O ensaio de cisalhamento direto (Direct Shear Test) consiste na determinação da resistência ao corte (cisalhamento) de uma amostra de solo drenado. O equipamento para a realização do ensaio de cisalhamento direto tem como propósito determinar os parâmetros de coesão do solo e ângulo de atrito interno.
Os parâmetros obtidos pelo equipamento permitem determinar a resistência ao cisalhamento do solo que é de fundamental importância para projetos de engenharia que visam o desenvolvimento de projetos de contenções, fundações, e taludes.
Normas para a realização do ensaio de cisalhamento direto
A seguir são apresentadas as principais normas para a realização do ensaio de cisalhamento direto de solos. As normas são dos principais agentes que regulamentam esse tipo de ensaio que são a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), a ISO (International Organization for Standardization) e a ASTM (American Society for Testing and Materials).
- ABNT NBR ISO 12957-1 – Parte 1: Ensaio de cisalhamento direto
- ISO 12957-1:2018 – Direct shear test
- ASTM D3080 – Standard Test Method for Direct Shear Test
Equipamentos para a realização do ensaio de cisalhamento direto
Para a realização do ensaio é necessário utilizar a prensa para ensaio de cisalhamento de solos que são encontrados em 3 modelos principais sendo a Prensa de cisalhamento Manual, a prensa de cisalhamento semi-automática e a Prensa de cisalhamento – Automática.
Vídeos sobre a prensa para ensaio de cisalhamento direto
Aqui apresentamos os vídeos sobre a prensa para ensaio de cisalhamento direto do solo. Neste vídeo são apresentadas as características principais do equipamento.
Conclusão
O cisalhamento direto é o ensaio mais direto para obter coesão e ângulo de atrito interno, e continua sendo o primeiro a ser pedido em projetos de contenção, fundação e talude. A contrapartida é que ele impõe onde a amostra vai romper e não permite medir poropressão — limitações que não invalidam o método, mas definem quando ele basta e quando o problema pede um ensaio triaxial.
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Perguntas frequentes
O que é o ensaio de cisalhamento direto?
É o ensaio que determina a resistência ao corte de uma amostra de solo drenado. A amostra é colocada numa caixa bipartida, recebe uma tensão normal vertical e em seguida as duas metades da caixa são deslocadas uma em relação à outra, forçando o solo a romper num plano horizontal definido. Do ensaio saem a coesão e o ângulo de atrito interno.
Que parâmetros o ensaio determina?
Dois: a coesão, que é a parcela de resistência independente da tensão aplicada, e o ângulo de atrito interno, que é a parcela que cresce com o confinamento. Juntos, eles definem a envoltória de resistência do solo e permitem calcular a resistência ao cisalhamento sob qualquer tensão de projeto.
Para que servem esses parâmetros na prática?
São a entrada de cálculo de projetos de contenção, de fundações e de estabilidade de taludes. Sem coesão e ângulo de atrito não há como verificar se um talude é estável nem dimensionar um muro de arrimo.
Por que são necessários vários corpos de prova?
Porque cada corpo de prova fornece um único par de tensão normal e resistência ao cisalhamento — um ponto. São necessários pelo menos três, ensaiados sob tensões normais diferentes, para traçar a reta que define a envoltória: a inclinação dela é o ângulo de atrito e o ponto onde corta o eixo vertical é a coesão.
Quais normas regem o ensaio de cisalhamento direto?
A ABNT NBR ISO 12957-1 e a ISO 12957-1:2018, ambas na parte referente ao ensaio de cisalhamento direto, e a ASTM D3080, que é a referência internacional mais citada para o método.
Qual a diferença entre o cisalhamento direto e o ensaio triaxial?
Quatro diferenças pesam. O cisalhamento direto só ensaia no modo drenado, o triaxial ensaia drenado e não drenado. O cisalhamento direto não permite medir poropressão, o triaxial permite. A saturação no triaxial é feita por contrapressão dentro da célula, o que é mais efetivo. E o cisalhamento direto impõe o plano de ruptura na horizontal, enquanto no triaxial a amostra rompe no seu ponto mais fraco — que é o que ocorre em campo. Em compensação, o cisalhamento direto é mais rápido e mais simples de executar.
Qual a diferença entre a prensa manual, a semi-automática e a automática?
A manual exige que o operador conduza o avanço e registre as leituras. A semi-automática mecaniza o deslocamento, mas a aquisição ainda é acompanhada. A versão automática controla a velocidade e registra força e deslocamento por software, gerando a curva e o relatório sem transcrição — o que importa num ensaio cuja velocidade precisa ser baixa e constante por horas.
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