Exame Especial - Mecânica dos Solos 2 2021-2

11/09/2021 10:01 Exame Especial (página 1 de 5) Questão 1 Ainda não respondida Não avaliada Situação Problema Um problema comum ligado a profissão de engenheiro civil é avaliar as condições de segurança de maciços terrosos e contenções, tema este associado a resistência dos materiais, empuxo de solo e de estabilidade de talude. Durante uma inspeção aos taludes pertencentes ao gasoduto Brasil-Bolívia foi observada a presença de uma cicatriz de deslizamento no talude a jusante da Faixa de Dutos, mostrada na Figura 01, após chuvas intensas que caíram na região. Este gasoduto está situado em uma área de corte, tendo, a montante, uma encosta protegida por vegetação rasteira e árvores de médio e grande porte e, a jusante, um talude recoberto por vegetação de pequeno e médio porte. Para subsidiar os estudos e a elaboração do projeto de contenção foi realizado o levantamento planialtimétrico do local de interesse e a partir de sondagens obtidos o perfil geológico geotécnico da seção considerada crítica, conforme mostrado nas Figuras 01 e 02. Você está ciente de que a prova será realizada com base nesta situação problema Escolha uma opção: O Verdadeiro Figura 1 - Localização da seção crítica S1-S1 em planta. Figura 2 – Seção S1-S1, perfil geológico geotécnico. https://virtual.ufmg.br/20211/mod/quiz/attempt.php?attempt=4993088&cmid=228556 2/3 11/09/2021 10:02 Exame Especial (página 2 de 5) PAINEL > MINHAS TURMAS > 2021_1 - MECANICA DOS SOLOS II - TC > EXAME ESPECIAL > EXAME ESPECIAL Questão 2 Ainda não respondida Vale 30,00 ponto(s). Para a solução do problema é preciso ter em mente qual o modelo teórico relacionado ao problema em questão, identificando os possíveis agentes potenciais associados aos processos de instabilização. Sobre a análise do problema, responda as questões abaixo: a) Ao analisar a situação apresentada, qual seria o tipo de movimento de massa que está ocorrendo a ponto de apresentar uma cicatriz de ruptura no talude logo acima do tubo de 16" de diâmetro? Justifique sua resposta. Esboce a possível essa superfície de ruptura (4 Pontos); b) Defina qual seriam os esforços aplicados (ações solicitantes) e as forças resistentes (ações internas) ao longo da vida útil do projeto, descrevendo os seus efeitos no problema a apresentado (4 Pontos); c) Considerando que a região sofre com um período chuvoso intenso nos meses de dezembro a janeiro, descreva, o que ocorrerá no local se o nível de água atingir a cota de 845m, esboçando a provável rede de fluxo que se estabelecerá. Também descreva qual será o efeito que pode-se observar em termos de efeitos mecânicos e na resistência de um ponto localizado na cota 842, que em períodos não chuvosos não apresenta nível de água, quando o N.A atingir a cota 845m (08 Pontos); d) Sobre as condições iniciais e finais e as condições de contorno do problema, responda: i. Defina quais seriam as condições de contorno e as condições iniciais e finais que teriam que ser determinadas neste problema. (2 pontos) ii. Especifique qual o programa de investigação geotécnica deverá ser adotado para definição das condições de contorno? E para a definição das condições iniciais? Para cada item de investigação definir os parâmetros a serem obtidos (4 Pontos). iii. Considerando a necessidade de realização de ensaios para definição dos parâmetros de resistência do solo, qual deverá ser o tipo de ensaio a ser realizado? Justificar a sua resposta (4 Pontos). iv. Qual deve ser o fator de segurança mínimo a ser considerado para as condições do problema apresentado e de acordo com as prescrições estabelecidas pela norma NBR11682? Justifique a sua resposta. Comente também qual deveria ser o tipo de análise a ser realizada, se determinística, probabilística ou de risco, justificando. (4 Pontos) Tamanho máximo para arquivos: 20Mb, número máximo de anexos: 1 Arquivos Você pode arrastar e soltar arquivos aqui para adicioná-los. Tipos de arquivos aceitos Documento PDF .pdf Gabarito prova 3 https://virtual.ufmg.br/20211/mod/quiz/attempt.php?attempt=4993088&cmid=228556&page=1 Seguir para... 11/09/2021 09:44 Exame Especial (página 3 de 5) Questão 3 Ainda não respondida Vale 40,00 ponto(s). Como o maciço apresentado é constituído principalmente de material fino (silte argiloso), foi