Mecanica dos Solos II - UFBA - Apresentacao do Curso e Nivelamento

1 UFBA Escola PolitécnicaDCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aulas 01 e 02 Apresentação do curso e Nivelamento Prof Kleber A Dourado EMENTA Compressibilidade e adensamento Resistência ao cisalhamento Aspectos teóricos de estabilidade de taludes Aspectos teóricos de Empuxo de Terra OBJETIVOS OBJETIVO GERAL Transmitir aos alunos de graduação os conceitos relativos à disciplina mecânica dos solos enfocando os aspectos de resistência e compressibilidade dos solos os ensaios realizados e sua interpretação noções de aplicações práticas dos conhecimentos adquiridos e sua interface com as outras disciplinas da área de geotecnia preparandoos para os componentes curriculares como Fundações Taludes e Contenções e Barragens de Terra e Enrocamento OBJETIVOS ESPECÍFICOS Entender os solos como uma diversidade de materiais de construção com comportamento mecânico e hidráulico influenciado pela composição processo de formação e estados de consistência ou compacidade Entender o comportamento dos solos quando solicitados em condições drenadas e não drenadas Aprender a estimar recalques totais e ao longo do tempo este utilizando a teoria do adensamento unidirecional de Terzaghi Conhecer métodos de ensaios para determinação de parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo para aplicação futura na resolução de problemas de capacidade de carga de fundação empuxo avaliação de estabilidade de taludes em obras diversas Aprender métodos de cálculo de estabilidade de taludes CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1 Introdução Como será desenvolvido o curso avaliações aulas de exercícios práticos e de laboratório bibliografia etc O curso de Mecânica dos Solos II e suas interações com as demais disciplinas geotécnicas 2 Fluxo Compressibilidade e Adensamento de Solos Revisão de fluxo de água em solos Relação tensão x deformação compressibilidade de solos ensaio de compressão confinada descrição relação deformação x índice de vazios pressão de préadensamento índices de compressibilidade compressibilidade de areias e de argilas cálculo do recalque total teoria do adensamento de Terzaghi fluxo unidimensional relações deformação x tempo cálculo de velocidade de recalques por adensamento 3 Resistência ao Cisalhamento de Solos Comportamento mecânico dos materiais elasticidade plasticidade definição ruptura em solos resistência ao cisalhamento e a teoria de MohrCoulomb ensaios triaxial e de cisalhamento direto interpretações dos ensaios de resistência obtenção de parâmetros de resistência e de deformabilidade comportamento de areias e de argilas trajetórias de tensão 4 Aspectos Teóricos de Estabilidade de Taludes Introdução importância do problema causas de instabilização Métodos de cálculo de estabilidade de taludes considerações gerais 5 Aspectos Teóricos de Empuxos de Terra Introdução importância aplicações dos empuxos em obras de engenharia coeficientes de empuxo e sua relação com a interação soloestrutura método de Rankine método de Coulomb aspectos gerais que influenciam na determinação dos empuxos tipos de estrutura de arrimo Cronograma de Aulas Início Fim Descrição 02092025 04092025 Congresso UFBA 09092025 09092025 1 Introdução Como será desenvolvido o curso avaliações aulas de exercícios práticos e de laboratório bibliografia etc O curso de Mecânica dos Solos II e suas interações com as demais disciplinas geotécnicas 