MS_AULA03_compacta__o_e_tens_es

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MECÂNICA DOS SOLOS
Aula 3
PROF. Msc MARCOS BRENOL RENK
BRASÍLIA 03/2023
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
➢ Grupos do trabalho sobre Investigação de Subsolo:
Grupo 1: Marcelo, Filipe, Danyella, Adelino
Grupo 2: Benedito, Gabriela, Raquel, Rodrigo, Graziella
Grupo 3: Juliano, Yasmim, Márcio, Patrícia
Grupo 4: Afonso, Niso, Adalberto, Guilherme A
Grupo 5: Raymundo, Wellington, Jackson, Rosania
Grupo 06: Jean, David, Claudio, Pedro
Grupo 07: Pedro Paulo, Sergio, Hugo, Samantha e Pedro Henrique
❖ Trabalho em grupo: Seminário sobre Investigação de subsolo
• Data: 31/03/2023
• Apresentação oral (powerpoint) + trabalho escrito;
• Temas:
1. Poços e Sondagens a trado;
2. Sondagem SPT;
3. Sondagem Rotativa;
4. Ensaio de Cone (CPT/ CPTU)
5. Ensaio de Palheta (Vane test)
6. Ensaio de dilatômetro (DMT)
7. Ensaio Pressiométrico (PMT)
• Responder:
• O que é? Como é realizado?
• Para que tipos de solo?
• Para que serve? Tipos de obras?
• Qual o resultado fornecido e sua interpretação?
• Trabalho escrito:
• 7 páginas;
• Capa padrão NBR;
• Desenvolvimento;
• Bibliografia.
✓ Uma amostra de solo testada em laboratório tem massa igual a 3840g,
após secagem em estufa a massa passou a 3340g. Sabe-se ainda que a
densidade de 2,70 e índice de vazios de 0,60. Calcular seu grau de
saturação?
Msu = 3840 g
Mss = 3340 g
δ = 2,70
e = 0,60
h = Mw/Mss ..... h = 15%
𝑠 ⋅ ⅇ = ℎ. 𝛿
S .0,6 = 0,15. 2,70
S = 0,675 = 67,5%
SOBRE A AULA PASSADA ...
✓ Qual alternativa abaixo está relacionada a: "Essa partícula pode se
originar da alteração do mineral feldspato e de outros minerais que
compõem certas rochas. É formada por granulometria fina, menor que
areia. Esses grãos se ligam uns aos outros, dificultando a circulação de
água e ar."?
a) Argila
b) Areia
c) Matacão
d) Silte
e) bloco
COMPACTAÇÃO
ADENSAMENTO
CAPILARIDADE
PERMEABILIDADE
PERCOLAÇÃO
CURVA DE COMPACTAÇÃO
Ɣd = peso especif. apar. Seco
W = h = teor de umidade
𝜸𝒅 = 𝜸 ⋅
𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎 + 𝒉
A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por
aplicação de alguma forma de energia (impacto, vibração, compressão
estática ou dinâmica). Seu efeito confere ao solo um aumento de seu peso
específico e resistência ao cisalhamento, e uma diminuição do índice de
vazios, permeabilidade e compressibilidade. Através do ensaio de
compactação é possível obter a correlação entre o teor de umidade e o peso
específico seco de um solo quando compactado com determinada energia.
O ensaio mais comum é o de Proctor (Normal, Intermediário ou
Modificado), que é realizado através de sucessivos impactos de soquete
padronizado na amostra.
OBJETIVOS UTILIZAÇÃO
Aumentar contato grãos Pavimentação
Reduzir os vazios Barragens de terra
Aumentar resistência Estabilização de maciços
Reduzir compressibilidade Aterros
➢ CONTROLE:
• Grau de compactação
• 𝐺 =
𝛾𝑐
𝛾𝐿
× 100
Ɣc = peso especif. em campo
ƔL = peso especif. em laboratório
✓ Em um ensaio de compactação as informações necessárias para se 
determinar a umidade ótima de um solo são,
a) Teor de umidade, peso do solo seco e peso compactado;
b) Saturação do solo e peso especifico aparente seco;
c) Massa de umidade, peso específico do solo, grau de compactação;
d) Peso especifico aparente seco, a quantidade de água presente e a 
porosidade;
e) Massa de solo úmido, massa de solo seco, volume do corpo de 
prova e peso compactado da amostra.
