Mecânica dos Solos - Atividade 2

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ATIVIDADES DAS AULAS 05 A 08 
 
Curso: Engenharia Ambiental e Sanitária | 
Prof.(ª): Amanda Matos da Silva Santos 
Disciplina: Mecânica dos Solos 
Aluno : Anderson Fink 
 
 
Aula 05 
Permeabilidade 
Atividade 13: 
O coeficiente de permeabilidade de uma areia que possui índice de vazios de 0,62 é 
0,03cm/s. Calcule o valor do coeficiente de permeabilidade caso este solo tiver um índice 
de vazios de 0,48. (Resposta: 0,0152cm/s). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Atividade 14: 
Num ensaio de permeabilidade em que foi determinado um coeficiente de permeabilidade 
de 1,8 x 10^-2 cm/s de certo solo, se a temperatura da água fosse de 15°C, como deveria 
ser considerado o coeficiente de permeabilidade em termos correntes da mecânica dos 
solos? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Aula 06 
Tensões no Solo e Resistência 
Atividade 15: Calcule as tensões totais, pressões neutras e tensões efetivas para as 
seguintes situações abaixo: 
a) Tensões nos pontos A, B, C e D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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b) Tensões na cota -14mnos pontos A, B, C e D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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c) Tensões na cota -7m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Atividade 16: 
Para um solo argiloso que possui 10m de espessura, calcule qual será a tensão horizontal 
aplicada nesta profundidade? 
Dados: 
i. Peso específico do solo argiloso: 19kN/m³ 
ii. Coeficiente de empuxo em repouso: 0,7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Atividade 17: 
Cite os pontos positivos e negativos dos ensaios de cisalhamento direto e triaxial. 
 
Pontos positivos dos ensaios de cisalhamento direto: 
• É um método muito simples, prático e baixo custo. 
• Permite determinar a resistência residual. 
Pontos positivos dos ensaios de cisalhamento triaxial: 
- É considerado um dos mais confiáveis e, por isso, é amplamente utilizado para ensaios 
convencionais e de pesquisas. 
 - É um dos principais métodos para medir propriedades mecânicas dos solos. 
- Tem como principal vantagem o fato de ser o método que mais se aproxima das 
condições reais do sol, pois é possível simular as cargas axiais e radiais que o solo está 
submetido. 
Pontos negativos dos ensaios de cisalhamento direto: 
• Plano de ruptura é pré-determinado 
• Não permite controlar as pressões dos poros. 
• O estado das tensões completas não é conhecido 
Pontos negativos dos ensaios de cisalhamento triaxial: 
- Mais complexo. 
- Possui Custo mais alto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Aula 07 
Compressibilidade 
Atividade 18: 
Pesquise um TCC ou dissertação de mestrado que estudou o efeito do colapso ou 
expansão de um solo a partir do ensaio de adensamento e faça uma dissertação sobre esta 
pesquisa com 30 a 40 linhas. 
 
O principal objetivo desse trabalho é avaliar, a partir de um caso real, se a compactação 
é um procedimento capaz de eliminar o potencial de colapso de um solo silte argiloso do 
Município de Icó, Ceará, em área destinada à construção de conjunto residencial. 
Decorre destes fatos, a importância em se detectar a presença desse tipo de solo e analisar 
o seu comportamento frente aos agentes que desestabilizam a sua estrutura, tais como a 
intensidade da carga atuante do líquido inundante (AGNELLI e ALBIERO, 1997). 
Segundo Vilar, Machado e Bueno (1998), os solos potencialmente colapsáveis 
apresentam como característica a estrutura macroscópica fofa, baixo grau de saturação e 
partículas maiores mantidas por cimentação ou por tensão capilar. 
Os solos colapsíveis são caracterizados por uma estrutura altamente porosa em que as 
partículas sólidas se mantêm interligadas por meio de vínculos que possuem uma 
resistência temporária proveniente de forças capilares ou de adsorção, ou pela presença 
de algum agente cimentante. 
Dentro dessa categoria estão as argilas expansivas altamente plásticas, solos residuais 
lateríticos e saprolíticos, além de uma grande variedade de depósitos aluvionares, 
coluvionares e eólicos, diferentes tipos de solos compactados e cimentados. 
Quando submetidos a variações de umidade, principalmente, por condições climáticas, 
esses solos apresentam mudanças de resistência ao cisalhamento e instabilidade 
volumétrica, originando fenômenos como colapso e expansão. 
As características dos solos potencialmente expansivos são: solos não saturados, presença 
de argilo-minerais expansivos (especialmente as montmorilonitas), solos derivados de 
rochas ígneas (basaltos, diabásios e gabros) e de rochas sedimentares (folhelhos e 
calcários). 
 
