Lista_1_UNIDADE_2_Mecnica_dos_Solos_II

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL – CAMPUS CARAÚBAS 
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II 
PROFESSOR: WILKER FERNANDES SOARES 
 
Lista de Exercícios: Unidade II 
(Resistência ao cisalhamento das areias e solos argilosos) 
 
1) Um teste triaxial do tipo drenado (CD) foi realizado em uma areia. Na ruptura 
obteve−se a seguinte relação: σ’1/σ’3 = 4,0. Se A tensão confinante utilizada no 
ensaio foi de 100 kPa, pede−se o ângulo de atrito efetivo do solo e um esboço da sua 
envoltória de resistência, em conjunto com o círculo de Mohr na ruptura. (Resp. ϕ = 
36,87°). 
 
2) O índice de vazios crítico de uma areia é de 0,70, para uma tensão confinante de 200 
kPa. Esboce o comportamento típico desta areia em amostras com um índice de 
vazios de 0,70, quando ensaiadas a tensões confinantes de 50 kPa, 200 kPa e 500 
kPa. 
 
3) Uma areia é adensada em um teste triaxial a um valor de tensão confinante de 420 
kPa e então é cisalhada mantendo−se as válvulas de drenagem abertas, a uma 
velocidade de cisalhamento compatível. Na ruptura obtém−se (𝜎1 − 𝜎3 ) = 1046 
kPa. Determine o ângulo de atrito da areia. (Resp. ϕ = 33,68°). 
 
4) Uma amostra de argila foi submetida a um ensaio CU com uma tensão de 
confinamento de 200 kPa, na qual a amostra encontra-se normalmente adensada. A 
tensão desviatória de ruptura da amostra foi de 600 kPa. Se a pressão neutra na 
ruptura da amostra foi de 30 kPa, calcule o seu ângulo de atrito interno (em termo de 
tensões efetivas) (Resp. ϕ = 39,66°). 
 
5) Num ensaio adensado rápido (CU) romperam−se dois corpos de prova com tensões 
confiantes de 200 e 400 kPa. As tensões no instante da ruptura foram: 
 
CP 𝜎3 (kPa) 𝜎1 (kPa) u(KPa) 
1 200 350 140 
2 400 700 280 
 
Pede-se as tensões do plano de ruptura para o corpo de prova 2. 
 
6) Uma areia é adensada em um teste triaxial a um valor de tensão confinante de 420 
kPa e então é cisalhada mantendo−se as válvulas de drenagem abertas, a uma 
velocidade de cisalhamento compatível. Na ruptura obtém−se (𝜎1 − 𝜎3 ) = 1046 
kPa. Com que tensão de cisalhamento deve ocorrer a ruptura em um ensaio de 
cisalhamento direto nessa areia, com a mesma compacidade, e com uma tensão 
normal aplicada de 670 kPa. (Resp. ϕ = 33,68° e 𝜏 = 446,56 kPa). 
 
7) Os resultados mostrados na Tabela abaixo foram obtidos para ruptura máxima em 
uma série de ensaios triaxiais adensados - não - drenados, com medida da 
poropressão, em corpos de prova de uma argila saturada. Determine os valores dos 
parâmetros de resistência da tensão total e da tensão efetiva. (Esboce os resultados 
na envoltória e nos círculos de Mohr correspondentes). (Resp. ϕ = 21,75° e ϕ’ = 
33,20°). 
 
Pressão Confinante 
Total (kN/m²) 
Diferença das Tensões 
Principais Totais (kN/m²) 
Pressão Neutra 
(kN/m²) 
150 192 80 
300 341 154 
450 504 222 
 
8) Um ensaio triaxial realizado sobre uma amostra de areia pura acusou o seguinte 
resultado na ruptura: 𝜎3 = 100 kPa e 𝜎1 = 400kPa. Pede-se, 
 
a) A envoltória de resistência do solo; Resp. 𝜏 = 𝜎 𝑡𝑔 37° (𝑘𝑃𝑎); 
b) As coordenadas do pólo; Resp. P(100, 0); 
c) A direção do plano de ruptura; Resp. 63° com o plano principal maior 
 
9) Uma amostra indeformada de areia fina argilosa foi utilizada para a realização de 
ensaios triaxiais rápidos, cujos resultados estão mostrados abaixo. 
 
