Hipóteses e Condições de Contorno no Adensamento Unidirecional

Adensamento Fale sobre as principais hipóteses adotadas na resolução da equação de fluxo para o caso de adensamento unidirecional Quais as condições de contorno adotadas na resolução da equação diferencial Ilustre em um gráfico de forma esquemática as variações da pressão neutra da tensão total e da tensão efetiva com o tempo durante o processo de adensamento No caso do adensamento unidirecional a equação de fluxo é utilizada para descrever o movimento da água através de um solo saturado verticalmente durante o processo de adensamento Existem várias hipóteses adotadas na resolução dessa equação que simplificam o problema para permitir uma análise mais prática Aqui estão algumas das principais hipóteses comumente utilizadas Equação de Darcy A equação de fluxo baseiase na lei de Darcy que estabelece que o fluxo de água através de um meio poroso saturado é proporcional ao gradiente de carga hidráulica Essa relação é expressa pela equação de Darcy que assume um fluxo laminar e é válida para meios porosos saturados Fluxo unidimensional A hipótese de fluxo unidimensional é adotada para simplificar o problema considerando que o fluxo ocorre apenas em uma direção vertical Essa suposição permite a resolução da equação de fluxo em uma dimensão simplificando os cálculos Solo homogêneo e isotrópico A hipótese de solo homogêneo e isotrópico assume que as propriedades do solo como permeabilidade e compressibilidade são uniformes e não variam com a direção Essa suposição simplifica o modelo matemático tornandoo mais fácil de resolver Compressibilidade constante A equação de fluxo considera a compressibilidade do solo que representa a sua capacidade de se deformar sob a ação de uma carga Na resolução do adensamento unidirecional assumese que a compressibilidade do solo é constante ao longo do processo de adensamento Permeabilidade constante A hipótese de permeabilidade constante considera que a permeabilidade do solo permanece inalterada durante o adensamento Essa suposição é adequada para situações em que a estrutura do solo não é afetada significativamente pelo processo de adensamento É importante ressaltar que essas hipóteses podem não ser adequadas para todos os casos e que podem existir outras considerações específicas dependendo das características do solo e do problema em questão As hipóteses adotadas devem ser avaliadas com base na situação específica e na precisão desejada para a análise do adensamento unidirecional Parte superior do formulário Defina percentagem de adensamento média Fale como a percentagem de adensamento média é utilizada na previsão de recalques diferidos no tempo Em um estrato de argila abaixo do nível dágua a pressão neutra é de 36 kPa Se a distância entre o ponto considerado no estrato de argila e o nível dágua é de três metros perguntase O estrato de argila está totalmente adensado Explique porque Uma amostra argila saturada é sujeita a um acréscimo de tensão de 240 kNm 2 após um determinado período de tempo é determinado que a poropressão na amostra é de 72 kNm 2 Qual a percentagem de adensamento média da amostra O recalque total de uma camada de solo mole é estimado em 15m Se após 9 meses a camada de solo mole recalcou 45cm qual o recalque esperado para um período de tempo de 18 meses Um estrato de argila de 5m de espessura está entre duas camadas de areia altamente permeável Se uma amostra desta argila com 25mm de espessura demora 12 min para adensar 50 quanto tempo será necessário para adensar 90 camada de argila em campo Uma amostra de argila saturada normalmente adensada tem uma altura de 24mm e uma umidade de 20 quando submetida a uma tensão vertical de 100 kPa Se quando a tensão vertical na amostra é elevada para 200 kPa a amostra diminui em altura 3mm calcule o índice de compressão da mesma adotar s 27 kNm 3 Uma camada de argila tem 45m de espessura e está assente sobre um leito de rocha sã muito pouco fissurada O coeficiente de adensamento da camada de argila é de 45 x 10 8 m 2 s Determine o período provável requerido para que a amostra sofra 50 do recalque total esperado Quais as bases