"O futuro não é o lugar para onde estamos indo, mas o lugar que hoje estamos construindo." 

Ensaio de Cisalhamento Direto: fundamentos, execução e interpretação dos resultados

O ensaio de cisalhamento direto é um dos métodos mais tradicionais para a determinação da resistência ao cisalhamento dos solos.

Ele é amplamente utilizado em projetos de infraestrutura por sua simplicidade, rapidez de execução e aplicabilidade prática, especialmente em análises de estabilidade de taludes, contenções e fundações rasas.

Embora seja um ensaio conceitualmente simples, sua correta execução e, principalmente, a interpretação adequada dos resultados são fundamentais para que os parâmetros obtidos representem o comportamento real do solo em campo.

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

O que é o ensaio de cisalhamento direto

O ensaio de cisalhamento direto consiste em submeter uma amostra de solo a uma tensão normal constante, enquanto se aplica uma força horizontal crescente até a ruptura.

A amostra é colocada em uma caixa bipartida, forçando a ruptura ao longo de um plano previamente definido, o chamado plano de cisalhamento.

Durante o ensaio, são monitorados:

• A força de cisalhamento aplicada,

• O deslocamento horizontal,

• A tensão normal atuante.

O resultado principal é a tensão de cisalhamento na ruptura para cada nível de tensão normal aplicado.

Parâmetros obtidos no ensaio

A partir do ensaio de cisalhamento direto, é possível determinar:

Ângulo de atrito interno (φ),

Coesão (c), quando aplicável.

Esses parâmetros são obtidos traçando-se a envoltória de resistência, geralmente representada pelo critério de Mohr-Coulomb, que relaciona a tensão de cisalhamento com a tensão normal efetiva. Esses valores são fundamentais para análises de estabilidade e dimensionamento de estruturas geotécnicas.

Imagem: Preparação de ensaio de Cisalhamento Direto (CD) - Suporte

Tipos de solos e aplicabilidade do ensaio

O ensaio de cisalhamento direto é especialmente indicado para:

• Solos arenosos, onde o comportamento friccional predomina,

• Solos granulares, com drenagem rápida,

• Estudos preliminares de resistência ao cisalhamento.

Em solos argilosos, o ensaio também pode ser utilizado, mas com maior cautela, pois o plano de ruptura imposto pode não coincidir com o plano natural de ruptura do material.

Condições drenadas no ensaio

O ensaio de cisalhamento direto é normalmente realizado em condição drenada, permitindo que a água presente nos vazios se dissipe durante o carregamento.

Isso o torna adequado para:

• Solos de alta permeabilidade,

• Análises de longo prazo,

• Situações onde o comportamento drenado é dominante.

Para análises não drenadas, outros ensaios, como o triaxial, são mais representativos.

Imagem: Preparação de ensaio de Cisalhamento Direto (CD) - Suporte

Vantagens e limitações do ensaio

• Vantagens

- Execução simples e rápida,

- Equipamentos de fácil operação,

- Boa aplicabilidade para solos granulares,

- Resultados diretos para projetos preliminares.

• Limitações

- Plano de ruptura pré-definido,

- Distribuição não uniforme das tensões na amostra,

- Dificuldade em controlar a drenagem em solos finos,

- Menor representatividade para análises complexas.

Por isso, os resultados devem sempre ser analisados dentro do contexto geotécnico do projeto.

Interpretação dos resultados

A interpretação correta do ensaio envolve:

• Avaliar o tipo de ruptura,

• Verificar a coerência dos parâmetros obtidos,

• Comparar os resultados com outros ensaios e dados de campo,

• Considerar o estado de compactação e umidade da amostra.

A simples leitura dos valores de coesão e atrito, sem análise crítica, pode levar a decisões equivocadas em projeto.

Imagem:  Corpo de prova após realização de ensaio de Cisalhamento Direto (CD) - Suporte

Aplicações em obras de infraestrutura

Os parâmetros obtidos no ensaio de cisalhamento direto são utilizados em:

• Análises de estabilidade de taludes naturais e artificiais,

• Dimensionamento de muros de arrimo e contenções,

• Projetos de fundações superficiais,

• Avaliação da resistência de camadas de aterro,

• Estudos de empuxo de terra.

Essas aplicações tornam o ensaio uma ferramenta importante na engenharia geotécnica prática.

Imagem: Time de analise de dados de ensaios Suporte

A abordagem da Suporte no ensaio de cisalhamento direto

Na Suporte, a execução do ensaio de cisalhamento direto parte de um compromisso inegociável com a excelência normativa. Seguimos rigorosamente as diretrizes técnicas vigentes, utilizando equipamentos de alta precisão e submetendo cada etapa do processo a um controle de qualidade severo, o que assegura a repetibilidade e a confiabilidade dos dados brutos obtidos em bancada.

No entanto, nosso verdadeiro diferencial reside na capacidade de interpretação integrada dos resultados, indo muito além da entrega de um gráfico padrão. Entendemos que um parâmetro isolado não reflete a complexidade do maciço, por isso, nossa equipe técnica analisa a resistência ao cisalhamento em conjunto com os relatórios de sondagens, estabelecendo conexões sólidas entre o comportamento laboratorial e a estratigrafia real do terreno.

Para refinar ainda mais esse diagnóstico, cruzamos os dados de resistência com as informações de caracterização física, especificamente a curva granulométrica e os limites de Atterberg. Essa análise cruzada nos permite compreender a gênese do comportamento mecânico do solo, identificando como a plasticidade e a distribuição dos grãos influenciam diretamente nos parâmetros de coesão e ângulo de atrito.

Nossa abordagem também incorpora o contexto ambiental e executivo da obra, considerando as condições específicas de campo e o histórico geológico da região. Avaliamos o tipo de empreendimento e o nível de carregamento previsto, garantindo que os parâmetros definidos sejam compatíveis com as solicitações reais que a estrutura imporá ao solo, evitando generalizações perigosas.

Essa visão sistêmica transforma o ensaio de laboratório em uma ferramenta estratégica de engenharia consultiva. Ao entregar parâmetros mais realistas e profundamente fundamentados, a Suporte oferece aos projetistas a base necessária para decisões seguras, otimizando dimensionamentos e mitigando riscos geotécnicos em seus empreendimentos.

Imagem: App dedicado da Suporte para rastreamento de amostras de solos, analise de ensaios e verificação de resultados.

Mais SEGURANÇA para a sua obra!  

Contrate a SUPORTE e conheça o diferencial de nosso fluxo de trabalho que inclui a coleta de DADOS diretamente do campo com sondadores utilizando o aplicativo SOND na execução das Sondagens. A transformação digital do mercado, com entrega dos resultados em formato CSV e AGS, extensão de arquivo compatível com os softwares de modelagem BIM.