Lista respondida Solos 2 - Geotecnia

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Avaliação Unidade 3 - Taludes e Empuxo - Mecânica dos solos 2 
 
 
Instruções: 
1- Todas as questões devem ser digitadas, e enviadas em arquivo word, para a 
verificação de plágio no momento da correção. 
2- Nessa avaliação, serão considerados: a capacidade dos alunos de compreensão dos 
conceitos-chave do curso, e sua capacidade de argumentação com clareza, objetividade 
e fundamentação teórica. É necessário que contenha todos os cálculos e considerações 
feitas, inclusive durante a obtenção dos dados nos ábacos e fórmulas, por isso, estes 
devem estar presentes na resolução das questões, tanto da parte escrita como do vídeo. 
3- Será utilizado um software de análise de plágio com busca por textos da web e entre os 
textos dos discentes da turma. Caso tenha sido confirmado plágio, será atribuída nota 
0,0 correspondente a essa atividade. 
4- Resolução da Lista em dupla. 
5- Sorteio de questões referentes à cada parte, para gravação de vídeo. O vídeo irá validar 
a nota do discente, referente à cada uma das partes. (INDIVIDUAL) 
 
O que é plágio? 
O plágio acadêmico se configura quando um aluno retira, seja de livros ou da 
Internet, ideias, conceitos ou frases de outro autor (que as formulou e as publicou), 
sem lhe dar o devido crédito, sem citá-lo como fonte de pesquisa. Trata-se de uma 
violação dos direitos autorais de outrem. Isso tem implicações cíveis e penais. E o 
“desconhecimento da lei” não serve de desculpa, pois a lei é pública e explícita. Na 
universidade, o que se espera dos alunos é que estes se capacitem tanto técnica como 
teoricamente. Que sejam capazes de refletir sobre sua profissão, a partir da leitura e 
compreensão dos autores da sua área. Faz parte da formação dos alunos que estes sejam 
capazes de articular as ideias desses autores de referência com as suas próprias ideias. 
Para isto, é fundamental que os alunos explicitem, em seus trabalhos acadêmicos, 
exatamente o que estão usando desses autores, e o que eles mesmos estão propondo. Ser 
capaz de tais articulações intelectuais, portanto, torna-se critério básico para as avaliações 
feitas pelos professores.’’ Fonte: CARTILHA DA IACS DA UNIVERSIDADE 
FEDERAL FLUMINENSE disponível em 
https://bibliotecas.ufersa.edu.br/ferramentas/plagio/ 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
CAMPUS CARAÚBAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
Mecânica dos solos 2 
Turma 2021.2 – Professora Desireé Alves 
Aluno: 
 
https://bibliotecas.ufersa.edu.br/ferramentas/plagio/
 
 
 
 
 
Avaliação Unidade 3 - Taludes e Empuxo - Mecânica dos solos 2 
 
Observações: 
● A interpretação faz parte da avaliação, portanto não é permitido fazer perguntas sobre 
as respostas da prova. 
● Todas as respostas devem ser digitadas e os resultados devem ser acompanhados de 
todos os cálculos e considerações necessárias e devem estar claramente identificados e 
organizados. 
● Resolução da Lista em DUPLA. Na Parte 2 da prova, Análise de Estabilidade de 
Taludes por Métodos Computacionais, os problemas devem ser solucionados por meio 
de um dos softwares indicados (escolher um dos 2 indicados), além dos cálculos 
desenvolvidos à mão, feitos na Parte 1, Questões de Cálculo de Análise de 
Estabilidade de Taludes, e as duas respostas devem ser comparadas, a resposta do 
software e a resposta desenvolvida pelo discente. 
● Todas as 4 partes da prova devem explicadas por meio de vídeo com câmera ligada. 
Haverá um sorteio de questões referentes à cada parte, para gravação do vídeo. O vídeo irá 
validar a nota do discente, referente à cada uma das partes. (INDIVIDUAL) 
 
Parte 1: Questões de Cálculo de Análise de Estabilidade de Taludes (1,8 ponto) 
Parte 2: Análise de Estabilidade de Taludes por Métodos Computacionais (0,7 
ponto) 
 