teóricas sobre as quais se assenta a teoria para a resolução de problemas de fluxo Cite uma diferença entre o caso de fluxo de água em solos e o caso de fluxo de água em condutos fechados Diferencie fluxo estacionário de transiente escrevendo a equação geral de fluxo particularizada para os casos de fluxo estacionário bidimensional e fluxo transiente unidirecional Uma camada de argila tem 45m de espessura e está assente sobre um leito de rocha sã muito pouco fissurada O coeficiente de adensamento c v da camada de argila é de 45 x 10 8 m 2 s Se está previsto um recalque total para o solo de 80cm quanto tempo demorará para o solo adensar 20cm Em um determinado terreno possuindo o perfil geotécnico apresentado a seguir será construído um galpão o qual acrescerá a tensão vertical ao longo do perfil em 150 kPa Calcular o recalque sofrido pela camada de argila considerando um ponto situado na metade de sua espessura como representativo de toda camada considerandose que a A camada de argila é normalmente adensada b A camada de argila possui um OCR razão de sobreadensamento igual a dois Cc 075 e Ce 008 Em um determinado local é encontrado o perfil geotécnico apresentado na figura a seguir Calcule o recalque a ser apresentado pela camada de argila se neste local forem construídas obras as quais acrescerão a tensão vertical 400 kPa A tensão de sobreadensamento do solo no ponto médio da camada de argila é superior à tensão vertical efetiva de campo em 200 kPa A partir de ensaios de laboratório realizados no solo obtevese Cc 090 Ce 008 e C v 1 x 10 4 cm 2 s Quanto tempo demorará para a camada atingir um recalque de 30cm Em um terreno o qual possui o perfil geotécnico apresentado a seguir será efetuado um rebaixamento do lençol freático de modo que o mesmo passará a se encontrar na mesma profundidade que o extrato de argila 2m Calcular o recalque a ser apresentado pela camada de solo mole Considerar o solo normalmente adensado como um Cc 075 e a umidade da areia após o rebaixamento como igual a 30 A camada de argila apresentada abaixo sofreu um acréscimo de tensão de 075kgcm 2 para 125kgcm 2 Considerando a camada normalmente adensada determine o recalque final devido ao adensamento da camada o tempo para que se atinja uma porcentagem de adensamento de 70 o tempo para que ocorra 100 de adensamento qual seria o tempo necessário para ocorrer 100 de adensamento se essa camada fosse duplamente drenada Sobre uma camada de argila orgânica saturada normalmente adensada de 100m de espessura assente sobre um depósito de areia grossa foram construídos um aterro e sobre este uma obra como indicado na figura abaixo A obra transmite um acréscimo de tensão vertical no meio da camada de argila de 70kNm 2 Determinar o recalque do ponto A no centro da obra devido ao adensamento da camada argilosa após 200 dias cv 3 x 108m2s A execução de um ensaio de adensamento sobre uma amostra de argila saturada grão 273kNm 3 forneceu os seguintes resultados 2 Pressões kNm 0 54 107 214 429 858 1716 3432 0 Leitura extensômetro mm 5000 4747 4493 4108 3449 2608 1676 0737 1480 A altura inicial da amostra era de 190mm e o teor de umidade medido no final do ensaio foi de 198 Traçar o gráfico e x log e determinar a tensão de sobreadensamento da argila Determinar os valores do coeficiente de compressibilidade volumétrica m v correspondente aos intervalos de pressões de 100 a 200kNm 2 e de 1000 a 1500 kNm 2 e o valor do índice de compressibilidade Uma amostra de solo saturado normalmente adensado tem sua umidade reduzida de 30 para 20 quando em um ensaio de compressão confinada a tensão vertical é elevada de 100kPa para 300kPa Se o peso específico das partículas sólidas do solo é de s 27 kNm 3 qual o índice de compressão do solo Obtevese no final de cada estágio do ensaio de adensamento os dados de índice de vazios versus tensão vertical efetiva apresentados abaixo O índice de vazios inicial da amostra era de 0725 e a pressão vertical efetiva existente era de 130kPa Pedese Plotar os dados e x log Calcular a razão de sobreadensamento OCR Se o ensaio executado é representativo de uma camada de argila de 12m calcular o recalque