11092025 30092025 2 Fluxo Compressibilidade e Adensamento de Solos Revisão de fluxo de água em solos Relação tensão x deformação compressibilidade de solos ensaio de compressão confinada descrição relação 02102025 02102025 Aula Lab01 no laboratório de geotecnica 3 andar 07102025 21102025 3 Resistência ao Cisalhamento de Solos Comportamento mecânico dos materiais elasticidade plasticidade definição ruptura em solos resistência ao cisalhamento e a teoria de MohrCoulomb ensaios triaxial e de cisalhamento direto interpretações dos ensaios de resistência obtenção de parâmetros de resistência e de deformabilidade comportamento de areias e de argilas trajetórias de tensão 23102025 23102025 Aula Lab02 no laboratório de geotecnica 3 andar 28102025 30102025 3 Resistência ao Cisalhamento de Solos Comportamento mecânico dos materiais elasticidade plasticidade definição ruptura em solos resistência ao cisalhamento e a teoria de MohrCoulomb ensaios triaxial e de cisalhamento direto interpretações dos ensaios de resistência obtenção de parâmetros de resistência e de deformabilidade comportamento de areias e de argilas trajetórias de tensão 04112025 04112025 1ª Verificação 06112025 18112025 5 Aspectos Teóricos de Empuxos de Terra Introdução importância aplicações dos empuxos em obras de engenharia coeficientes de empuxo e sua relação com a interação soloestrutura método de Rankine método de Coulomb aspectos gerais que influenciam na determinação dos empuxos tipos de estrutura de arrimo 20112025 20112025 Feriado 25112025 27112025 5 Aspectos Teóricos de Empuxos de Terra Introdução importância aplicações dos empuxos em obras de engenharia coeficientes de empuxo e sua relação com a interação soloestrutura método de Rankine método de Coulomb aspectos gerais que influenciam na determinação dos empuxos tipos de estrutura de arrimo 02122025 16122025 4 Aspectos Teóricos de Estabilidade de Taludes Introdução importância do problema causas de instabilização Métodos de cálculo de estabilidade de taludes considerações gerais 18122025 18122025 2ª Verificação 23122025 01012026 Recesso UFBA 06012026 08012026 PoliActa REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS BÁSICAS Caputo H P Mecânica dos Solos e Suas Aplicações Livros Técnicos Científicos Editora S A vols 1 e 3 Pinto C S Curso Básico de Mecânica dos solos em 16 aulas Oficina de textos São Paulo 2000 Vargas M Introdução à Mecânica dos Solos McGrawHill do Brasil 1977 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES Apostilas de Mecânica dos solos do Setor de Geotecnia do DCTMUFBA Vols 1 e 2 Apostila UFBA disponivel na internet httpwwwgeoambengufbabrsitearquivos Barata F E Propriedades Mecânicas dos Solos Uma Introdução ao Projeto de Fundações Livros Téc e Cient Ed 1984 CARVALHO J C Org GITIRANA JR G F N Org MACHADO S L Org MACHADO SL Org MASCARENHA M M A Org SILVA FILHO F C Org Solos não saturados no contexto geotécnico 1 ed 2015 v 1 Lambe T W e Whitman R V Soil Mechanics Wiley Sons Inc 1979 Normas BrasileirasABNT NBR6457 NBR6508 NBR6459 NBR7180 NBR7181 NBR7182 NBR6502 Ortigão J A R Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos Livros Téc e Científicos Edit SA 1993 Introdução 8 1 Introdução Fundações e Obras de Terra Turfas matéria orgânica mascarando resultados de palheta Argila grandes quantidades de conchas em algumas áreas 1 Introdução Fig 1217 Invasão de casas por dunas migratórias na região de Laguna SC Foto P C F Giannini 100 BARRAGENS