ACEITA OU REVOLVE?
𝐺𝐶 =
𝛾𝐶
𝛾𝐿
× 100
GC = (1,75/1,82) x 100
GC = 0,9615 x 100
GC = 96,15%
Compactação de camada de terraplenagem aceita.
✓ Analisando a curva de compactação qual a umidade ótima e a
respectiva massa específica seca?
13,70% e 1,86 g/cm3
✓ Na execução de aterros ou de outros serviços que exijam a compactação de
solos, deve-se controlar o Grau de Compactação − GC obtido em campo. O
GC compara a massa específica aparente seca (densidade) do solo em
campo com a prevista em projeto e o seu resultado deve ser igual ou maior
ao especificado em projeto, dependendo da camada compactada em
análise. Para a determinação da densidade em campo deve-se realizar o
ensaio
a) do frasco de areia.
b) de expansão.
c) do CBR.
d) de SPT.
e) de resiliência
✓ O peso específico de um solo compactado tende a ter um valor maior do
que o peso específico aparente do mesmo solo. Qual seria o motivo para
isso?
a) O critério para se aplicar uma compactação efetiva altera as propriedades
dos grãos.
b) Como a compactação diminui o volume, o peso específico compactado
torna-se maior.
c) A redução dos espaços vazios provoca um maior grau de aderência entre
as partículas, tornando a massa de grãos mais coesos e pesados.
d) Ao aumentarmos a massa de material formado pela compactação,
aumenta-se o peso específico.
e) Embora ocorra uma diminuição do ar dos espaços vazios, a água fica
retida entre os grãos compactados, provocando assim uma sobrecarga no
peso específico.
✓ Sabendo que através da curva compactação de um determinado solo
obtivemos a umidade ótima e peso específico aparente seco máximo,
respectivamente, 12% e 19,00 kN/m3. Sendo assim, marque a alternativa
que representa o índice de vazios e o grau de saturação, respectivamente,
na condição ótima de compactação. Peso específico relativo do sólido =
2,60 e a porosidade é de 27%.
a) 0,55 e 84%
b) 0,12 e 55%
c) 0,37 e 84%
d) 0,12 e 64%
e) 0,37 e 55% S.e = h.δ
η = e / (1 + e)
0,27 = e / (1 + e) ..... e = 0,37
S.0,37 = 0,12.2,60
S = 0,84 = 84%
Resp.: V – V – F – V - V
➢TENSÕES:
𝜎 = 𝜎′ + 𝑢
𝜎 = 𝛾 ⋅ 𝑧
• Extratificação do solo:
𝜎𝑣 = 𝛴𝛾 ⋅ 𝑍
Tensões totais
➢ Terzaghi: PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS
Todos os efeitos mensuráveis resultantes de variações de tensões nos solos, como
compressão, distorção e resistência ao cisalhamento são devidos a variação de
tensões efetivas.
Logo, a tensão efetiva é responsável pelo comportamento mecânico do solo e só
mediante uma análise de tensões efetivas se pode estudar os fenômenos de
resistência e deformação do solo.
✓ ATIVIDADE: Supondo o perfil abaixo calcular a tensão total e efetiva na 
cota do ponto A.
σ = ɣ. Z + ɣsat . Z
σ = 18.3 + 20.4 = 134 KN/m2
u = Ɣw . Zw = 10 . 4 = 40 kN/m2
𝛔’ = 𝛔 – u = 134 – 40 = 94 kN/m2
✓ Calcule as tensões totais, neutras e efetivas para as cotas -12 m.
Ɣsat = 20,9 kN/m3
Ɣsat = 20,0 kN/m3
• Descobrir peso especifico úmido 
(natural) da primeira camada:
ɣ = ɣd.(1+h)
ɣ = 16,8.(1+0,17)
ɣ = 19,66 kN/m3
• Perfil extratificado = tensões acum.
σ = 19,66.4 + 20,9.4 + 20.7
σ = 302,24 kN/m3
u = 10.11 = 110 kN/m3
σ’ = 302,24 – 110 = 192,24 kN/m3
Calcular a tensão efetiva no ponto A sabendo que o NT = NA.