Utilizar MÉTODOS COMPUTACIONAIS para solucionar os problemas da Parte 1 e 
comparar os resultados obtidos pelos 2 métodos. (Licença Estudante – SLOPE/W – 
GEOSTUDIO ou Software Demonstrativo do GEO5 – Módulo Estabilidade de Taludes) 
 
1 - Dados: β= 20°, γ=18 kN/m³, ϕ=25° e c’=14 kN/m². a) Calcule a altura H, que terá 
fator de segurança, Fs igual a 2,5 contra deslizamento ao longo da interface solo-rocha. 
b) Encontre a altura H para o equilíbrio crítico. c) Se houvesse percolação através do solo 
e o nível do lençol freático coincidisse com a superfície do solo, qual seria o valor de Fs? 
Use H = 8 m, 𝜌𝑠𝑎𝑡 = 1,850
𝑘𝑔
𝑚3
, 𝛽 = 15°, 𝑐′ = 25
𝑘𝑁
𝑚2
 𝑒 𝜑′ = 20°. 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
CAMPUS CARAÚBAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
Mecânica dos solos 2 
Turma 2021.2 – Professora Desireé Alves 
 
 
 
 
 
Asgh2[ 
 – Professora Desireé Alves 
Aluno: 
 
 
 
2 - Um maciço com talude infinito, constituído de solo silto-arenoso, rompeu após uma 
chuva intensa em virtude de ter ficado totalmente saturado e de ter perdido a sua parcela 
de resistência devida à coesão. Calcular o coeficiente de segurança que existia antes da 
chuva, quando o NA estava abaixo do topo da rocha, admitindo que a ruptura se deu com 
coeficiente de segurança unitário. 
 
3 - Determine a altura de um talude finito (1 vertical para 2 horizontal) que deve ter fator 
de segurança igual a 2 contra deslizamento. Para o solo, são dos os seguintes valores: 
γ=1700 kg/m³, ϕ=20° e c’=18 kN/m². Assuma que a superfície crítica de deslizamento 
seja plana. 
Imagens para auxiliar na resolução das questões 4, 5 e 6: 
 
 
4 – Um talude de corte deve ser feito em uma argila saturada. Dados: γ=110 lb/ft³ e 
cu’=500 lb/ft² (condição ϕ=0). O talude faz um ângulo, 𝛽, 𝑑𝑒 56° com a horizontal. a) 
Determine a profundidade máxima até a qual o corte deve ser feito. Assuma que a 
superfície crítica de deslizamento é circular. Qual é a natureza do círculo crítico (de pé, 
face ou ponto intermediário)? b) Se precisarmos de um fator de segurança igual a 2,5 
contra deslizamento, qual deve ser a profundidade de corte? 
5 – Um talude em corte foi escavado em uma argila saturada. O ângulo do talude, 𝛽, de 
40°com a horizontal. A ruptura do talude ocorreu quando o corte atingiu uma 
profundidade de 8,5 m. Sondagens anteriores mostraram que uma camada de rocha estava 
localizada a uma profundidade de 12 m abaixo do nível de solo. Assumindo ausência de 
drenagem e que γ=18,5 kN/m³: 
a) Determine a coesão não-drenada da argila 
b) Qual o raio do círculo? 
c) Qual foi a natureza do círculo crítico? 
d) Tomando o topo do talude como referência, a que distância a superfície do 
deslizamento interceptou o fundo da escavação? 
6 - Um talude em corte deve ser feito em argila saturada. Dados cu = 30 kN/ m², condição 
ϕ = 0, e peso específico = 17 kN/m³. O talude forma um ângulo de 60° com a horizontal. 
Determine a altura até a qual o corte pode ser feito. Encontre a distância BC. Represente 
as dimensões gráficas do talude utilizadas nos cálculos. Superfície crítica adotada deve 
ser circular. Qual é a natureza do círculo de atrito (pé, face ou ponto intermediário)? Qual 
a altura necessária para um fator de segurança igual a 2,0? 
 