para essa camada de argila considerandose que um acréscimo de tensão de 220 kPa foi aplicado Índice de vazios Tensão kPa 0708 25 0691 50 0670 100 0632 200 0635 100 0650 25 0642 50 0623 200 0574 400 0510 800 0445 1600 0460 400 0492 100 0530 25 A execução de um ensaio de adensamento sobre uma amostra de argila saturada sat273kNm 3 forneceu os seguintes resultados correspondentes a um acréscimo de pressões entre 214 e 429 kNm 3 Tempo min L exten mm 0 500 0 467 1 462 1 453 2 441 4 428 9 401 16 375 25 350 36 328 49 315 64 306 81 300 100 296 200 284 400 276 1440 260 Após 1440min a altura da amostra era de 1360mm e o teor de umidade de 359 Pedese determinar o coeficiente de adensamento da argila para o acréscimo de cargas considerado pelos métodos log t e raiz t Uma camada de argila de espessura de 12m é drenada nas duas faces topo e base A argila tem coeficiente de adensamento c v igual a 80x10 8 m 2 s Encontrar a porcentagem de adensamento para a argila após 5 anos de carregamento nas profundidades 3 6 9 e 12m Se uma estrutura aplica um incremento de tensão vertical média de 100kPa na camada de argila pedese estimar o excesso de pressão neutra a ser dissipado nessa camada após 5 anos para as profundidades de 3 6 9 12m Calcular o tempo requerido para essa camada de argila recalcar 025m sabendose que o recalque total da camada é de 052m Quanto tempo será requerido para ocorrer um recalque de 025m se a camada de argila tiver apenas uma face drenante O recalque total de um edifício devido ao adensamento de uma camada de argila normalmente adensada drenada por ambos as faces é estimado em 10cm Considerando altura da camada de argila igual a 6m e Cv25x10 4 cm 2 s determine a o tempo para que seja atingido o recalque total b o tempo para que seja atingido um recalque de 5cm Uma análise de recalque feita considerando dupla drenagem da camada de argila topo e base para uma estrutura proposta apresentou 25cm de recalque em 4 anos e um recalque total de 10cm No entanto investigações detalhadas em campo revelaram a existência de apenas uma camada drenante base Para essa situação determinar o recalque total e o tempo requerido para a camada de argila atingir um recalque de 25cm Fale o que você entende sobre tensão de sobreadensamento Como pode ser obtida Quando um solo é sobreadensado ou normalmente adensado e quais as implicações dessas condições no cálculo dos recalques Quais são as possíveis formas de se definir percentagem de adensamento média de uma camada U Para que finalidades o parâmetro U é utilizado Supondo um aterro extenso e uma camada homogênea de solo com dupla drenagem como deverá variar a percentagem de adensamento ao longo da camada para um determinado instante É verificado que depois de decorrido algum tempo uma amostra de argila apresenta um excesso de pressão neutra de 40 kPa Se o acréscimo de tensão aplicado à amostra foi de 100 kPa e esta deverá recalcar 2mm ao final do adensamento quanto a amostra já deverá ter recalcado até o instante considerado Uma amostra argila saturada tem em seu ponto médio a sua pressão neutra elevada de 100 kPa para 200 kPa logo após a construção de um aterro Após um determinado período de tempo é determinado que a pressão neutra na amostra é de 172 kNm 2 Qual a percentagem de adensamento da camada neste ponto Utilizando o gráfico abaixo e considerando os dados da questão anterior qual seria a percentagem de adensamento média da camada Qual seria a pressão neutra para um ponto situado a uma profundidade de um quarto da espessura da camada de argila Descreva detalhadamente o processo de adensamento de uma camada de solo argiloso Comente e ilustre com gráficos as variações da tensão neutra total e efetiva com o tempo durante esse processo ao longo da camada Fale sobre as principais hipóteses da teoria de Terzaghi para o fenômeno do adensamento No terreno cujo perfil é indicado abaixo será construído uma caixa dágua apoiada em sapata circular de 87m de diâmetro transmitindo pressões da ordem de 390 kNm 2 Para a construção da fundação da caixa dágua o terreno foi escavado até o NA com uma cava de formato retangular de dimensões 945x105m considere o