Tensão total em A = 100,7 kPa
Tensão neutra em A = 60 kPa
Tensão efetiva em A = 40,70 kPa
Respecivamente, 36 kN/m3; 0 e 36kN/m3 
Exercícios:
CALCULAR AS TENSÕES EFETIVA TOTAL E EFETIVA NOS PONTOS “A” E “D”? 
ENTENDE-SE QUE OS PESOS ESPECÍFICOS ABAIXO DO N.A. SÃO SATURADOS.
PONTO A:
σ = 𝛔’ = 2 X 17 = 34 Kn/m2
PONTO D:
σ = 2 X 17 + 3 X 18 + 2,5 X 20 + 2 X 19 = 176 Kn/m2
u = 3 X 10 + 2,5 X 10 + 2 X 10 = 75 Kn/m2
σ' = 176 - 75 = 101 Kn/m2
✓ Sobre o processo de adensamento, pode-se dizer que o seu efeito em solos é:
a) apenas benéfico, já que há um ganho de tensão efetiva e resistência.
b) apenas benéfico, já que há um deslocamento.
c) apenas maléfico, já que há um deslocamento.
d) apenas maléfico, já que há ganho de tensão efetiva.
e) maléfico e benéfico, já que há deslocamento, mas também ganho de tensão 
efetiva e resistência.
✓ Seja um aterro que deverá ser construído para a futura implantação de uma
rodovia, e que o solo do leito e subleito na região seja composto por argila muito
mole. Para acelerar os recalques, o engenheiro pode propor a implantação de
a) sobrecarga.
b) drenos verticais de areia.
c) drenos verticais de argila.
d) estacas de fundação.
e) jet grouting.
Observe, a seguir, a curva do ensaio edométrico:
Imagem: Adaptado de LIMA, 1998 b, p. 9.
O objetivo dessa curva é:
a) Relacionar o tempo de ensaio com o índice de vazios.
b) Relacionaro índice de vazios com a pressão atuante na amostra.
c) Relacionar o tempo de ensaio com a deformação da amostra.
d) Relacionar o peso específico com o tempo de ensaio.
e) Relacionar a pressão atuante da amostra com o tempo de ensaio.
✓ Uma lente de areia se encontra no meio de um perfil argiloso. Se um bulbo de
pressões cruzar a areia, é certo que:
a) A areia não sofrerá tensões verticais induzidas.
b) A argila que circunda a areia não sofrerá tensões induzidas.
c) Quanto mais profundo um ponto de referência no meio da argila, menor a tensão 
que ele sofrerá.
d) Se um ponto da superfície superior do perfil receber o carregamento, a tensão 
induzida será nula.
e) As tensões induzidas em todo o perfil serão nulas.
✓ Sabendo que um subsolo possui apenas uma camada com espessura de 15 metros e
apresenta o nível da água com profundidade de 8 metros em relação ao superfície do
terreno. Marque a alternativa abaixo que representa a tensão total, poropressão e
tensão efetiva, respectivamente, na profundidade de 12 metros em relação a
superfície do terreno.
Peso específico úmido = 20kN/m3
Peso específico saturado = 21kN/m3
a) 300kPa ; 40kPa ; 260kPa
b) 280kPa ; 80kPa ; 200kPa
c) 244kPa ; 40kPa ; 204kPa 
d) 254kPa ; 40kPa ; 214kPa
e) 244kPa ; 80kPa ; 164kPa
Camada total = 15 m
Nível do terreno = 0
Nível de águal = 8 m
Ponto de tensões = 12 m
σ = 20.8 + 21.4 = 244 kPa
u = 10.4 = 40 kPa
σ’ = 204 kPa
✓ Assinale o que é verdadeiro sobre as tensões geostáticas:
a) Tensões geostáticas são a soma da tensão total com a tensão efetiva;
b) Quanto maior a profundidade da porção do solo à superfície, menor é a 
tensão neutra;
c) Tensões neutras são a soma da tensão efetiva com a tensão total;
d) Quanto maior a profundidade da porção do solo à superfície, maior a tensão 
total;
e) Tensões efetivas são a soma da tensão neutra com a tensão total.
MUITO OBRIGADO!!!
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