BRASILEIRAS CASOS HISTÓRICOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO PROJETO 2ª EDIÇÃO PAULO TEIXEIRA DA CRUZ FAPESP ENROCAMENTO DE PROTEÇÃO ENROCAMENTO FINO COMPACTADO TRANSIÇÃO 52000 NA MÁX NORMAL TAPETE DE MONTANTE ARGILA COMPACTADA HOT 3 H HOT15 ENROCAMENTO NÃO SELECIONADO LINHA DE ESCAVAÇÃO CASCALHO ARGILOSO COMPACTADO 52300 ARGILA COMPACTADA HOT 3 H HOT15 ARGILA COMPACTADA HOT 1 H HOT15 DRENO VERTICAL DE AREIA NATURAL FILTRO SANDUICHE CANALETA CANAL COLETOR TERRENO NATURAL SOLO RESIDUAL DE GNAISSE ROCHA ALTERADA Figura 111 Barragem de Itumbiara Estaca 2600 ombreira direita ABMSABGE 1983 Alguns conceitos de Solos I Relações entre grandezas físicas mVol mm VolVol Índices Físicos O solo é meio Poroso onde os poros se intercomunicam Solo VS Volume dos grãos VW Volume de água VV Volume de Vangios Poros VV Var VW VT VS VV MS massa dos grãos sólidos MW massa da água MT massa do solo MT MS MW VT Volume do solo VT VS VV Peso específico do solo Ɣ Ɣ ƔTVT ƔT Ɣb Ɣw VT VS VV Ɣ Ɣwslm Ɣs1m1 Taxa de Umidade W W mWmS W ƔwsleƔs e VVVS n VVVT Sr VWVV W ƔwsleƔs n e1e e m1m Tecer de umidade W W x 100 Massa específica do solo P P Pd massa esp seca Pdt Pract massa esp saturada mt mw ms Peso esp do solo γ γ PT VT γd γs γ mx ĝ Massa esp da água Pw Pw mw Vw 1gcm³ Massa esp dos grãos ou massa esp dos sólidos Ps Ps ms Vs 26 a 29 gcm³ P a maioria dos solos Pode ser maior ou menor 22 Calcular o peso específico para os solos abaixo 23 Calcular a tensão efetiva para o ponto A das seção do exercício anterior Compacidade Relativa ou Densidade relativa Dr Dr emáx emat emáx emin x 100 Dr Compacidade 020 folga 2040 pouco compacto 4060 medianamente compacto 6080 compacto 80100 muito compacto Conclusão 1 Variação do NA acima do NT provoca Δδ 2 Rebaixamento do NA abaixado do NT provoca aumento da tensão efetiva O que o aumento da tensão efetiva provoca no solo Deformação no solo Devo me preocupar com esta deformação no solo A deformação será grande ou pequena Limite de consistência Sólidos semisólidos Plásticos fluidodenso wc wp wl IP wl wp IP Índice de consistência IC wl wmotIP IC consistência SuKP 0 muito mole 005 mole 05075 média 07510 rígida 1 dura 125 125 a 25 25 a 50 50 a 100 100 Hant NA avg mole wl wwp wpl estb e gs wgw wl 1 Delta IC Delta Su EPUFBA DCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aula 03 e 04 Compressibilidade Prof Kleber A Dourado Ensaio Oedométrico Ensaio de compressão confinada Ver vídeo UFSCar httpsyoutubeKqJIv1p6Nts célula asas m ponto brilhadeira diâmetro d S pid24 altura do anel h0 Sárea da secão transversal do anel VolumeSh0 Massa do anel Manel Moldagem do CP CP corpo de prova do m anel CP Manel m CP 4 massa unida do CP Ensaios ms Ps Vs Pd msVt Pd Ps1e e PsPd 1 Ensaio Pd P1w e0 PsPd 1 ms Ps m CPval Pd Ps 3 8 3 Eaxial 0 anel amnijo braco Ensaio em estágios Ex 1º Estágio 625 kPa 2º 125 kPa 3º 25 kPa 4º 50 kPa 5º 100 kPa 6º 200 kPa 7º 400 kPa 8º 800 kPa 9º 200 kPa 10º 50 kPa 11º 1255 kPa Carga O que ocorre firmando Δ θ redução na altura do CP descansa aumento da altura do CP mas neos retoria a deformel tempor esressaf torna mantes Q x L Q x L Q Q x L L 1L 110 movimento Q Q10 Leituras efetuadas em cada estágio t0 quando coloca o carregamento na prensa 000 do Tempo cronômetrorelógio do Extensômetro O que mede UNIVERSIDADE CATOLICA DO SALVADOR ESCOLA DE ENGENHARIA LABORATORIO DE MECANICA DOS SOLOS ENSAIO DE ADENSAMENTO Cliente Amostra Obra Data Altura do CP mm Estagio 210 Carga Vertical kgt