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Geralmente a ocorrência de solos colapsáveis está relacionada a locais com deficiência 
hídrica, em regiões de baixos níveis de precipitações pluviométricas, embora tenha 
havido a constatação desses tipos de solos em outras regiões de maior pluviosidade. 
Estas postulações têm em comum a descrição da estrutura do solo que fixa que o volume 
de grãos é mantido junto numa forma de estrutura de colmeia de abelhas através de um 
tipo de material ligante ou força nos pontos de contato. 
Os fatores que influenciam a colapsividade dos solos são: estrutura, peso específico 
aparente seco, umidade, tipo de permeante, mineral argílico, velocidade de inundação, 
tensão vertical de inundação, trajetória de tensões etc. 
O colapso se dá pela ação de algum agente externo que causa o enfraquecimento da 
estrutura e provoca o deslizamento das partículas, resultando em um rearranjo da estrutura 
do solo, com a consequente redução de volume (GOMES, 2006). 
Os métodos indiretos são baseados na classificação mineralógica, índices físicos, limites 
de consistência e parâmetros associados à textura e composição da argila. 
(2008) podem ocorrer na construção de obras onde ocorrem cortes e aterros, mas com 
fundações construídas na mesma cota de forma que os elementos de fundação fiquem 
assentes em solos de diferentes comportamentos, resultando em recalques diferenciais 
importantes ou mesmo o colapso das fundações. 
Segundo Pinto (2006), os ensaios edométricos representam adequadamente as condições 
do terreno abaixo de fundações superficiais, tendo como vantagem seu baixo custo 
quando comparado a outras técnicas utilizadas para previsão de recalques. 
Segundo Gomes (2006), o ensaio de compressão edométrica simples para o corpo de 
prova na umidade natural, deve ser realizado de maneira convencional até a tensão em 
estudo (25 kPa). 
Um solo potencialmente expansivo é aquele que apresenta aumento ou contração de 
volume quando sofre variação na umidade ou na sucção, por ser constituído por minerais 
expansivos. 
O objetivo da compactação do solo é conferir a este uma homogeneização e melhoria de 
suas características de engenharia, tais como: aumentar a resistência ao cisalhamento, 
reduzir os recalques e aumentar a resistência à erosão (MASSAD, 2010). O processo de 
compactação de um solo pode ser subdividido em etapas, visando aplicar maior esforço 
para levar o material às condições exigidas pelo projeto ou norma técnica, com a 
 
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finalidade principal de conformar a superfície compactada. Os fatores que influem na 
compactação de campo são: teor de umidade do solo, número de passadas do 
equipamento, espessura da camada compactada e características do equipamento 
(pressão, área de contato etc.). Não sendo atingida a compactação desejada, a qual não 
deverá ser inferior a um determinado valor do grau de compactação (fixada pela 
especificação adotada), o material deverá ser removido e recompactado (DNIT, 2006). 
Argilas compactadas no ramo seco da curva de compactação desenvolvem um arranjo de 
partículas que não exibe influência marcante do tipo de compactação empregado, ao passo 
que, quando compactadas no ramo úmido, são significativamente afetadasa orientação 
das partículas, a resistência, a permeabilidade e a compressibilidade das argilas 
(CERNICA, 1995). 
Os problemas em fundações superficiais que envolvem o solo, de acordo com Milititsky 
et al. (2008) é que podem ocorrer na construção de obras onde ocorrem cortes e aterros, 
mas com fundações construídas na mesma cota, de forma que os elementos de fundação 
fiquem assentes em solos de diferentes comportamentos, resultando em recalques 
diferenciais importantes ou mesmo o colapso das fundações. 
Esse procedimento resulta em sapatas apoiadas em condições diferentes das estimadas 
em decorrência das características precárias do material sem os cuidados necessários de 
compactação, o que resulta na ocorrência de recalques (MILITITSKY et al., 2008). 
Ricardo e Catalani (2007) recomendam que para a utilização de aterros como fundação é 
necessário que estes aterros apresentem um grau de compactação de 90% a 95% do 
Proctor modificado ou 95% a 100% do Proctor normal. 
Para identificar o provável comportamento colapsível do solo avaliado e o seu potencial, 
realizaram-se ensaios de adensamento simples e duplo, realizados em corpos de prova 
indeformados e a partir dos resultados dos ensaios puderam-se construir um gráfico 
relacionando o índice de vazios (e) com o logaritmo das tensões aplicadas. 
Após a estabilização das deformações do 2o estágio, que corresponde a tensão de 25 kPa 
(tensão de projeto), foi realizada a inundação da amostra e esperada, novamente, a 
estabilização das deformações. 
Posteriormente, para verificar o efeito da compactação no potencial de colapso/expansão 
do solo realizaram-se ensaios de adensamento simples e duplo em corpos de prova 
compactados. 
 