7 - Um talude em corte deve ser feito em argila saturada. Dados c = 33,5 kN/ m², condição 
ϕ = 10°, e peso específico = 17,29 kN/m³, H = 15,2 m, Talude: 2H:1V. O talude forma 
um ângulo de 60°com a horizontal. Determine para o fator de segurança com relação ao 
deslizamento. (Dica: Utilizar imagens abaixo) 
 
 
 
 
Parte 3: Questões discursivas - Estabilidade de Taludes: (2,0 pontos) 
 
1. O que é um talude e como são classificados? 
2. O que são movimentos de massa e como são classificados? 
3. Existem 2 tipos de Agentes de movimentos de massa: os Predisponentes e os 
Efetivos, explique o que eles representam e cite 8 agentes de cada tipo. 
Referencie-se em Guidicini e Nieble (1984). 
4. Apresente os diferentes tipos de mecanismos de ruptura possíveis de serem 
mobilizados em maciços de solo e rocha, relacionando-os aos perfis geológico-
geotécnicos e ou relevo. Apresente um caso de impacto ocorrido noBrasil, 
descrevendo a causa da ruptura (busque um caso na literatura que não seja o 
convencionalmente esperado ou que não havia como ser previsto). Apresentem 
quem são os agentes, os Predisponentes e os Efetivos. 
5. Existem 3 tipos de Causas de movimentos de massa: os Internos, os Externos e os 
Intermediários, explique o que eles representam e cite 5 causas de cada tipo. 
6. Em que consiste a análise de estabilidade de taludes? Quais as condições que a 
massa de solo é submetida? Quais as situações em que os taludes devem ter sua 
estabilidade analisada e por quê? 
7. Em que consiste o Método das Superfícies Deslizantes e o Método de Análise de 
Tensões e Deformações? 
8. Em que consiste cada um dos 3 métodos de análise de estabilidade de taludes: 
procedimento de massa, fatias e em cunha? 
9. Quais os tipos de Superfície de Ruptura e os modos de ruptura? Como é 
determinada a superfície de ruptura de um talude e seu fator de segurança? 
10. Cite 10 Processos de Estabilização, explicando como são aplicados e como 
funcionam. 
11. Cite 4 Métodos de estabilidade de taludes rochosos, explicando como são 
aplicados e como funcionam. 
12. A água pode influenciar na estabilidade de um talude. Explique como deve se dá 
essa análise, nas seguintes situações: 
1 – Submersão total ou parcial do talude 
2 – Percolação d’água subterrânea por represamento ou chuva 
3 – Pressões neutras de compressão e cisalhamento 
4 – Forças e pressões de percolação 
13. O que são fendas de tração e por que aparecem? Como elas estão associadas às 
superfícies de ruptura? Utilize uma imagem real para demonstrá-la e um esquema 
gráfico de análise deste tipo de ruptura. 
14. Em que consiste e como são realizadas as análises dos os métodos: Método de 
Cullman e Método do Círculo de Atrito? Quais as diferenças entre eles, e em que 
situações podem ser aplicados? 
15. Em que consiste e como são realizadas as análises dos os métodos das fatias: 
Método de Fellenius e Método Bishop Simplificado? Quais as diferenças entre 
eles, e em que situações podem ser aplicados? 
16. Em que consiste e como são realizadas as análises dos métodos das fatias: Método 
de Janbu, Método Morgenstern & Price e Spencer? Quais as diferenças entre eles, 
e em que situações podem ser aplicados? 
17. Discorra sobre problemas de interface entre solos residuais jovem e maduro em 
taludes. Considere frente de umedecimento e elevação do lençol freático. 
18. Quais são as vantagens e desvantagens da monitoração de movimentação de 
massa por meio de controle topográfico? 
19. Para a execução de um projeto básico de um túnel em rocha, podendo escolher 3 
tipos de investigação geotécnica, quais recomendaria e como as prescreveria? 
Quais resultados seriam gerados? Justifique a escolha. 
20. Para a execução de um projeto executivo de uma obra de estabilização de um 
maciço em solo, podendo escolher 2 tipos de investigação geotécnica, quais 
recomendaria e como as prescreveria? Quais resultados seriam gerados? 
Justifique a escolha. 
Parte 4: Questões de Cálculo – Empuxo de Rankine (2,5 pontos) 
1 – O muro apresentado abaixo tem 15 ft de altura e está impedido de se movimentar, 
determine o empuxo lateral de Rankine, P, por unidade de comprimento do muro e a 
localização da resultante. Represente a distribuição da pressão ativa de terra de Rankine 
contra o muro de arrimo. Assuma que para a areia o OCR = 2. 
 