Area do CP cm2 Diametro CP em Tensao Normal kPa 635 RL Data Hora Tempo Leit Vert Av Altura final Indice de Observacao min mm cms mm Vazio 0 0125 025 05 1 2 4 6 15 30 60 120 240 420 1300 0000 0813 0813 2000 1595 1980 0017 0017 0020 25 15 20 Ao estabilizar as deformacoes podese iniciar uma novo estagio de carregamento Anel Rijo delta d 0 do anel delta d 0 selo nao de forma radialmente dCP e constante O que ocorre com o delta Vol do CP Altura do CP Indice de Vazios Reducao de Volume Assentamento de Volume Volume Altura Vazios Solidos S H0 HS HS Ho HS S Ho HS e0 e0 HS eo Ho HS HS HS Ho 1 eo conhecidos HS constante durante o ensaio Solidos incompressiveis Volume Altura Volume Altura S x Ho Hs Vazios Ho Hs S x Hs S x Hf Hs Vazios Hf Hs S x Hs Sólidos Hs Sólidos Hs ef S l Hf Hs S Hs ef Hf Hs Hs ef Hf Hs 1 UNIVERSIDADE CATOLICA DO SALVADOR ESCOLA DE ENGENHARIA LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS ENSAIO DE ADENSAMENTO Altura do CP mm 10 Carga Vertical kgf Área do CP cm² Diâmetro CP cm 625 kPa Data Hora Tempo Let Vert Δh Altura final Índice de Observação min mm mm Vazios 0 0000 2000 4000 0125 0013 0013 1597 3957 025 0020 0020 1998 3555 Hs Ho 1 eo Ex eo 4 Ho 20 mm Hs 20 mm 1 4 Hs 4 mm de 19987 4 1 de 19980 4 1 Qual o eo p 625 kPa Ex 1 Esforço 625 kPa 2 125 kPa 3 25 kPa 4 50 kPa 5 100 kPa 6 200 kPa 7 400 kPa 8 800 kPa 9 200 kPa 10 50 kPa 11 125 kPa e125 e125 eo5 Contra des ons Tensão kNm² Tensão de préadensamento Método PachacoSilva 4º def didática maior tensão que solo já viveu em toda sua história geológica 1º horiz Eo 2º Reta de comp Virgem 3º Vertical do Pto de Inflação entre a Reta de comp Virgem e Eo 4º horizontal voltando p a reta de comp Virgem 5º Pto onde a reta de comp Virgem intercepta a horizontal definindo o Svp Índice de Vazios Tensão kNm² Tensão de préadensamento Método PachacoSilva 4º def didática maior tensão que solo já viveu em toda sua história geológica 1º horiz Eo 2º Reta de comp Virgem 3º Vertical do Pto de Inflação entre a Reta de comp Virgem e Eo 4º horizontal voltando p a reta de comp Virgem 5º Pto onde a reta de comp Virgem intercepta a horizontal definindo o Svp Svp 90 kPa Índice de Vazios Tensão kNm² Tensão de préadensamento Método da coesãomoda 1º Reta de comp Virgem 2º Det Pto com menor raio na curva 3º Desenhar a tangente neste ponto 4º Desenhar sem o horizontal ao Pto 5º Desenhar o Bissetriz entre a horizontal e a Reta tangente 6º Svp é definido pelo Pto de Interseção entre a Bisseta e a Reta de comp Virgem Índice de Vazios Tensão kNm² Tensão de préadensamento Método de carregamento 1º Reta de comp virgin 2º Det o Pto com maior rasio em curvas 3º Desenhar a tangente neste ponto 4º Desenhar semahorzontal ao Pto 5º Desenhar a Bimaria entre a tangente e a Reta tangente 6º σVP é dado pelo Pto de interseção entre a Bimaria e a Reta de comp vírgen δVP σVP 94 kPa Índice de compressão virgem Cc e índice de recompressão Cr ou Ce Índice de compressão virgem Cc Cc et ei log σvf log σvi 1 ei0628 δvi 60 kPa 2 ef 0520 δvf 400 kPa Cc 0520 0628 log 400 60 0131 Índice de recompressão Cr ou Cs Cr et ei log σvf log σvi 3 ei 0596 δvi 10 kPa 4 ef 0548 δvf 100 Cn 0548 0596 log 100 10 0048 σv 1m 15 kNm³ 15 kNm² μ 1m 10 kNm³ 10kPa σv 15 10 5 kPa γsub γoet γw σv H γsub Compresso Virgem Hm σv1kPa σVP1kPa 1 5 5 10 50 250 250 Enxasso 40 200 250 descomp 15 75 250 NA constates dem adenso H δ 15 kNm³ Solo Normalmente adensado σvo σVP Solo sobre adenso ou Préadensado σvo σVP Recomp 30 150 