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Com relação aos corpos de prova ensaiados na condição natural, a partir do ensaio 
edométrico duplo observou-se um distanciamento considerável entre as curvas 
correspondentes ao solo natural e inundado, indicando tratar-se de um solo possivelmente 
colapsível. 
Para o caso específico em que trata esse artigo, as amostras de solo estudadas 
apresentaram comportamentos divergentes de acordo com o tipo de procedimento de 
ensaio (edométrico simples ou duplo), no entanto, será necessário a realização de um 
número maior de ensaios em trabalhos futuros para a comprovação, ou não, da 
mencionada divergência de resultados; 
A partir da realização desse trabalho verificou-se que o processo de compactação se 
mostrou uma técnica eficiente para minorar ou mesmo eliminar tanto o potencial de 
expansão quanto de colapso do solo estudado. 
Dessa forma, a realização deste trabalho contribui para a área do conhecimento pois 
comprova, a partir do estudo de um caso real, que a compactação de solos potencialmente 
colapsíveis ou expansivos presentes no interior do Ceará, de fato, reduz seus potenciais a 
níveis aceitáveis para uso como suporte de fundações superficiais de edifícios. 
CHAGAS, Gleiber da Silva, MOURA, Alfran Sampaio, CARNEIRO de Araujo Carneiro) Utilização 
da compactação para redução do potencial de colapso/expansão de um solo silto de massapê 
da Cidade de Icó. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Aula 08 
Investigação do Subsolo 
 
Atividade 19: 
Quais informações conseguimos na realização do ensaio SPT? 
Com o ensaio de SPT coletamos informações referentes a resistência do solo, medida pelo 
índice de resistência a penetração do solo determinado pela soma dos golpes dados pelo 
martelo de ferro. São coletadas amostras de metro a metro, permitindo a análise tátil e 
visual das distintas camadas do subsolo em suas respectivas profundidades. Em suma 
podemos obter informação da estratigrafia do terreno, mostrando a composição das 
camadas de solo, nível do lençol freático, os tipos de solos que compõem essas camadas, 
mineralogia, tipos de rochas, as compacidades ou consistência além dos valores de 
resistência à penetração que será muito utilizado para dimensionamento das fundações. 
 
Atividade 20: 
Que tipo de amostras conseguimos por meio do ensaio SPT? 
Conseguimos amostras de metro a metro, permitindo a análise tátil e visual das distintas 
camadas do subsolo em suas respectivas profundidades e sua composição. É utilizada um 
equipamento chamado amostrador para recolher as amostras, as quais se dividem em: 
1- Amostras de Lavagem, com cerca de 500g, obtidas pela decantação da água de 
circulação, em recipientes com capacidade mínima de 100L. Nesse processo de 
amostragem, é vedada a prática de coleta do material acumulado durante o avanço 
da sondagem em recipientes colocados junto à saída da água de circulação; 
2- Amostras de Trado, com cerca de 500g, constituídas por material obtido durante 
a perfuração e coletadas na parte inferior das lâminas cortantes do trado; 
3- Amostras de Barrilete amostrador SPT, com cerca de 200g, constituídas pela 
parte inferior do material obtido no mostrador (bico). Sempre que possível, a 
amostra deve ser acondicionada, mantendo-se intactos os cilindros de solo 
obtidos; 
4- Amostras de Baldinho, com cerca de 500g, constituídas por material obtido na 
bomba-balde (baldinho com válvula de pé).