Apresentação do Curso EAD: Introdução à Engenharia Geotécnica - Mecânica dos Solos II

Gissele Rocha AULAS 01 e 02 APRESENTAÇÃO DO CURSO EAD INTRODUÇÃO À ENGENHARIA GEOTÉCNICA MECÂNICA DOS SOLOS II 1 ESCOLA DE ENGENHARIA DE MINAS GERAIS MECÂNICA DOS SOLOS II 1 APRESENTAÇÃO PESSOAL GISSELE ROCHA Graduação Engenharia Civil UFMG 2010 2015 UMINHO 2013 Mestrado Geotecnia UFV 2016 2018 Doutorado Geotecnia UFV 2018 2 APRESENTAÇÃO PESSOAL CONTATO Email gisselesrochagmailcom gisselerochaacademicodomhelderedubr 3 INTRODUÇÃO DEFINIÇÕES O QUE É MECÂNICA DOS SOLOS O QUE É GEOTECNIAENGENHARIA GEOTÉCNICA Mecânica dos Solos envolve uma combinação de mecânica comportamento e propriedade dos solos FREDLUND et al 2012 Mecânica dos Solos é uma área da Engenharia Geotécnica na qual essa envolve a aplicação de mecânica dos solos geologia e hidráulica para análise e projeto de sistemas geotécnicos BUDHU 2011 Engenharia Geotécnica é uma área da engenharia civil que envolve materiais naturais encontrados próximos à superfície terrestre Ela inclui a aplicação dos princípios da mecânica dos solos e mecânica das rochas em projetos de fundações contenções e estruturas de terra DAS 2010 4 ELEMENTO DE SUPORTE APLICAÇÕES DE LEIS E PRINCÍPIOS DA MECÂNICA E DA HIDRÁULICA MECÂNICA DOS SOLOS MATERIAL DE CONSTRUÇÃO INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 5 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Variedade de tipos de solo Diferentes densidades e conteúdo de água umidade Complexa disposição ao longo das camadas DESAFIO PARA OS ENGENHEIROS GEOTÉCNICOS 6 INTRODUÇÃO APLICAÇÕES Contenção 7 Muro de arrimo atirantado Sistema de contenção em muro de concreto armado INTRODUÇÃO APLICAÇÕES 8 Vista geral terrae INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 9 INTRODUÇÃO APLICAÇÕES Fundação 10 Sapata Estacas Torre de Suurhusen Alemanha INTRODUÇÃO APLICAÇÕES 11 Importância da realização de uma fundação eficiente INTRODUÇÃO APLICAÇÕES 12 Importância da realização de uma fundação eficiente Desabamento do edifício residencial de 13 andares em Xangai 2009 INTRODUÇÃO APLICAÇÕES 13 DISTRIBUIÇÃO DE PONTOS 2 Avaliações 30 pts cada Exercícios Atividades 40 pts OBSERVAÇÕES Exercícios copiados não serão avaliados 14 DISTRIBUIÇÃO DE PONTOS 15 MÓDULO 1 Em caso de alteração de alguma data os alunos serão avisados DISTRIBUIÇÃO DE PONTOS 16 MÓDULO 2 Em caso de alteração de alguma data os alunos serão avisados 17 EMENTA E PROGRAMA Módulo 01 Compressibilidade e Adensamento a Causas gerais da compressibilidade dos solos b Cálculo dos recalques c Adensamento Analogia mecânica de Terzaghi d Grau de adensamento Solos colapsíveisexpansivos e Ensaio de adensamento Cálculo de um ensaio de adensamento 18 EMENTA E PROGRAMA Módulo 01 Resistência ao Cisalhamento de Solos determinação de parâmetros para realizar a análise de estabilidade de taludes a Conceitos fundamentais atrito e coesão b Fatores que influenciam c Envoltória de resistência de MohrCoulomb d Determinação de parâmetros de resistência 19 EMENTA E PROGRAMA Módulo 02 Comportamento de areias Comportamento de argilas Ensaios de campo e de laboratório para estudo da resistência dos solos Laboratório Prático e teórico a Ensaio de cisalhamento direto b Ensaio de compressão simples c Ensaios triaxiais do tipo UU CIU e CID Campo teórico a Ensaio SPT b Ensaio de palheta c Ensaio de permeabilidade no campo d Ensaio dilatométrico e Ensaio pressiométrico