retirado uma amostra de solo na cota 842m e realizado um ensaio de compressão triaxial adensado e não drenado Os resultados são apresentados na figura abaixo: Tensão desviadora x Deformação Axial Tensão desviadora com tensão de confinamento de 50kPa Tensão desviadora com tensão de confinamento de 100kPa Tensão desviadora com tensão de confinamento de 150kPa Tensão desviadora com tensão de confinamento de 200kPa Pressão neutra x Deformação Axial Tensão confinante de 50kPa Tensão confinante de 100kPa Tensão confinante de 150kPa Tensão confinante de 200kPa Trajetórias - Tensões Totais p - 50kPa p - 100kPa p - 150kPa p - 200kPa https://virtual.ufmg.br/20211/mod/quiz/attempt.php?attempt=499221&cmid=228556&page=2 2/4 11/09/2021 09:44 Exame Especial (página 3 de 5) Trajetórias - Tensões Efetivas q (kPa) 250 200 150 100 50 0 0 0 50 100 150 200 p' (kPa) p' - 50kPa p' - 100kPa p' - 150kPa p' - 200kPa a) Mediante os resultados do ensaio, apresentados nas figuras acima, determinar GRAFICAMENTE os parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo em termos de tensão totais e efetivas via as trajetórias de tensões. Justificar sua resposta (4,5 Pontos). b) Obter GRAFICAMENTE as envoltórias de Mohr-Coulomb de tensão total e efetiva. Deixe claro os valores adotados e use compasso para o traçado dos círculos de Mohr, que TEM QUE estar em escala. Comente sobre a qualidade dos resultados (5,5 Pontos). c) Pelos resultados de ensaios apresentados, é possível informar se o solo atingiu sua condição de Estado Crítico? Justifique, incluindo, necessariamente, o que É Estado Crítico em sua justificativa (3,5 Pontos). d) As amostras ensaiadas estavam com índice de vazios inicial na fase de cisalhamento acima ou abaixo do índice de vazios crítico? Justifique (4,5 Pontos). e) Esboce uma Linha de Estado Crítico para este solo e represente os resultados deste ensaio neste gráfico. Para isto, estime a relação entre os índices de vazios iniciais da fase de cisalhamento das amostras de cada ensaio (defina de qual ensaio é o menor, o intermediário e o maior), justificando. Também deixe claro, no seu esboço, se as amostras atingiram ou não a Linha de Estado Crítico, justificando (4,5 Pontos). f) Considerando que a tensão de pré-adensamento deste material seja 100kPa, calcule a razão de pré-adensamento das amostras. Informe se os resultados apresentados estão condizentes com o que seria esperado para estes OCRs. (4,5 pontos) g) Para a trajetória de tensão em termos de tensões efetivas com tensão confinante inicial de 200kPa, determine GRAFICAMENTE as tensões principais no momento na ruptura, o polo, justificando a sua posição, e as tensões que atuam em um plano que faz 25° no sentido horizontal, com o plano de atuação da tensão principal maior. (4 pontos) Na parte superior, o aterro executado compactado com solo fino (Silte Argiloso), foi retirado uma amostra de solo na cota 844,5 m e realizado ensaio cisalhamento direto. Os resultados são apresentados na figura abaixo: https://virtual.ufmg.br/2021.11/mod/quiz/attempt.php?attempt=499221&cmid=228556&page=2 3/4 11/09/2021 09:44 Exame Especial (página 3 de 5) a) Mediante o resultado apresentado na figuras acima, determinar GRAFICAMENTE os parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo, considerando as tensões de pico. Determine as tensões principais no momento da ruptura e indique a posição do polo. Justificar sua resposta (5 Pontos). b) Esboce a linha de Estado Crítico deste solo e represente este ensaio de cisalhamento em relação a esta linha. Deixe claro se as linhas representando o ensaio chegarão ou não na Linha de Estado Crítico representada. (4,5 Pontos). Tamanho máximo para anexos: 20Mb, número máximo de anexos: 1 Arquivos Você pode arrastar e soltar arquivos aqui para adicioná-los. Tipos de arquivos aceitos Arquivos de documentos de texto .doc .docx .epub .gdoc .odt .oth .ott .pdf .rtf Documento PDF .pdf ← Gabarito prova 3 Seguir para... https://virtual.ufmg.br/2021.11/mod/quiz/attempt.php?attempt=499221&cmid=228556&page=2 4/4 11/09/2021 09:44 Exame Especial (página 4 de 5) PAINEL > MINHAS TURMAS > 2021.2 | - MECÂNICA DOS SOLOS II - TC > EXAME ESPECIAL > EXAME ESPECIAL Questão: 4 Ainda não respondida Vale 10,00 ponto(s) Obtido os parâmetros de resistência dos solos através dos ensaios na questão anterior