centro da sapata circular coincidente com o da escavação Uma segunda estrutura foi construída a 42m de distância do centro da caixa dágua a qual aplica uma carga de 220kN no terreno Pedese Determinar e traçar os diagramas de tensões totais efetivas e neutras no solo devidas ao peso próprio Determinar o recalque total da camada de argila após a construção das estruturas A partir de ensaios de laboratório realizados no solo obtevese índice de compressão primária de 098 índice de recompressão de 0088 tensão de sobreadensamento de 182kPa e coeficiente de adensamento de 8 x 10 4 cm 2 s Estimar o recalque após ter decorrido 36meses da construção das estruturas O índice de vazios de uma argila A decresce de 0572 para 0505 para uma mudança na pressão de 120 para 180 kNm 2 O índice de vazios de uma argila B decresce de 0612 para 0597 sobre o mesmo incremento de pressão A espessura da amostra de argila A é 15 vezes a espessura da argila B O tempo requerido para atingir 50 de adensamento foi 3vezes maior para a amostra B que para a amostra A a Qual é a relação entre o coeficiente de permeabilidade das argilas Num determinado terreno possuindo perfil geotécnico indicado abaixo será construído uma torre de transmissão de energia de 35m de altura apoiada em sapata retangular de dimensões 72x5m a qual transmitirá ao terreno pressões da ordem de 320kNm 2 Para a construção da fundação da torre o nível do lençol freático deverá ser rebaixado até a base da camada de areia fina e em seguida deverá ser construído um aterro compactado com d 175kNm 3 w13 com 25m de altura 128m de crista e taludes 11 Para efeito de cálculo considerar a fundação da torre apoiada no topo do aterro e o centro da fundação coincidente com o centro do aterro Pedese Determinar e traçar os diagramas de tensões totais efetivas e neutras iniciais no solo devidas ao peso próprio Determinar o recalque total da camada de argila após a construção da torre Considerar que após o rebaixamento do NA a areia fina ficou com Sr70 A partir de ensaios de laboratório realizados no solo obtevese índice de compressão primária de 040 índice de recompressão de 003 tensão de sobreadensamento de 68kPa e coeficiente de adensamento de 6x 10 4 cm 2 s No terreno cujo perfil é indicado abaixo será construída uma torre de TV sendo as especificações de projeto Escavar o terreno até o NA com uma cava de formato retangular de dimensões 825m x 1320m Executar a fundação da torre em sapata circular de 66m de diâmetro centro coincidente com o centro da escavação e transmitindo pressões da ordem de 200kNm 2 Pedese a determinar o recalque da estrutura devido ao adensamento da camada de argila sabendo que a tensão de sobreadensamento é de 120kNm 2 b Estimar o tempo necessário para ocorrer 70 do recalque previsto sendo c v 35x10 8 m 2 s As fundações de um edifício foram projetadas como sapatas assentes numa camada de areia compacta apresentando capacidade de carga adequada Entretanto a existência de uma camada subjacente de argila mole revelada pelas sondagens causou preocupações com relação aos recalques que poderiam ocorrer tornando necessário o estudo deste solo com relação ao seu possível adensamento Você está encarregado de proceder esta análise para elaborar um relatório a ser submetido aos projetistas da obra a partir dos dados obtidos pelas sondagens e ensaios realizados os quais estão consolidados no perfil abaixo Neste relatório para atender às solicitações dos projetistas com relação ao pilar n o 6 indicado no perfil você deve informar o seguinte A espessura da camada compressível A profundidade em que foram realizados os estudos de adensamento tendo em vista as recomendações técnicas para um caso como este Os valores das tensões verticais total e efetiva e a pressão neutra no plano médio da camada compressível Em que estado de adensamento se encontra a camada compressível antes da construção da sapata justifique numericamente sua resposta O estado de adensamento da camada compressível após a construção da sapata admita que o acréscimo de pressão no plano médio da camada compressível será de 30kPa O valor do recalque total que poderá sofrer a sapata