250 250 400 400 30 80 comp virgin EPUFBA DCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aula 05 e 06 Compressibilidade Prof Kleber A Dourado Cálculo do Recalque ρ eρ HfHs 1 Hf Hs x 1 e₁ Ho Hs x 1 e₀ ρ ΔH Hf Ho Hs x 1 e₁ Hs x 1 e₀ Hs x e₁ Hs x e₀ Hs x Δe ρ Hs x Δe consistência Nsp 2 muito mole 3 Nsp 5 mole Qual o Hs da Argila mole Qual o Ho Hs Ho 1 e₀ P Ho 1 e₀ x Δe P Hs Δe se depende de que δv₀ δvᴿ γ Cc e₁ e₀ logσv₁ logσv₀ muitos aerométrico Δδv δv₀ δv₁ δvp Cc Cλ P Ho 1 e₀ x Δe Δe Cc x logδv₁δv₀ no se ocorre comp Virgem Δe Cλ x logδv₁δv₀ se ocorre recompres Solo Normalmente adensado δv0 δvp comp Virgin Δe cc x log δvf δv0 P Ho 1 e0 x cc x log δvf δv0 Solo sobreadensado δv0 δvp δvf δv0 Δ δv P Ho 1 e0 x cr x log δvf δv0 Se δvf δvp não recompressão Δe cr x log δvf δv0 Se δvf δvp recompressão entre δv0 a δvp Δe cr x log δvp δv0 comp Virgin entre δvp a δvf Δe cc x log δvf δvp Δe Δe recompr Δe comp Virgin δv0 50 kPa δvp 80 kPa δvf 110 kPa P Ho 1 e0 x Δe P Ho 1 e0 x cr x log δvp δv0 cc x log δvf δvp Ex Será construído sem aterro extenso sobre uma camada de argila resistente alumina orgânica muito mole O perfil geológicogeotécnico inferido do local é representado abaixo bem como as propriedados da argila e do aterro Admitindo que o centro da camada de argila apresenta compressibilidade representativa para toda a camada calcular o recalque devido ao adensamento primário para os seguintes casos a considerado δvp 17 kPa b δvp 39 kPa c δvp 27 kPa Porque considera o centro do camda de argila representativo direto p1 da a camda O aumento que o ΔE do centro é o valor médio da camda P Hs x ΔE do Ponto A ou do Ponto B ΔE é o centro de camda Cix log δv e δv e1 do centro de camda Ciz Cc Cr P Hs x ΔE Centro de camda da argila γm ed 108 4 27 1 4 1340 kNm³ δv0 5 x 134 670 kPa u 5 x 10 50 kPa δv0 670 50 170 kPa a δv0 17 kPa centro de camda da Argila δvp 17 kPa Máximo que solo foi submerso Normalmente adensado comp virgem δv0 δvp P Hs x ΔE P H0 1 e0 x Cc x log δv1 δv0 Δδv γatmo x Hatano 20 kNm² x 1m 20 kPa Será tomado como provisuá de cálculo que Δδv1 Δδvo ou seja não será considerado no cálculo o emponto de água no gros do terreno que ficará submerso δv1 δvo Δδv 17 20 37 kPa P 10m 1 4 x 18 x log 37 17 9122 m b δv0 17 kPa δvP 39 kPa δvf 37 kPa Solo Préadensado haverá recompactação Como δvf δvP Não haverá comp Vingem ρ 10 14 032 log 3717 022 m b δv0 17 kPa δvP 27 kPa δvf 37 kPa Solo Préadensado haverá recompactação δvf δvP haverá compação Vingem Recompactação Inicia em 17 kPa e termina em 27 kPa comp Vingem Inicia 27 e Vai até 37 kPa ρ 10 1 4 032 log 2717 18 log 3727 062 m EPUFBA DCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aula 07 e 08 Compressibilidade Prof Kleber A Dourado b δv0 17 kPa δvP 39 kPa δvf 37 kPa Solo haverá só préadensado haverá pós recompactação ou também comp Vingem como haverá pós rec comp ρ x 032 x log m c δv0 17 kPa δvP 27 kPa δvf 37 kPa Recompactação no início do carregamento Solo haverá só préadensado haverá pós recompactação ou também comp Vingem de recompactação de até comp Vingem ρ 10 1 e x cr x log δvf δv0 cc x log δvf δvP ρ x x log x log m d Considerando fvP 17 kPa recalcula o recalque considerando no cálculo da tensão efetiva a parte do aterro submerso Admitir γsat Aterro 22 kNm³ Ponto A δv0 0 antes da construção do aterro δvP 1P20 P22 P10 δvf 20 8P kPa P em m tensão efetiva ao fim do adensamento primário ΔδvA 20 8 P kPa No final do adensamento primário Centro de correção de