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Engenharia Agrícola ·
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS UFPEL Centro de Engenharias Disciplina Mecânica dos Solos Prof Dra Ingrid Belchior LISTA DE EXERCICIOS PERMABILIDADE E TENSÕES 1 No permeâmetro mostrado na figura 1 adote h 28cm z 24 cm e L 50cm A seção transversal do permeâmetro é de 530 cm2 O peso específico da areia é de 18 kNm3 Mantida a carga hidráulica mediuse um volume de 100 cm3 escoando em 18 segundos Qual o coeficiente de permeabilidade do material Resposta k19x102 cms 2 Os seguintes dados são para o ensaio de permeabilidade de carga variável Comprimento da amostra de solo 150 mm Área da amostra de solo 1964 mm2 Área do piezômetro 25 mm2 No tempo t 0 diferença de carga 400 mm No tempo t 8 min diferença de carga 200 mm a Determine a condutividade hidráulica do solo cms Resposta 275 x 104 cms b Qual foi a diferença de carga no tempo t 6 min Resposta 2382 cm 3 A figura 2 exibe a seção transversal de uma barragem com 500 m de comprimento que é sustentada por uma camada de areia permeável com 2 m de espessura Foi observado que a quantidade de água que flui pela camada de areia na vala de coleta é de 250 m3dia Qual é a condutividade hidráulica da camada de areia Resposta 3125 mdia Figura 2 4 Num ensaio de permeabilidade com permeâmetro de carga variável como mostrado na Figura 3 quando a carga h era de 65cm acionouse o cronômetro Trinta segundos após a carga h era de 35 cm L 20 cm e A 77 cm2 são as dimensões do corpo de prova e a área da bureta é de 12 cm2 a Qual é coeficiente de permeabilidade do solo em estudo Resposta 64x103 cms 5 Determine a quantidade de água que escoa pelo tubo indicado na Figura 4 O tubo tem uma seção de 100 cm2 e o solo um coeficiente de permeabilidade k 4 105 cms O tempo de escoamento é de 42 min Respostas 84 106 m3 Figura 4 6 Calcule a variação dos valores de tensão total tensão efetiva e poropressão u com a profundidade do perfil mostrado na Figura 5 As características das camadas 1 2 e 3 para cada caso são proporcionadas a seguir Exercício No de camada Espessura Parâmetros do solo a 1 H1 21 m d1723 kNm3 2 H2 366 m sat1896 kNm3 3 H3 183 m sat185 kNm3 1 H1 3 m d16 kNm3 b 2 H2 6 m sat18 kNm3 3 H3 25 m sat17 kNm3 1 H1 5 m e 07 Gs 269 c 2 H2 8 m e 055 Gs 27 3 H3 3 m w 38 e 12 Figura 5 Respostas Exercício Ponto kNm2 u kNm2 kNm2 a A 0 0 0 B 3618 0 3618 C 10557 359 6967 D 13942 5385 8557 b A 0 0 0 B 48 0 48 C 156 5886 9714 D 1985 8338 11512 c A 0 0 0 B 776 0 776 C 24208 7848 1636 D 30025 10791 19234 7 Considere o perfil do problema 6c Qual é a mudança na tensão efetiva no ponto C se a O lençol freático cair 2m Resposta c 1764 kPa b O lençol freático aumenta na superfície até o ponto A Resposta c 1353 kPa c O nível de água aumenta 3m acima do ponto A em razão de uma inundação Resposta c 1353 kPa 8 Para o perfil exibido na Figura 6 calcule as variações de tensão total tensão efetiva e poropressão u nos pontos A B e C Resposta Ponto kNm2 u kNm2 kNm2 A 0 0 0 B 648 0 648 C 1692 4905 12015 Figura 6 9 A Figura 7 exibe a zona de ascensão capilar dentro de uma camada de argila sobre o lençol freático Para as seguintes variáveis plote a variação dos valores de tensão total tensão efetiva e poropressão u com a profundidade Dados H1 305 m H2 243 m H3 488 m Grau de saturação S 40 Figura 6 Resposta Profundidade m kNm2 u kNm2 kNm2 0 0 0 0 305 5475 0 953 5475 6428 548 1036 9734 18826 0 4787 9734 14038 10 Consulte a figura 7 Uma área retangular flexível está sujeita a uma carga uniformemente distribuída de q330 kNm2 Determine o aumento de tensão vertical a uma profundidade de 6m nos pontos A B e C Respostas A 75 2 kNm2 B 348 kNm2 C 2868 kNm2