f Ensaio CPTCPTU 20 EMENTA E PROGRAMA MÓDULO 02 Empuxos Projeto Inicial de Muros de Gravidade e Muros de Arrimo a Conceitos fundamentais b Estados ativo passivo e repouso c Teoria de Coulomb d Teoria de Rankine e Aplicações das teorias de empuxos de terra 23 BIBLIOGRAFIA Curso Básico de Mecânica dos Solos Carlos de Sousa Pinto 2006 Oficina de Textos Fundamentos de Engenharia Geotécnica Braja M Das 2011 Thomson 24 BIBLIOGRAFIA Outras Referências Craig R F 2007 Mecânica dos Solos 7ª edição Editora LTC Craig R F Knappett J A 2009 Craig Mecânica dos Solos 8ªedição Editora LTC GEN Grupo Editorial Nacional livro digital Matos Fernandes M 2016 Mecânica dos solos vol 1 Conceitos e princípios fundamentais Ed Oficina de Textos Matos Fernandes M 2014 Mecânica Dos Solos Volume 2 Introdução à Engenharia Geotécnica Ed Oficina de Textos Massad F 2016 Mecânica dos Solos Experimental Oficina de Textos SP Normas Técnicas da ABNT do DNER e da ASTM Ortigão J A R 1995 Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos Ed LTC DICAS Estudem com frequência Não fiquem presos apenas às aulas Usem programas modelagem computacional Geotecnia Rocscience GeoSlope Plaxis Noção de programação modelagem numérica Excel Matlab Cursos fora da grade Na graduação optativas Fora da graduação cursos presencial e online Eventos Palestras Feiras Congressos Intercâmbio Iniciação Científica APROVEITEM E OTIMIZEM O TEMPO DURANTE A GRADUAÇÃO 25 Ensaios de campo CONHECER O SOLO Poços trincheiras sondagens Trados SPT Rotativas etc Ensaios de laboratório Caracterização Cisalhamento direto Triaxial Adensamento Compressão não confinada etc INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 27 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 28 Origem e Formação dos Solos INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 29 Perfil Estratigráfico dos Solos Tipos de solos INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 30 CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS 31 VÍDEO httpswwwyoutubecomwatchv7XllpANht3Y Em geral os solos compreendem três fases distintas Sólida os grãos sólidos Líquida o líquido contido nos poros tipicamente água Gasosa o gás contido nos poros tipicamente ar 32 SÓLIDA LÍQUIDA GASOSA FASES FÍSICAS DO SOLO O comportamento do solo depende da quantidade relativa de cada uma das 3 fases Quantidades de ar e água variam mas a de sólidos não Massa específica natural r Massa específica do solo seco rd Massa específica do solo saturado rsat Dados Relação Dados Relação Dados Relação w Gs e 1wGsrw1e r w r1w Gs e Gs erw1e S Gs e Gs Serw1e Gs e Gsrw1e Gs n n1nGsrw w Gs S 1wGsrw1 wGsS Gs n Gsrw1n Gs wsat Gsrw1wsat1Gswsat w Gs n 1wGsrw1n rsat e rsat erw1e e wsat ewsatrw1wsat1e S Gs n 1nGsrw nSrw rsat n rsat nrw n wsat nrw1wsatwsat rsat Gs Gsrsat rwGs1 rd e rd e1e rw RELAÇÕES ENTRE OS DIFERENTES ÍNDICES FÍSICOS 33 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS 34 Importância do conhecimento do subsolo Ensaio a Trado manual ou mecânico INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Campo 35 Ensaio de CPT Cone Penetration Test 36 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Campo Ensaio de SPT Standard Penetration Test 37 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Campo Filito dolomítico CMT 2A 38 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório Filito dolomítico CMT 2B 39 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório Filito dolomítico CMT 2C 40 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório 41 Cores dos solos INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório Análise Tátil Visual INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório 42 Granulometria dos solos Formato e Tamanho CURVA GRANULOMÉTRICA 43 Distribuição das diferentes frações que constituem o solo ASTM Solo de baixa consistência 44 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório PLASTICIDADE DOS SOLOS 45 Início sec XX Atterberg realizou estudos para relacionar a consistência grau de adesão e resistência entre as partículas de solos finos com teores de umidades variados Determinação de quatro estados dos solos em função do teor de umidade sólido semissólido plástico e líquido Comportamento dos solos na presença de água ANALOGIA comportamento de um material transportado e depositado no rio que transborda e invade as ruas da cidade INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS Ensaios de Laboratório Rodovia e Ferrovia 46 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Curva de saturação 47 As curvas de compactação devem estar sempre à esquerda da linha ou curva de saturação S100 TENSÕES GEOSTÁTICAS 48 NOTA apesar dos esforços serem transmitidos através das áreas de contato entre grãos quando se calculam tensões em solos se considera sempre a área total Q N F T área F F N N T T P TENSÃO NORMAL TENSÃO CISALHANTE Grãos transmitindo forças à placa conceito de tensão TENSÕES DEVIDAS AO PESO PRÓPRIO DO SOLO 49 Quais outras tensões Propagação de tensões no interior do solo Distribuição de tensões simétricas em cada plano horizontal Tensão máxima ocorre na mesma vertical de aplicação da carga À medida que se distancia horizontalmente do ponto de aplicação da carga aumento de r diminui a intensidade das tensões TENSÕES DEVIDAS ÀS SOBRECARGAS 50 SOLUÇÕES TEÓRICAS PARA O CÁLCULO DE ACRÉSCIMOS DE TENSÕES NO SOLO DEVIDO A VÁRIOS TIPOS DE CARREGAMENTO A PARTIR DA INTEGRAÇÃO DA SOLUÇÃO DE BOUSSINESQ Tipos de carregamentos TENSÕES DEVIDAS ÀS SOBRECARGAS 51 Carga altimétrica ha ou hz diferença de cota entre ponto considerado e a cota de referência datum Carga piezométrica hp poropressão no ponto expressa em altura de coluna dágua Considerando um piezômetro colocado em um ponto qualquer do solo a água se eleva até uma certa cota A carga piezométrica é a altura à qual a água se eleva no piezômetro em relação ao ponto do solo em que foi colocado Carga total ht diferença entre a cota atingida no piezômetro e a cota de referência ht ha hp Não há fluxo quando a carga total é igual em qualquer ponto CARGAS HIDRÁULICAS 53 AREIA MOVEDIÇA 56 Só ocorre areia movediça em fluxo ascendente Fluxo descendente maior i maior Situação típica de areias finas De rara ocorrência na natureza Perda de resistência erosão piping Cena sem respaldo teórico o corpo humano não afunda mais do que a metade do seu volume Areia movediça se comporta como um líquido de peso específico da ordem do dobro do da água EXERCÍCIOS A B C H1 H2 z 4 2 1 16 2 1 3 m H m e z m H m kN Considerar sat 57 1 Calcular as tensões devidas ao peso próprio 2 Representálas no Diagrama de Tensões EXERCÍCIO 1 Solução A B C H1 H2 z 4 2 1 16 2 1 3 m H m e z m H m kN Considerar sat 58 PONTO kPa u kPa kPa A B C H w 1 SAT w z H 1 SAT w H H 2 1 w z H 1 H w 1 w H H 2 1 sub z H sub 2 0 A 10 x 1 10 10 0 B 10 16 x 2 42 3 x10 30 12 C 10 16 x 4 74 5 x10 50 24