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Laboratório de Solos · Ensaio Especial

Cisalhamento direto — φ′ e c′ medidos no plano de ruptura

A caixa bipartida impõe a ruptura num plano definido e mede diretamente a resistência ao cisalhamento sob três tensões normais — o caminho mais direto para a envoltória de Mohr-Coulomb de areias, siltes e solos compactados.

ASTM D3080 · D6528 (DSS)3 tensões normaisEnvoltória → c′ · φ′

O ensaio

Princípio e aplicação

No cisalhamento direto, o corpo de prova é confinado em uma caixa bipartida sob uma tensão normal σn. A metade inferior da caixa é então deslocada horizontalmente com velocidade controlada, impondo a ruptura no plano entre as duas metades, enquanto se registra a tensão cisalhante τ mobilizada.

Repetindo o ensaio com três ou mais tensões normais, os pares (σn, τf) de ruptura definem a envoltória de resistência de Mohr-Coulomb — intercepto coesivo c′ e ângulo de atrito φ′. Para argilas moles e trajetórias de cisalhamento simples, executa-se também o DSS (Direct Simple Shear), que cisalha o corpo de prova por distorção uniforme.

Aplicações típicas: estabilidade de taludes e barragens, resistência de interfaces (solo-geossintético, solo-estrutura), materiais compactados de aterro e solos residuais.

Animação · interativa

O ensaio em movimento

Acompanhe a caixa bipartida em ação: adensamento sob σn, o deslocamento da metade inferior com a curva τ × δ crescendo até a ruptura — três vezes, com tensões normais crescentes — e a envoltória de Mohr-Coulomb sendo ajustada com φ′ e c′.

Cisalhamento direto · caixa bipartidaINTERATIVA · τ × δ · envoltória c′ · φ′

Valores ilustrativos (φ′ = 29°, c′ = 5 kPa; σn = 50/100/200 kPa). Velocidade de cisalhamento definida pelo adensamento do material.

Execução

Execução e medições

O corpo de prova — indeformado ou compactado nas condições de campo — é montado entre pedras porosas na caixa bipartida e adensado sob a tensão normal do estágio até estabilizar.

O cisalhamento é aplicado com velocidade lenta o suficiente para dissipar poropressões (condição drenada), registrando τ, deslocamento horizontal e variação de altura (dilatância). O procedimento repete-se para cada tensão normal; quando o projeto pede resistência residual, o plano é cisalhado múltiplas vezes.

Controles do ensaio: anéis dinamométricos/células de carga e extensômetros calibrados com certificados rastreáveis; velocidade documentada por material; resultados revisados por engenheiro geotécnico, dentro do SGQ da Testesolo.

Norma, parâmetros e entregável

Conforme ASTM D3080 / D6528 (DSS)

ASTM D3080

ASTM D6528 (DSS)

Mohr-Coulomb c′ · φ′

Ângulo de atrito

Inclinação da envoltória — o parâmetro central da resistência drenada de areias, siltes e compactados.

Intercepto coesivo

Parcela independente de σn — tipicamente pequena em solos granulares e relevante em cimentados/compactados.

Resistência residual

Após grandes deslocamentos — essencial em taludes com superfícies de ruptura pré-existentes.

Dilatância

A variação de altura no cisalhamento indica contração/dilatação — comportamento de pico × estado crítico.

Entregável

Curvas τ × δ e Δh × δ por estágio, envoltória com c′ e φ′ (pico e residual quando solicitado) e relatório revisado por engenheiro. Dados brutos sob demanda.

Diferenciais Testesolo

Cisalhamento com interpretação de engenharia

Pico e residual

Ciclos múltiplos para a resistência residual — o parâmetro de taludes com histórico de movimentação.

Materiais compactados

CPs moldados no grau de compactação e umidade da obra — a resistência do aterro como construído.

DSS para solos moles

Cisalhamento simples direto para trajetórias de aterros sobre argilas — em conjunto com Vane e triaxial.

Equipe que projeta

Quem ensaia também analisa estabilidade — entregamos c′ e φ′ prontos para a verificação.

Dúvidas frequentes

Perguntas frequentes sobre o cisalhamento direto

Quando usar cisalhamento direto em vez de triaxial?

Para resistência drenada de areias, siltes e materiais compactados, o cisalhamento direto é rápido e direto. Quando é preciso controlar drenagem, poropressão e trajetórias, o triaxial é o ensaio adequado. O laboratório orienta a escolha.

O que é o DSS?

O Direct Simple Shear cisalha o corpo de prova por distorção uniforme, sem plano imposto — reproduz melhor a trajetória de solicitação de argilas moles sob aterros e é usado em conjunto com o Vane Test.

Quantos estágios são necessários?

Ao menos três tensões normais para definir a envoltória. Estágios extras refinam o ajuste ou cobrem faixas de tensão específicas do projeto.

O ensaio fornece resistência residual?

Sim — com reversões sucessivas do deslocamento, obtém-se φ′ residual, parâmetro decisivo em taludes com superfícies pré-cisalhadas.

Que amostras o ensaio exige?

Indeformadas (bloco ou Shelby) para solos naturais, ou corpos de prova compactados nas condições especificadas para materiais de aterro.

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Orçamento

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Normas e referências técnicas

ASTM D3080 — Direct Shear Test ASTM D6528 — Direct Simple Shear (DSS)