em subsolos com camadas com diferentes pesos volúmicos, a tensão normal vertical é determinada como o somatório do peso de todas as camadas acima do ponto em análise:
onde: | σz | - | tensão normal vertical |
γ | - | peso volúmico do solo | |
- peso volúmico do solo em estado normal, para solos acima do nível freático e em camadas secas | |||
- peso volúmico do solo abaixo do nível freático | |||
d | - | profundidade abaixo do nível freático | |
z | - | profundidade abaixo da superfície do terreno | |
γw | - | peso volúmico da água |