e sabendo que o N.A. máximo historicamente nunca ultrapassou a cota 845, sabe-se que a ruptura deste talude será provavelmente por uma superfície circular que que se inicia na base de uma trinca de tração iniciada a 10 metros de distância do pé do talude representando na Figura 02. Com estas informações: (a) calcule a profundidade da trinca de tração. (2 pontos) (b) esboce a superfície de ruptura no corte, considerando a trinca de tração calculada. (1,5 ponto) (c) Considerando a superfície de ruptura desenhada, faça a divisão das fatias para uma boa análise da estabilidade. (1,5 ponto) (d) Esboce as forças atuando em uma fatia deste talude para o caso de aplicação do Método de Fellenius, Esta fatia deve estar localizada à direita da vertical que passa pelo centro da superficie de ruptura (deixe bem claro qual das fatias do seu esboço no item (c) você está representando). Mostre como se define a carga piezométrica atuante, quais os parâmetros de resistência seriam utilizados na análise de estabilidade para esta fatia, qual o sinal do ângulo da tangente ao meio da base, justificando a sua resposta. (2 pontos) (e) Calcule qual a altura máxima do NA nesta fatia para que ela, isoladamente, para que ela tenha um F.S de 1.5. (3 pontos) Tamanho máximo para arquivos: 20Mb, número máximo de anexos: 1 Arquivos Você pode arrastar e soltar arquivos aqui para adicioná-los. Tipos de arquivos aceitos Documento PDF .pdf ← Gabarito prova 3 Seguir para... https://virtual.ufmg.br/2021.11/mod/quiz/attempt.php?attempt=499221&cmid=228556&page=3 1/2 11/09/2021 09:45 Exame Especial (página 5 de 5) PAINEL > MINHAS TURMAS > 2021_1 - MECANICA DOS SOLOS II - TC > EXAME ESPECIAL > EXAME ESPECIAL Questão 5 Ainda não respondida Vale 20,00 ponto(s). Utilizando as respostas enviadas nas questões anterior, responda as questões abaixo: a) Defina uma seção de muro de arrimo do tipo atirantado (ou seja, que NÃO vai trabalhar por gravidade), com base de sua sapata DENTRO da camada 02. Este muro deve ter um embutimento mínimo de 2 m do lado que experimenta uma trajetória de compressão lateral e uma linha de tirantes na cota 844, com uma inclinação de 10º. Para o muro projetado, defina e justifique qual é a teoria para cálculo de empuxo que você vai utilizar. Faça o esboço do muro DESTACANDO SUAS DIMENSÕES (2,5 Pontos). b) Desenhe todos os diagramas de distribuição de TENSÃO correspondente SOMENTE AO EMPUXO ATIVO para este muro projetado, em cada camada. Faça necessariamente o esboço do muro projetado para isto, deixando claro cada uma das camadas em relação a ele e altura que cada diagrama afeta. Calcule as resultates parciais de empuxo ativo. Deixe claro quais os dados foram usados no cálculo (pesos específicos, parâmetros de resistência etc) (05 Pontos). c) Desenhe todos os diagramas de distribuição de TENSÃO correspondente SOMENTE AO EMPUXO PASSIVO para este muro projetado. Faça necessariamente o esboço do muro projetado para isto, deixando claro cada uma das camadas em relação a ele e altura que cada diagrama afeta. Calcule as resultates parciais de empuxo passivo. Deixe claro quais os dados foram usados no cálculo (pesos específicos, parâmetros de resistência etc ) (2,5 Pontos). d) Faça a verificação de estabilidade do muro com relação ao deslizamento e ao tombamento. O fator de segurança exigido é de 1,5 para o deslizamento e para o tombamento. Deixe todos os elementos da memória de cálculo bem claros (por exemplo, monte a fórmula da soma de verticais na camada 01, braços de alavancas com o ponto de rotação etc), os valores aferidos e comparações destes com os específicos de todos os elementos indicados. Faça as duas verificações, independente de terem dado na 00 PF sendo positivo. Indique quais providências a tomar caso alguma das verificações não forem aprovadas.. (5 Pontos). e) Para o muro projetado, determine qual deverá ser a força aplicada no tirante para que se torne estável o muro ao tombamento e deslizamento para um fator de segurança de no mínimo 2 (5 Pontos). Tamanho máximo para arquivos: 20Mb, número máximo de anexos: 1 Arquivos Você pode arrastar e soltar arquivos aqui para adicioná-los. Tipos de arquivos aceitos Documento PDF .pdf ⬅ Gabarito prova 3 Seguir para... https://virtual.ufmg.br/20211/mod/quiz/attempt.php?attempt=499221&cmid=228556&page=4 1/2