Empuxo de Terra - Estabilidade de Estruturas de Contenção e Muros de Arrimo

EMPUXO é a resultante das tensões laterais de terra ou de água que atuam sobre uma estrutura de arrimo O empuxo geralmente é calculado para uma faixa de largura unitária da estrutura de arrimo não considerandose as forças que atuariam sobre as superfícies laterais dessa faixa reaterro terraplena tardoz muro de arrimo de gravidade Talude Canaleta Reaterro Talude de escavação Barbacã Dreno de areia Base 6 EMPUXOS DE TERRA 7 ESTABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO EQUILÍBRIO PLÁSTICO DOS SOLOS A tensão de terra lateral é um significante parametro de projeto em um número de problemas de engenharia geotécnica O método de equilíbrio plástico como definido pela envoltória de ruptura de Mohr é o mais usado para estimar a tensão lateral para solos Estruturas de contenção arrimo sob empuxo em repouso a ativo b e passivo c COEFICIENTE DE EMPUXO k σh σv sobre um element de solo a uma profundidade z COEFICIENTE DE EMPUXO NO REPOUSO k0 σh0 k0 σv0 k0 σh0 σv0 COEFICIENTE DE EMPUXO NO REPOUSO k0 k0 σh0 σv0 σh0 k0 σv0 Para solos arenosos e argilas normalmente adensadas Jaky 1944 k0 1 sen φ φ angulo de atrito interno efetivo dos solos DETERMINAÇÃO DO EMPUXO ATIVO E PASSIVO TEORIA DE RANKINE TEORIA DE COULOMB Para avaliar o empuxo de terra que atua sobre uma estrutura Terzaghi construiu um modelo utilizando areia pura colocada atrás de um anteparo vertical que podia sofrer movimento de translação areia Caso Ativo Caso Passivo σv σh EMPUXO ATIVO EMPUXO PASSIVO VALORES USAIS DE COEFICIENTES DE EMPUXO EMPUXO SOLO COESIVO φ20⁰ SOLO NÃO COESIVO φ30⁰ PASSIVO 1 2 3 14 REPOUSO 04 08 04 06 ATIVO 1 05 033 022 Estrutura de contenção CONDIÇÕES DE ESTABILIDADE DOS MUROS DE ARRIMO SEGURANÇA CONTRA TOMBAMENTO MURO SOFRENDO UMA ROTAÇÃO EM TORNO DE UM PONTO SEGURANÇA CONTRA ESCORREGAMENTO SEGURANÇA CONTRA RUPTURA E DEFORMAÇÃO EXCESSIVA DO TERRENO DE FUNDAÇÃO Deslizamento do muro Tombamento do muro ESTABILIDADE DE CORTES VERTICAIS EM SOLOS COESIVOS UM LONGO CORTE VERTICAL DE ALTURA H PODE SER FEITO EM UMA CAMADA DE SOLO ARGILOSO HOMOGENEO DE RESISTÊNCIA NÃO DRENADA SU E PESO ESPECÍFICO γ SOBRE ROCHA COMO MOSTRADO NA FIGURA CORTE SERÁ SUFICIENTEMENTE RÁPIDO TAL QUE O SOLO PERMANECERÁ NÃO DRENADO SOLO γ c ROCHA altura crítica Hc 4c FS γ kA EXEMPLO Obter por Rankine o dimensionamento de uma estrutura de contenção em concreto para a situação mostrada na figura Considerar o fator de segurança contra translação igual a 15 e contra tombamento igual a 20 Considere o angulo de atrito solobase da estrutura igual a 20 Parâmetros do Solo natural S σ tg 32 γ 168 kNm³ Concreto γ 25 kNm³ TENSÕES VERTICAIS σV γ Z cos i LADO ATIVO LADO PASSIVO Solo natural S σ tg 32 γ 168 kNm³ Concreto γ 25 kNm³ COEFICIENTES DE EMPUXO ATIVO kA cos i cos i cos² i cos² Φ cos i cos² i cos² Φ PASSIVO kP cos i cos i cos² i cos² Φ cos i cos² i cos² Φ Solo natural S σ tg 32º γ 168 kNm³ Concreto γ 25 kNm³ TENSÕES LATERAIS σl k σv LADO ATIVO LADO PASSIVO Image of a retaining wall crosssection without text EMPUXOS ATIVO EA 12 σ1 ativo z cos i EAh EA cos i EAv EA sen i PASSIVO EP 12 σ1 passivo z cos i EPh EP cos i EPv EP sen i CÁLCULO DOS PESOS E MOMENTOS DO MURO PESO kNm ÁREA X γ braço de alavanca m momentos kNm m L5 450 m 060 m L FATOR DE SEGURANÇA CONTRA TRANSLAÇÃO FSTRANSLAÇÃO Σ FV tg φsolomuro Σ FH 22 L5 SOLO 450 m CONCRETO 060 m SOLO L FATOR DE SEGURANÇA CONTRA TOMBAMENTO FSTOMBAMENTO Σ Momento Resistente Σ Momento para tombamento 22 L5 SOLO 450 m CONCRETO 060 m SOLO L 22 SOLO 450 m CONCRETO 060 m SOLO Muros de concreto ciclópico ou concreto muro de gravidade Talude Canaleta Reaterro Talude de escavação Barbacã Dreno de areia Base Image shows a stone retaining wall but contains no text to extract Canaleta Dreno de areia Barbacã H BARBACÃS MALHA 3m x 3m FILTRO DE AREIA OU GEOCOMPOSTO DRENANTE DRENO DE BRITA BASE Canaleta Barbacã Talude Reaterro Talude de escavação Dreno de areia Sistemas de drenagem junto a muros e ilustração de rede de fluxo gerada infiltração Muros de contenção ou arrimo a solocimento b concreto ciclópico c gabião e d concreto armado Image of people working on a cement wall near a road with houses in the background Image of construction vehicles and a gabion retaining wall on a slope with trees nearby Image of a concrete retaining wall under construction alongside a highway with cars passing by