CP 𝜎3 (kPa) 𝜎1 − 𝜎3 (kPa) 
1 50 200 
2 150 400 
3 300 700 
 
Calcular para o CP2: 
 
a) As tensões atuantes em um plano formando 30° com o plano principal maior. 
(Resp σ = 450 kPa e τ= 170 kPa); 
 
b) Direção dos planos onde ocorre a tensão cisalhante de 100 kPa. (Resp. 15° e 
75° com o plano principal maior); 
 
c) Direção do plano de ruptura. (Resp.: 59° com o plano principal maior) 
 
10) A equação da envoltória de ruptura da tensão efetiva para um solo argiloso 
normalmente adensado é τ’ = σ’ tg 30º. Um ensaio triaxial drenado foi realizado 
com o mesmo solo, sob pressão confinante de 69 KPa. Calcule a tensão desviadora 
na ruptura. 
 
 (Resistência ao cisalhamento dos solos argilosos – trajetórias de tensões e 
resistência não drenada) 
 
11) Porque em um ensaio UU a envoltória de resistência obtida é horizontal? Em que 
situações de campo utilizamos este ensaio? 
 
12) Num ensaio adensado rápido (CU) romperam−se dois corpos de prova com tensões 
confiantes de 200 e 400 kPa. As tensões no instante da ruptura foram: 
 
CP 𝜎3 (kPa) 𝜎1 (kPa) u(KPa) 
1 200 350 140 
2 400 700 280 
 
Pede-se 
a) As trajetórias de tensões, a envoltória das trajetórias e de resistência das tensões 
totais, s = f(s) e t= f(s); (Resp. β = 15,25°); 
b) As trajetórias de tensões, a envoltória das trajetórias e de resistência de tensões 
efetivas, s‘ = f(s‘) e t= f(s‘); (Resp. β = 29,05°). 
 
13) Um depósito de argila formou-se por sedimentação no fundo de um lago. Uma 
amostra indeformada, retirada a 10 m de profundidade abaixo do nível do solo, 
apresentou um peso específico de 14 kN/m³ e, num ensaio do tipo CD, um ângulo de 
atrito interno efetivo de 22°. Determine o estado de tensões da amostra no terreno e 
logo após a amostragem, admitindo que o solo seja normalmente adensado. Qual 
será a pressão neutra na amostra, após a extração? 
 
14) Uma amostra do terreno citado no exercício anterior, de menor profundidade, com 
tensão de pré-adensamento de 8 kPa, foi submetida a três ensaios de compressão 
triaxial do tipo CU, com os resultados indicados na tabela a seguir. Determine a 
razão de resistência do solo e estimar a tensão desviadora na ruptura de um ensaio 
CU com confinante igual a 30 kPa. 
 
CP 𝜎3 (kPa) 𝜎1 − 𝜎3 (kPa) 
1 10 6,5 
2 20 13 
3 40 26 
 
 
15) Com base nos resultados dos exercícios anteriores, quais seriam os resultados de 
ensaios do tipo UU, com confinantes de 50 e 75 kPa, em corpos de prova moldados 
a partir da amostra de 10 m de profundidade, admitindo-se que a tensão confinante 
efetiva de 30 kPa estabelecida logo após a amostragem tenha se mantido na 
amostra? 
 
16) Os resultados de dois ensaios triaxiais adensados drenados em um solo argiloso são 
os seguintes: 
 
Ensaio nº σ‘3 (kN/m²) σ‘1 (kN/m²) 
1 186,3 503,7 
2 82,8 331,2 
 
a) Determine a envoltória à trajetória e os parâmetros d’ e β’; 
b) Determine os parâmetros c’ e φ’ e a envoltória de resistência