P3 - Mecânica dos Solos 2 2021-2

Considere a secao do muro mostrada na Figura 01a e que sera construído no terreno cuja secao esta mostrada na Figura 1b. Tambem considere que haverá um entivemento de um metro. São dados: altura do muro H = 3.5 metros; largura B da base do muro de 1,5 metro; sobrecarga q = 30kPa/m; largura do topo do muro (e1) e menor largura da sapata (e2) = 0.2 metro; largura da fuste do muro no encontro desta parte vertical com o topo da sapata = 0.8 metro altura da sapata no ponto de encontro com o fuste (ponto de aplicacao da forca T) = 0.8 metro. Relacque maximo admisível do muro de 10 mm. Cotas de elevacao de metro em metro, distancia horizontal em metro. INFORMAÇÕES SOBRE O ATERRO EXISTENTE: Y = 17 kN/m3; c = 10 kPa; φ = 35°. INFORMAÇÕES SOBRE O SOLO RESIDUAL MADURO: γ = 18 kN/m3; c = 0 kPa; φ = 40°. INFORMAÇÕES SOBRE O SOLO RESIDUAL JOVEM: γ = 23 kN/m3; c = 20 kPa; φ = 40°. Figura 1a: Secao do muro a ser construído. SOBRECARGA q (kPa/m) APLICADA NO TOPO DO ATERRO Aterro existente (silte argiloso) Solo residual maduro (silte argilo-arenoso) Solo residual jovem (silte arenoso) Figure 1b: Perfil do terreno onde sera executado o muro Determine: a) A magnitude do empuxo ativo devido somente aos solos constantes no perfil e seu ponto de aplicacao (1 ponto). b) A magnitude do empuxo ativo somente devido a sobrecarga externa e seu ponto de aplicacao (1 ponto). c) O peso do muro W, adotando o Yconcreto = 25kN/m3. (1ponto) d) A magnitude da força T (veja a Figura 1a), que sera aplicada via o uso de tirantes, para que o muro fique estavel com relação a possibilidade de deslizamento da base. Considere o FS = 1,5. OBS: nao é preciso considerar o comprimento do tirante marcado na figura. Calculem apenas o valor de T para a condicao pedida. (2 pontos) e) A magnitude da força T (veja a Figura 1a) aplicada para que o muro fique estavel com relação a possibilidade de tombamento. Considere o FS = 1,5. OBS: nao é preciso considerar o comprimento do tirante marcado na figura. Calculem apenas o valor de T para a condicao pedida e qual valor deve ser adotado no projeto considerando esta verificacao e a anterior. (1,5 pontos) f) Para a verificação da capacidade de carga do solo residual foi realizado um ensaio de placa, conforme o resultado apresentado na Figura 02. Com base neste resultado, determine a capacidade de carga admissivel do solo de fundacao e verifique a seguranca quanto o capitulo a capacidade de carga do solo de fundacao, devendo, se informado se havera alguma restricao em relação ao recuo do muro nos dados do problema. Enlatie sua conclusao sobre a capacidade de suporte do solo de fundacao do muro (1,5 pontos). PRESSAO (kPa) relacque (mm) FIGURA 02: Resultado do ensaio de placa realizado na camada de fundacao. OBS: o fator de segurança a ser utilizado no resultado deste ensaio deve ser 2 (dois). Comentario: a) pela altura do muro e perfil de solo, o muro vai estar em contato com pelo menos duas camadas! Considerou uma so! (0.25) b) so considerou uma camada. (0.5) (c) (1) (d) (2) (e) (1.5) (f) (1.5) Para a execução do projeto do edifício esquematizado na FIGURA 1, será necessária a execução de um corte e a construção de uma estrutura de contenção de maneira muito lenta. São exigências desse projeto de contenção: (a) um espaço mínimo de cinco metros (5,0 m) entre o edifício e a contenção. A distância da crista do talude até a parede lateral do edifício é de 4,0 metros; (b) considerar a existência de uma carga distributiva de 20 kPa na superfície do terreno de montante, devido a uma provável construção a ser feita posteriormente; (c) o terreno do montante é lodo do talude e do mesmo proprietário. (d) considere que será executado um muro rígido que terá um embutimento mínimo de 1 m do lado deste muro que solo experimentará uma trajetória de compressão lateral. O embutimento deverá ser feito dentro da camada 03. Notar que há a possibilidade da água livre atingindo o nível do terreno de montante. Este muro terá uma altura de 4 metros a partir de sua base, e após atingir esta altura, será feito um talude para montante, com inclinação de 30º. (e) considere que haverá outro solo-muro! Com base nestas informações, responda as questões abaixo: 1) Defina os valores dos parâmetros de resistência de cada camada que serão indicados para o cálculo do empuxo, destacando estes valores e que análise vieram, justificando a sua escolha com base na situação relatada. (MÁXIMO CINCO LINHAS) (2 pontos) 2) Fao e esboço EM ESCALA da seção onde ficará o perfil do talude após a escavação para execução do muro e do talude. Para este provável muro e escavação, faça um lista de TODAS as forças envolvidas para calcular o EMPUXO ATIVO pelo MÉTODO GRÁFICO, considerando APENAS uma superfície de ruptura de forma com inclinação qualquer definida por você e que seja indicada na figura feita. CALCULE cada um dos vetores que podem ser numerariamente determinados, deixando claro os determinados todos os comprimentos ou áreas necessárias no cálculo, bem como os dados de solo que estarão utilizando. Considere que toda a cunha deslizante está saturada e há a possibilidade de água livre. Deixe bem claro como calculou o vetor de resultante de proprefeções, indicando claramente os vetores de carga pirometrica na figura que você esboçou. DEIXE CLARO, também, quais os ângulos e direções de todos estes vetores, lembrando que você terá que definir a superfície de cálculo solo-muro que usará, justificando-a se escolher definir a subida de um vetor de solo entre algum dos gerasd forcqs relacionadas. Indique claramente no diagrama de onde será obtido o valor do empuxo ativo que atuará no muro para esta superfície que você esculhou. Informe como deve ser feita a definição do valor de empuxo ativo a ser usado no projeto (4 pontos). 3) Para o muro projetado, esboce um sistema de drenagem, deixando bem indicado neste esboço os elementos que funcionarão como dreno e como filtro. Podem ser utilizados materiais que são convencionais e geossintéticos, mas, reforça-se, assinale no seu esboço, deixando bem claro, onde eles terão funções drenantes e/ou filtrantes. Esboce também uma rede de fluxo para esta situação, considerando que a distância do NA (QUE ESTÁ NO TOPO DO TALUDE) até a face do talude executado é de 5 metros, para verificação da eficiência do seu projeto de drenagem (2 pontos). FIGURA 01: Perfil de solo e do local onde deve ser executado a contenção. Comentários: (1) (2) (2) (4) (3) não esboçou a rede de fluxo, apenas esboçou algumas linhas de fluxo! (1.5) Explique por qual razão se utiliza teorias tão antigas para o cálculo de empuxos ainda no dia de hoje. E se o projeto a ser calculado fosse de risco elevado, elas são recomendadas de serem usadas? Se, sim, justifique. Se não, indique qual método deveria ser usado para este projeto de alto risco e quais recomendações deveriam ser seguidas nestes projetos de alto risco. Comentários: faltou destacar a importância da verificação da interação solo-estrutura, usando análises do tipo tensão x deformação.