Resistência ao cisalhamento não drenado
Introdução
Em geral
Um teste de cisalhamento triaxial é um método para medir as propriedades mecânicas de muitos sólidos deformáveis, especialmente solos (por exemplo, areia, argila e rocha, bem como outros materiais granulares). Existem muitas variantes do ensaio.[1][2][3][4].
Em um teste de cisalhamento triaxial, a tensão é aplicada à amostra de material que está sendo testada de uma maneira que produz tensões ao longo de um eixo diferente de tensões em uma direção perpendicular. Normalmente, isso é conseguido colocando uma amostra entre duas placas paralelas, que aplicam tensões em uma direção (geralmente vertical) e aplicam pressão de fluido à amostra para aplicar tensão na direção perpendicular. A seguir são discutidos dispositivos que permitem a aplicação de diferentes níveis de tensão em cada uma das três direções ortogonais, denominados "Testes Triaxiais Verdadeiros".
A aplicação de diferentes tensões de compressão no aparelho de teste causa o desenvolvimento de tensão de cisalhamento na amostra. As cargas podem ser aumentadas e as deflexões monitoradas até a falha da amostra. Durante o teste, o fluido circundante é pressurizado e a tensão nas placas aumenta até que o material no cilindro falha e forma regiões deslizantes dentro de si, conhecidas como bandas de cisalhamento. A geometria do corte em um teste triaxial geralmente faz com que a amostra encurte e fique saliente nas laterais. A tensão no rolo é então reduzida e a pressão da água empurra as laterais para dentro, fazendo com que a amostra aumente novamente de altura. Este ciclo geralmente é repetido várias vezes, enquanto os dados de tensão e deformação são coletados na amostra. Durante o teste, as pressões dos poros dos fluidos (por exemplo, água, óleo ou gases) na amostra podem ser medidas usando o aparelho de pressão dos poros Bishop.
A partir dos dados do teste triaxial, é possível determinar os parâmetros fundamentais do material na amostra, incluindo ângulos de resistência ao cisalhamento, ângulos de expansão e coesão aparente. Esses parâmetros são então usados em modelos computacionais para prever como o material se comportará em uma aplicação de engenharia em larga escala. Um exemplo seria prever a estabilidade do solo num declive: se irá colapsar ou se resistirá às tensões de cisalhamento e permanecerá no local. Os testes triaxiais são usados em conjunto com outros testes para determinar tais previsões de engenharia.
Durante o corte, um material granular normalmente terá um ganho ou perda líquida de volume. Se originalmente era denso, geralmente ganha volume, característica conhecida como dilatação de Reynolds. Ou se estiver muito solto, a contração pode ocorrer antes do início do corte ou simultânea ao corte.