Mecanica dos Solos II - Lista de Exercicios sobre Empuxo e Resistencia

UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR ESCOLA DE ENGENHARIA Disciplina Mecânica dos Solos II Exercícios 1ª Questão Calcular os empuxos ativo e passivo e o ponto de aplicação para a seção de muro apresentada na figura abaixo sabendo que o solo é uma areia com ângulo de atrito interno efetivo igual a 34 peso especifico acima do NA igual a 19kNm³ e abaixo do NA igual a 21kNm³ 2ª Questão a A correlação entre a compacidade relativa Dr de uma areia e seu ângulo de atrito interno efetivo é dado pela expressão 25018Dr Dr em Sabendo que um corpo de prova desta areia moldado com uma compacidade relativa igual a 60 foi submetida a um ensaio triaxial drenado com uma tensão confinante igual a 125kPa estime as tensões no plano de ruptura no momento da ruptura 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 Resolver analiticamente por trajetória de tensões 3ª Questão Calcular o empuxo ativo e seu ponto de aplicação para a seção apresentada na figura abaixo O solo 1 uma areia possuí ângulo de atrito interno efetivo igual a 35 e peso especifico igual a 19kNm³ O solo 2 uma argila possuí ângulo de atrito interno efetivo igual a 31 intercepto de coesão efetivo igual a 5kPa e peso especifico acima do NA igual a 17kNm³ e 19 kNm³ abaixo do NA 4ª Questão Modificado de Barbosa PSA UFV Um corpo de prova foi ensaiado em compressão triaxial com tensão de adensamento de 125 kPa porém a tensão desviatória na ruptura não foi determinada Com o mesmo solo três corpos de prova foram ensaiados no cisalhamento direto Os resultados são apresentados abaixo As dimensões da caixa de cisalhamento são 6cm X 6cm a Qual foi a tensão de cisalhamento no plano de ruptura do ensaio triaxial apresentado acima admitir ensaio drenado 5ª Questão a Determinar as envoltórias de resistência MohrCoulomb total e efetiva utilizando os resultados do ensaio triaxial tipo CU apresentado abaixo b Se um CP deste mesmo solo apresentar na ruptura uma tensão efetiva principal maior igual a 100kPa quais as prováveis tensões no plano de ruptura 6ª Questão a Na tabela abaixo são apresentados resultados de tensões no momento da ruptura em corpos de provas de solo submetidos a ensaios triaxiais do tipo consolidado e drenado Utilizando estes resultados determinar a envoltória de resistência MohrCoulomb 20 pontos cp Tensão Confinante kPa Tensão Desviatória kPa 1 25 64 2 100 280 3 250 640 4 470 1016 5 750 1546 7ª Questão Duas amostras de uma mesma areia saturadas foram moldadas com a mesma compacidade relativa e submetidas a ensaios triaxial tipo consolidado e drenado No início do ensaio a amostra 1 apresentava tensão confinante igual a 400 kPa e contrapressão poropressão igual a 350 kPa e a amostra 2 apresentava tensão confinante igual a 200 kPa e contrapressão poropressão igual a 150 kPa Responda a Qual das duas amostras deve apresentar maior tensão desviatória na ruptura Justifique b Qual a tensão principal total maior na amostra 1 se o ângulo de atrito interno efetivo desta areia é 35 8ª Questão a Amostras de solo compactadas oriundas do solo residual do granulito de SalvadorBa foram submetidas a ensaios de cisalhamento direto sendo os ensaios conduzidos com amostras inundadas e ruptura lenta Utilizando os resultados que são resentados abaixo calcular analiticamente os parâmetros de resistência da envoltória Mohr coulomb Adotar como critério de ruptura a resistência máxima b Se um ensaio triaxial do tipo consolidado drenado fosse realizado com este solo e a tensão principal maior efetiva obtida no momento da ruptura fosse 200kPa quais seriam as tensões no plano de ruptura 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Tensão Cisalhante kPa Deslocamento mm 50kPa 150kPa 250kPa 9ª Questão a Para a seção apresentada na Figura 91 calcular o empuxo ativo e apresentar desenho esquemático com o ponto de aplicação indicando a inclinação desta força com a horizontal Adotar para a areia um ângulo de atrito interno efetivo igual a 34 e peso especifico igual a 20kNm³ b Para a seção apresentada na Figura 92 calcular o empuxo ativo e apresentar desenho esquemático com o ponto de aplicação indicando a inclinação desta força com a horizontal Adotar para a argila um ângulo de atrito interno efetivo igual a 26 intercepto de coesão efetivo igual a 6kPa peso especifico acima do nível de água NA igual a 18kNm³ e abaixo do NA igual a 21 kNm³ Considerar a possibilidade de ocorrência de trincas de tração no solo Figura 91 Figura 92 10ª Questão Considere que o elemento da Figura 101 abaixo está submetido inicialmente às condições geostáticas O NA está a 20m de profundidade Caso a parede se movimente horizontalmente para a esquerda aliviando o suporte lateral quais seriam as tensões vertical e horizontal neste elemento no instante da ruptura E se a parede fosse pressionada na direção do solo FEUERJ Dep Estruturas e fundações Figura 101 11ª Questão 30 pontos Calcular os empuxos ativo e passivo e o ponto de aplicação para a seção de muro apresentada na Figura 111 Adotar para o solo intersepto de coesão efetivo igual a 10kPa e ângulo de atrito interno efetivo igual a 28 peso especifico acima do NA igual a 17kNm³ e abaixo do NA igual a 19kNm³Considerar trincas de tração no solo 12ª Questão a Os resultados apresentados na Tabela 121 foram obtidos em ensaios de cisalhamento direto em amostras de areia compactada Determine os parâmetros de resistência e comente se haveria ruptura em um plano em que atuam 122kPa e 246kPa FEUERJ Dep Estruturas e fundações b Uma argila normalmente adensada tem resistência não drenada igual a 100kPa Em condições drenadas esta apresenta os parâmetros de resistência 30e c 0 kPa Quais serão as tensões principais efetivas no instante da ruptura UFBA Machado e Carvalho Figura 111 Tabela 121 13ª Questão Fazer o dimensionamento da seção transversal do muro de alvenaria de pedra apresentado abaixo atendendo aos seguintes fatores de segurança ao deslizamento mínimo de 15 ao tombamento mínimo de 20 Calcular e desenhar o diagrama de tensões na fundação Adotar para o solo o peso específico igual a 165kNm³ intercepto de coesão efetivo igual a 109kPa e ângulo de atrito interno efetivo igual a 319 Para a alvenaria de pedra adotar o peso específico igual a 230kNm³ Adotar ângulo de atrito entre o solo e o muro igual a 20 Resposta Empuxo igual a 324kNm aplicado a 2m a partir da base Para as questões abaixo após o cálculo do empuxo dimensionar muros de arrimo que atendam os critérios de estabilidade considerando a seguinte geometria para o muro 14ª Questão Para a seção transversal apresentada abaixo calcular o empuxo ativo e indicar o ponto de aplicação para as seguintes alturas 1m 2m 4m 8m Comparar os resultados Solo areia com peso específico 20kNm³ e ângulo de atrito interno efetivo igual a 32 15ª Questão Para a seção transversal apresentada abaixo calcular o empuxo ativo e indicar o ponto de aplicação para as seguintes alturas do nível de água 0m 1m 3m Comparar os resultados para avaliar o efeito do acúmulo de água no retro aterro e a importância de uma boa drenagem nas estruturas de contenção Solo areia com peso específico acima do nível de água 19kNm³ peso específico abaixo do nível de água 21kNm³ e ângulo de atrito interno efetivo igual a 30 16ª Questão Para a seção transversal apresentada abaixo calcular o empuxo ativo e indicar o ponto de aplicação considerando H5m e as seguintes situações a Solo coesivo com peso específico 18kNm³ ângulo de atrito interno efetivo igual a 28 e intercepto de coesão efetivo igual a 12kPa No cálculo do empuxo desconsiderar que ocorrerão trincas de tração no solo b Solo coesivo com peso específico 18kNm³ ângulo de atrito interno efetivo igual a 28 e intercepto de coesão efetivo igual a 12kPa No cálculo do empuxo considerar que ocorrerão trincas de tração no solo e comparar com os resultados encontrados avaliando qual deverá ser a situação adotada em projeto situação crítica c refazer os cálculos considerando um solo não coesivo que tenha mesmo ângulo de atrito e mesmo peso específico Comparar o resultado com o valor calculado na questão anterior e avaliar o efeito da coesão no cálculo do empuxo 17ª Questão Para a seção transversal apresentada abaixo calcular o empuxo ativo e indicar o ponto de aplicação considerando um paramento com altura de 3m e que o solo é uma areia com peso específico 20kNm³ e ângulo de atrito interno efetivo igual a 25 Repetir os cálculos para os seguintes valores de ângulo de atrito interno 30 35 e 40 e 45 Comparar os resultados e avaliar o efeito do ângulo de atrito interno no empuxo 18ª Questão a Calcular os empuxos utilizando a teoria de Rankine para a estrutura de arrimo apresentada na figura abaixo b Verificar a estabilidade do muro de arrimo quanto ao deslizamento e tombamento e traçar o diagrama de tensões na base Considerar δ 18º