 
2 - Para o muro apresentado abaixo, determine o empuxo ativo de Rankine, Pa, por 
unidade de comprimento do muro e a localização da resultante. Represente a distribuição 
da pressão ativa de terra de Rankine contra o muro de arrimo. 
•H= 6 m; H1= 3 m; γ1= 15,5 kN/m³; γ2= 19 kN/m³; ϕ1= 30°; ϕ2= 36°; q= 15 kN/m³; 
 
 
3 - Calcule o empuxo em um muro de 6m de altura que está contendo um solo arenoso, 
para o caso de o muro não ter deslocamento, para o caso em que o mesmo se desloca para 
à esquerda e para o caso em que ele se desloca para à direita. O γ do solo é 16 KN/m³ e o 
Ângulo de atrito é de 35°. Determine a inclinação das cunhas de ruptura e represente os 
círculos de Mohr correspondentes a cada caso e a envoltória de resistência na ruptura. 
 
 
4. Para um muro com paramento vertical e retroterra inclinada de 14,5°. Pede-se, para um 
ponto situado a 2,8m de profundidade. Considere como parâmetros do solo γ=18kN/m3, 
c=0 e ϕ=35º. 
 
•a) desenhar os círculos ativo e passivo 
•b) determinar os planos de ruptura para as condições ativa e passiva 
•c) determinar a direção dos planos principais 
 
Respostas do Problema 4: 
•paramento vertical; β = 14,5°; z = 2,8m 
•parâmetros do solo γ=18kN/m3, c=0 e ϕ=35º. 
•Condição ativa 
•σ3 = 14,48 atua num plano a 63º com o plano horizontal. 
•σ 1 = 53,42 atua num plano a 153º com o plano horizontal 
 
Condição passiva 
•σ 3 = 47,53 atua num plano a 70º com o plano vertical. 
•σ 1 = 175,36 atua num plano a 20º com o plano vertical 
 
 
5. Sabendo-se que o muro de arrimo sofre um deslocamento para a direita, calcular pelo 
método de Rankine, o valor do empuxo, seu ponto de aplicação sobre o muro e representar 
a distribuição da pressão de terra sobre o muro. Determine a inclinação das cunhas de 
ruptura e represente o círculo de Mohr correspondente e a envoltória de resistência na 
ruptura. 
 
6. Para um muro de altura 3,66m, com paramento inclinado a +20°e retroterra inclinada 
de +20°. Para o aterro granular, é dado que γ = 18,08 kN/m³ e ϕ = 30°. Determine o 
empuxo ativo por unidade de comprimento do muro, assim como a localização e a direção 
da resultante. 
 
7. Para um muro construído no perfil apresentado abaixo, determine o empuxo ativo e 
passivo de Rankine, por unidade de comprimento do muro e a localização da resultante. 
Represente a distribuição da pressão ativa de terra de Rankine contra o muro de arrimo. 
 
8. Um muro de arrimo que tem um aterro de argila saturada é mostrado ao lado. Para uma 
condição sem drenagem (ϕ = 0) do aterro, determine: 
•a) a máxima profundidade da fenda de 
tração; 
•b) Pa antes de ocorrer a fenda de tração; 
•c) Pa após ocorrer a fenda de tração. 
 
 
9. As condições de solo adjacente a uma cortina estão dadas na figura abaixo. 
 
a) Determine a máxima profundidade da fenda de tração; 
b) Plote as distribuições de empuxo ativo, do solo à direita e passivo, do solo à esquerda. 
c) Determine o Empuxo resultante e sua localização antes de ocorrer a fenda de tração; 
d) Determine o Empuxo resultante e sua localização após ocorrer a fenda de tração. 
 
 
10. As condições de solo adjacente a uma cortina estão dadas na figura abaixo. 
a) Determine a máxima profundidade da fenda de tração; 
b) Plote as distribuições de empuxo ativo, do solo à direita e passivo, do solo à 
esquerda. 
c) Determine o Empuxo resultante e sua localização antes de ocorrer a fenda de 
tração; 
d) Determine o Empuxo resultante e sua localização após ocorrer a fenda de tração.