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS UFPEL Centro de Engenharias Disciplina Mecânica dos Solos Prof Dra Ingrid Belchior LISTA DE EXERCICIOS PERMABILIDADE E TENSÕES 1 No permeâmetro mostrado na figura 1 adote h 28cm z 24 cm e L 50cm A seção transversal do permeâmetro é de 530 cm2 O peso específico da areia é de 18 kNm3 Mantida a carga hidráulica mediuse um volume de 100 cm3 escoando em 18 segundos Qual o coeficiente de permeabilidade do material Resposta k19x102 cms 2 Os seguintes dados são para o ensaio de permeabilidade de carga variável Comprimento da amostra de solo 150 mm Área da amostra de solo 1964 mm2 Área do piezômetro 25 mm2 No tempo t 0 diferença de carga 400 mm No tempo t 8 min diferença de carga 200 mm a Determine a condutividade hidráulica do solo cms Resposta 275 x 104 cms b Qual foi a diferença de carga no tempo t 6 min Resposta 2382 cm 3 A figura 2 exibe a seção transversal de uma barragem com 500 m de comprimento que é sustentada por uma camada de areia permeável com 2 m de espessura Foi observado que a quantidade de água que flui pela camada de areia na vala de coleta é de 250 m3dia Qual é a condutividade hidráulica da camada de areia Resposta 3125 mdia Figura 2 4 Num ensaio de permeabilidade com permeâmetro de carga variável como mostrado na Figura 3 quando a carga h era de 65cm acionouse o cronômetro Trinta segundos após a carga h era de 35 cm L 20 cm e A 77 cm2 são as dimensões do corpo de prova e a área da bureta é de 12 cm2 a Qual é coeficiente de permeabilidade do solo em estudo Resposta 64x103 cms 5 Determine a quantidade de água que escoa pelo tubo indicado na Figura 4 O tubo tem uma seção de 100 cm2 e o solo um coeficiente de permeabilidade k 4 105 cms O tempo de escoamento é de 42 min Respostas 84 106 m3 Figura 4 6 Calcule a variação dos valores de tensão total tensão efetiva e poropressão u com a profundidade do perfil mostrado na Figura 5 As características das camadas 1 2 e 3 para cada caso são proporcionadas a seguir Exercício No de camada Espessura Parâmetros do solo a 1 H1 21 m d1723 kNm3 2 H2 366 m sat1896 kNm3 3 H3 183 m sat185 kNm3 1 H1 3 m d16 kNm3 b 2 H2 6 m sat18 kNm3 3 H3 25 m sat17 kNm3 1 H1 5 m e 07 Gs 269 c 2 H2 8 m e 055 Gs 27 3 H3 3 m w 38 e 12 Figura 5 Respostas Exercício Ponto kNm2 u kNm2 kNm2 a A 0 0 0 B 3618 0 3618 C 10557 359 6967 D 13942 5385 8557 b A 0 0 0 B 48 0 48 C 156 5886 9714 D 1985 8338 11512 c A 0 0 0 B 776 0 776 C 24208 7848 1636 D 30025 10791 19234 7 Considere o perfil do problema 6c Qual é a mudança na tensão efetiva no ponto C se a O lençol freático cair 2m Resposta c 1764 kPa b O lençol freático aumenta na superfície até o ponto A Resposta c 1353 kPa c O nível de água aumenta 3m acima do ponto A em razão de uma inundação Resposta c 1353 kPa 8 Para o perfil exibido na Figura 6 calcule as variações de tensão total tensão efetiva e poropressão u nos pontos A B e C Resposta Ponto kNm2 u kNm2 kNm2 A 0 0 0 B 648 0 648 C 1692 4905 12015 Figura 6 9 A Figura 7 exibe a zona de ascensão capilar dentro de uma camada de argila sobre o lençol freático Para as seguintes variáveis plote a variação dos valores de tensão total tensão efetiva e poropressão u com a profundidade Dados H1 305 m H2 243 m H3 488 m Grau de saturação S 40 Figura 6 Resposta Profundidade m kNm2 u kNm2 kNm2 0 0 0 0 305 5475 0 953 5475 6428 548 1036 9734 18826 0 4787 9734 14038 10 Consulte a figura 7 Uma área retangular flexível está sujeita a uma carga uniformemente distribuída de q330 kNm2 Determine o aumento de tensão vertical a uma profundidade de 6m nos pontos A B e C Respostas A 75 2 kNm2 B 348 kNm2 C 2868 kNm2