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Cisalhamento Direto Simples (DSS): Resistência Cíclica e Aplicações em Solos Moles

Com a crescente exigência por obras seguras em ambientes de alta saturação, como regiões costeiras, bacias aluvionares e áreas de solos moles, o ensaio de Cisalhamento Direto Simples (DSS) tem se tornado cada vez mais relevante.

Ele permite avaliar a resistência não drenada dos solos sob tensões cíclicas e simular com precisão o comportamento do solo em situações como vibrações, tráfego pesado e ação de ondas.

Na Suporte, estamos atentos à evolução da engenharia geotécnica e, por isso, acompanhamos a norma ASTM D6528, referência internacional para esse ensaio.

Imagem: Equipamento de Cisalhamento Direto Automático - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


O que é o Ensaio DSS?

O DSS (Direct Simple Shear) é um ensaio laboratorial no qual um corpo de prova de solo saturado é submetido a esforços cortantes sob condição de cisalhamento puro, mantendo uma tensão normal constante e controlando a drenagem.

O ensaio DSS (Direct Simple Shear) apresenta características que o diferenciam de outros métodos de investigação do comportamento dos solos. Uma de suas principais vantagens é a possibilidade de avaliar a resistência residual do material quando submetido a grandes deformações, algo fundamental para compreender como o solo se comporta após a ruptura e para prever a estabilidade de estruturas geotécnicas em situações críticas.

Outra particularidade relevante do ensaio é a capacidade de simular carregamentos cíclicos, representando condições reais de esforços repetitivos, como os causados pelo tráfego em rodovias ou por ações sísmicas. Essa simulação é essencial para avaliar a durabilidade e a segurança de obras de infraestrutura sujeitas a solicitações dinâmicas, fornecendo subsídios técnicos para dimensionamentos mais confiáveis.

Imagem: Preparação de Ensaio de Cisalhamento DSS (Direct Simple Shear) - Detalhe do corpo de prova - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


Além disso, o DSS permite estudar a resposta do solo ao cisalhamento em condições de campo saturado, o que amplia sua aplicabilidade em projetos que envolvem solos de baixa permeabilidade ou situações em que o nível freático está elevado. Essa característica torna o ensaio uma ferramenta valiosa para a análise de problemas de estabilidade em taludes, fundações e aterros, garantindo maior precisão na interpretação do comportamento do solo em cenários reais.

O Ensaio DSS tem como principais finalidades avaliar a resistência não drenada (su) em solos moles saturados, fornecendo informações fundamentais para projetos em terrenos de baixa capacidade de suporte. Além disso, possibilita a análise do risco de instabilidade progressiva ou de fenômenos de liquefação, que podem comprometer a segurança e a durabilidade de obras geotécnicas. Esse ensaio também permite estimar o comportamento do solo quando submetido a esforços repetidos, como aqueles provocados por tráfego intenso ou por eventos sísmicos.

Os resultados obtidos no ensaio são de grande importância para subsidiar projetos de barragens, aterros e fundações construídas sobre solos moles, contribuindo para soluções mais seguras e adequadas às condições locais. Outra vantagem é que o DSS pode ser utilizado como complemento a outros métodos, como ensaios triaxiais e SPT-T, enriquecendo a base de dados disponível para a análise geotécnica e aumentando a confiabilidade das decisões de projeto.

Imagem: Preparação de Ensaio de Cisalhamento DSS (Direct Simple Shear) - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


Execução do Ensaio DSS

1. Saturação da amostra e aplicação de tensão vertical;

2. Cisalhamento em plano horizontal com deslocamento controlado;

3. Monitoramento das tensões cortantes e deformações;

4. Realização de ensaio sob condições estáticas ou cíclicas;

5. Interpretação gráfica da resistência e comportamento deformacional.

Imagem: Preparação de Ensaio de Cisalhamento DSS (Direct Simple Shear) - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


Aplicações Geotécnicas

Projeto ou Obra

Como o DSS Contribui

Aterros sobre solos moles

Avaliação da estabilidade durante construção

Taludes em argilas sensíveis

Simulação de cisalhamento progressivo

Barragens e diques costeiros

Estudo de resistência à ação de ondas

Obras em regiões sísmicas

Análise do comportamento sob cargas cíclicas

Fundações em áreas de manguezais

Definição de parâmetros não drenados


O Ensaio DSS apresenta vantagens significativas em relação a outros métodos de caracterização do solo, especialmente pela sua capacidade de permitir grandes deformações sem provocar ruptura instantânea. Essa característica possibilita uma análise mais detalhada do comportamento do solo em condições críticas, fornecendo parâmetros que refletem melhor a realidade de obras em que a deformabilidade e a resistência residual desempenham papel essencial.

Imagem: Preparação de Ensaio de Cisalhamento DSS (Direct Simple Shear) - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


Outra vantagem é sua aplicabilidade em solos com K₀ ≠ 1, simulando de maneira mais fiel o estado geostático natural. Isso torna o ensaio uma ferramenta diferenciada para a avaliação de situações reais de campo, permitindo compreender como o solo se comporta quando submetido a condições iniciais de tensões não isotrópicas. Essa abordagem contribui para maior precisão em análises de estabilidade e dimensionamentos estruturais.

O método também se destaca por ser mais representativo no estudo de argilas sensíveis e orgânicas, materiais que exigem técnicas específicas para que seus parâmetros de resistência e deformabilidade sejam corretamente determinados. Nessas condições, o DSS consegue captar respostas que outros ensaios poderiam subestimar ou não reproduzir adequadamente, fornecendo dados mais consistentes para projetos em terrenos de comportamento complexo.

Imagem: Execução de Ensaio de Cisalhamento DSS (Direct Simple Shear) - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


Além disso, o DSS admite a aplicação de carregamentos cíclicos, aspecto fundamental para obras sujeitas a solicitações repetidas, como tráfego rodoviário, ferroviário ou efeitos sísmicos. Essa possibilidade amplia sua utilidade prática, tornando-o um ensaio essencial na investigação geotécnica de projetos que demandam não apenas resistência estática, mas também avaliação do desempenho do solo sob esforços dinâmicos e de longa duração.

Na Suporte, a execução dos ensaios é realizada com equipamentos de cisalhamento de última geração, que permitem controle automático e preciso de tensão e deformação ao longo de todo o processo. Essa tecnologia garante maior confiabilidade nos resultados e possibilita análises mais detalhadas do comportamento do solo, com a geração de curvas τ x γ e acompanhamento das deformações acumuladas. Esse nível de precisão é fundamental para representar adequadamente o desempenho dos materiais em condições de campo.

Além da execução técnica, a Suporte entrega relatórios completos, que vão além dos valores obtidos em laboratório. A interpretação é realizada por profissionais especializados, que oferecem suporte técnico e recomendações práticas de projeto, assegurando que os resultados possam ser aplicados diretamente nas soluções de engenharia. Alinhados às práticas internacionais, como a ASTM D6528, e preparados para atender às demandas de grandes obras de infraestrutura, os serviços da Suporte garantem qualidade, segurança e aplicabilidade para projetos de pequeno, médio e grande porte.

Imagem: Célula com corpo de prova após Ensaio de Cisalhamento DSS (Direct Simple Shear) - Laboratório de Ensaios Especiais Suporte


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