angulo Δδv ΔδvA aterro externo δv0 17 kPa em interno δvf 17 208 P δvf 37 8 P δv0 δvf solo normalmente adensado ρ 10 14 18 log 37 8 P 17 ρ 088 cm Campo m Cal m ΔP m 0 1220 1220 1220 0737 0483 0737 0944 0207 0944 0859 0085 0859 0895 0036 0895 0380 0015 0380 0385 0005 01785 0324 00005 000 d Considerando fup 17 kPa recalcula o recalque considerando no cálculo da tensão efetiva a parte do aterro submerso Admitir γfato do Aterro 22 kNm³ P 1014 18 log37 8P17 e Calcular a altura do aterro a ser construído para que após os recalques do adensamento primário o nível do aterro topo esteja 5 m acima do nível inicial do terreno rarb m rcal m dr m 0000 1216 1216 1216 1736 0520 1736 1914 0178 1914 1971 0057 1971 1989 0018 1989 1994 0005 1994 1996 0002 EPUFBA DCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aula 09 e 10 Compressibilidade continuação Prof Kleber A Dourado 3 Cálculo Cv Método de Casagrande 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 01 1 10 100 1000 10000 Altura do CP mm Tempo min Altura do CP mm Tempo min 1º Escolher um ponto no trecho inicial da curva e ler o tempo deste ponto e sua altura Ex 1º Ponto t₁02min h 19667mm 2º Pegar o seguinte pto c o tempo 4 x t₁ Ex t₂ 4 x 02 08 min h₂ 19649 mm 3º Calcular o Δh entre os pontos e somar à altura do primeiro p se obter o H₀ H₀ é a altura inicial do CP p efeito de cálculo Δh 0018 mm H₀ 19667 0018 19685 mm 4º Ajustar uma reta no trecho central da curva onde os pontos são lineares 5º Ajustar semirretas nos pontos finais 6º O pto de interseção dos retas 4º e 5º define o H100 Ex H100 19368 mm H100 altura do CP ao final do adensamento primário p efeito de cálculo 7 calcular o H50 H50 altura do cp cl 50 do adensamento primario H50 H100 H0 2 Ex H50 19368 19685 2 H50 19527 mm 8 Localizar o H50 no eixo das ordenadas e traçar uma horizontal até a curva Neste ponto traçar uma vertical até o eixo das abcissas e ler o t50 t50 tempo correspondente a 50 do adensamento primario t50 22 min Hd altura de drenagem ou distância da drenagem Hd H50 2 Ex Hd 19527 mm 2 9764 mm Cv 0197 x Hd2 t50 Cv 0197 x 9764 mm2 22 min 85 x 107 mm2 min 25 x 108 103 m2 60 s Cv 14 x 108 m2 s Umed 60 T πUmed² 4 π x 05² 4 Ilustração diagramática Linha porosa Disco poroso Lo maior distância que a água deve percorrer no solo até chegar na camada drenante 3 Cálculo Cv Método de Taylor 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Altura do CP mm Raiz Quadrada do Tempo min05 coeficiente de compressibilidade αv αv Δe Δσv cc Δe log σv2 log σv0 coef de compressibilidade volumétrica mv mv αv 1 e0 Analogia ao adensamento unidirecional de Terzaghi EPUFBA DCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aula 11 e 12 Compressibilidade continuação Prof Kleber A Dourado 5 Teoria do Adensamento unidirecional Teoria Terzaghi 1925 permite o cálculo da dissipação do excesso de pressão neutra ao longo do tempo Hipóteses básicas solo homogêneo k independe da posição z solo saturado Sr100 Partículas sólidas e água incompressíveis Adensamento unidirecional Validade da lei de Darcy Propriedades como permeabilidade e coeficiente de compressibilidade av e são constantes Relação linear entre índices de vazios e tensões aplicadas Adensamento unidirecional Aterro Argila Camada drenante Incompressível a h u uo wz z ah ueo ue fzt Hd H2 Direção do fluxo H A hipótese de fluxo unidirecional é válida somente para o caso em que as dimensões do carregamento são superiores à espessura da camada compressível O aterro é suposto ser colocado instantaneamente k h z e e t o 2 2 1 Para o caso de fluxo unidirecional solo saturado a equação geral de fluxo tornase 1 Resolução exprimir o índice de vazios e o potencial total de água em função do excesso de pressão neutra gerado pelo carregamento externo Do processo de adensamento temse pressões totais aplicadas no solo não variam de av Definamos então um índice de compressibilidade de modo que dv dv due 2 w ue h 3 e v du d Princípio tensões efetivas escrito de forma incremental Fazendo 2 em 4 temse av due de ou 4 5 Substituindose as equações 3 e 5 na equação 1 temos Onde Cv k e a o v w 1 O valor de Cv é suposto constante durante a resolução da equação 7 embora as suas duas variáveis variem durante o processo de adensamento Reúne todas características que interferem na velocidade de adensamento t u z u k e 2 e 2 e a o v w 1 1 t u z u Cv e e 2 2 6 7 Cv coeficiente de adensamento cm2s Equação diferencial do adensamento unidirecional v γw m k Cv A resolução analítica da equação diferencial do adensamento 7 consiste em obter u fz t e se dá respeitandose as seguintes condições de contorno 1 Para z 0 ue 0 2 Para z 2Hd ue 0 3 Para to 0 u ah aterro extenso O valor da pressão neutra no início do processo de adensamento é igual ao acréscimo de tensão total vue para todos os pontos Obs Hd distância de drenagem da camada drenante igual a distância que a água tem que percorrer para sair da camada compressível z Hd H2 Argila H areia areia Argila H areia impermeável Hd H O que nos dá método de separação de variáveis Cv t Hd 2 Fator tempo N número inteiro que varia de o Temse Incorpora todas as características do solo que interfere no processo de adensamento A equação 8 permite obter curvas uxz para os casos de camada com dupla drenagem e drenagem simples e considerando distribuição de pressão neutra de forma linear ou constante Essas curvas apresentam a evolução do processo de adensamento para cada instante adotado t1 t2 tn 8 U N N 1 8 1 2 1 2 2 2 1 4 0 2 2 exp EPUFBA DCTM Disciplina Mecânica dos Solos II Aula 15 e 16 Compressibilidade continuação Prof Kleber A Dourado 1 Universidade Federal da Bahia EPUFBA DCTM Resistência Breve Revisão Aulas 17 e 18 Prof Kleber Azevedo Dourado 8 Ensaio de 37 Universidade Federal da Bahia EPUFBA DCTM Resistência ao Cisalhamento do Solo Aulas 19 e 20 Prof Kleber Azevedo Dourado 38 Qual o ângulo formado entre o plano de ruptura e o plano principal de tensões 39 Ensaios de Laboratório Ensaio de cisalhamento Direto 40 2 Ensaio de Cisalhamento Direto 43 2 Ensaio de Cisalhamento Direto 44 2 Ensaio de Cisalhamento Direto 49 2 Ciclo Rocha Solo l Vantagens Ensaios em areias moldagem Planos preferenciais de ruptura l Desvantagens Ruptura progressiva Rotação dos planos principais Não há controle de drenagem 61 UCSAL Escola de Engenharia Resistência ao Cisalhamento dos solos Aulas 21 e 22 Prof Kleber Azevedo Dourado 62 Ensaios de Laboratório Ensaio Triaxial 75 Ensaio Triaxial Ensaio CD Ensaio CU Ensaio UU 91 b Na Figura abaixo são apresentados resultados de ensaios triaxiais do tipo consolidado e drenado em amostras de determinado solo Utilizando o critério de resistência de pico determine os parâmetros de resistência da envoltória MohrCoulomb c e f Resolver analiticamente por trajetória de tensões 95 Resistência ao Cisalhamento dos solos Aulas 25 e 26 Prof Kleber Azevedo Dourado 98 Tensões Cisalhantes provocam variações de volume a solo compacto b solo fofo