16 - SOLOS - SEGUNDA PROVA

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FLUXO (PERMEABILIDADE) 
1. Existirá fluxo entre dois pontos situados dentro de um lençol freático 
estático, porém em alturas diferentes? Explique. 
Não, pois só existirá fluxo quando a carga total entre os dois pontos forem 
diferentes. Neste caso: 
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎çã𝑜1 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜1 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎çã𝑜2 + 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜2 
 
2. Quais os fatores que interferem na medida de permeabilidade dos solos? 
 Natureza do fluido (menos viscoso, flui mais) 
 Temperatura (quanto maior temperatura, menor viscosidade e menor o peso 
específico e flui mais) 
 Índice de vazios = 𝑉𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠/𝑉𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 (maior índice de vazios, maior k) 
 Grau de saturação (quanto mais saturado, maior a fluidez) 
 Gradiente de pressão (diferença entre a carga total entre 2 pontos) 
 Tensões efetivas 
 Tamanho dos grãos (maior diâmetro efetivo maior k) 
 Estrutura do solo: presença de trincas, fissuras e acamamentos. 
 
 
3 - Descreva o ensaio do permeâmetro de carga constante. 
 É empregado, geralmente, para solos granulares (arenosos) que 
possuem alta permeabilidade; 
 O coeficiente K é determinado medindo-se a quantidade de água, 
mantida a nível constante, que atravessa em um determinado tempo t 
uma amostra de solo de seção A e altura L, conhecidas; 
 A quantidade de agua que atravessa a amostra é recolhida em um 
recipiente graduado, medindo-se a vazão Q no tempo; 
 Determina-se o gradiente hidráulico i ; 
 Para este ensaio a amostra de solo deve tá saturada, pois somente 
nessa situação a lei de Darcy é válida; 
 Para saber se está saturada, deve se realizar o procedimento no 
mínimo 3 vezes, se os valores de k encontrados forem iguais então a 
amostra estava saturada, caso contrário espera-se que ela atinja essa 
condição e faz novas leituras. 
 
 𝑲 = 
𝑸𝑳
𝑨𝒉𝒕
 
4 - Descreva o ensaio do permeâmetro de carga variável. 
 Preferencialmente usado para solos finos, de baixa permeabilidade; 
 A descarga Q é medida na bureta de seção a. durante um pequeno 
intervalo de tempo dt o nível decresce de um certo valor dh; 
 Mede-se as alturas h1 e h2 para diversos intervalos de tempo; 
 Deve-se notar que neste caso a diferença de potencial não é mais 
constante; 
 Neste tipo de ensaio o solo deve também estar saturado, os valores de 
K encontrados nas 3 medições devem ser iguais se ñ for repete-se o 
ensaio. 
 𝑲 = 𝟐, 𝟑
𝑳𝒂 
𝑨𝒕
𝒍𝒐𝒈
𝒉𝟏
𝒉𝟐
 
 
5 . Qual a diferença entre ensaio de bombeamento e ensaio de tubo aberto 
(infiltração)? Descreva-os. 
Ensaio de bombeamento; 
 Recomendado para solos granulares (areias e pedregulhos); 
 Pode ser realizado em furos de sondagem com revestimento; 
 São feitos 3 furos: um poço filtrante e dois poços testemunhas; 
 Geração de diferença de potencial através da extração de água a partir do furo de 
sondagem; 
 Devem se feitas medidas de K quando a linha que une o nível de água dos três furos 
estiver estabilizada (curva de rebaixamento), faz o cálculo 3 vezes se o valor 
encontrado for o mesmo, tem-se a estabilização da linha e determinado o valor de K. 
Ensaio de Tubo Aberto: 
 Crava-se um tubo de sondagem no terreno, até a profundidade desejada e enchê-lo 
com água, medindo-se a velocidade com que ela escoa e infiltra no terreno segundo 
superfícies esféricas concêntricas. 
 
ADENSAMENTO 
1. Explique o fenômeno da fluência (creep). Como ele interfere no cálculo do 
coeficiente de adensamento? 
 
Após ter cessado o processo de adensamento, o solo continua a se deformar 
com o tempo. Ou seja, há uma variação adicional de volume que se processa após a 
total dissipação da pressão neutra, ficando a tensão efetiva constante. Este 
processo se explica como uma compressão do esqueleto sólido formado pelas 
partículas sólidas e uma plastificação do contato entre os grãos. Praticamente não 
interfere no cálculo do coeficiente de adensamento, visto q sua contribuição ocorre 
em um intervalo de tempo muito grande. 
 
2. Descreva o mecanismo de deformação de um solo argiloso saturado após 
a aplicação de uma carga externa. 
 A deformação da argila saturada se dá em três etapas. A primeira consiste no na 
compressão inicial ou imediata que é uma deformação da estrutura devido a 
aplicação de carga. Em seguida ocorre a etapa de adensamento, a pressão vai ser 
transmitida à água que enche os vazios dos solos, pressão neutra. No decorrer do 
tempo, como a água é drenada, o valor da pressão neutra é transferido para a 
pressão efetiva, isso porque o valor da pressão total é constante (no infinito p total = 
p efetiva). Quando a água vai sendo drenada, lentamente, ocorre o primeiro 
recalque, que é o recalque por adensamento. Após a água ser totalmente drenada, o 
esqueleto sólido começa a se deformar, ocorrendo o recalque secundário ou creep. 
 
3. Sabendo que durante um ensaio oedométrico foi observado: 
 Tensão antes do carregamento = 1,0 Kgf/cm2; 
 Indice de vazios antes do carregamento = 1,020; 
 Tensão após o carregamento = 2,0 Kgf/cm2; 
 Índice de vazios após o carregamento = 1,005; 
 Coeficiente de adensamento Cv = 2,08 x 10-4 cm2/seg. 
 Abaixo da camada de solo compressível existe o estrato rochoso. 
Calcule o recalque de uma camada de solo com 2,0 m de espessura. E o 
tempo t para 25, 50, 90 e 100% do recalque desta camada de solo. 
 
∆𝜀 =
∆𝐻
𝐻𝑜
 𝑥 (1 + 𝜀0) 
1,020 − 1,005 =
∆𝐻
2
 (1 + 1,020) => ∆𝐻 = 1,485 𝑐𝑚 
𝐶𝑣 = 𝑇
ℎ2
𝑡
=> 2,08 ∗ 10−4 = 0,049 ∗
2002
𝑡
=> 𝑡 = 109 𝑑𝑖𝑎𝑠 
 IDEM PARA OS OUTROS ANOS. OBS: em 100% usa-se 95%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. A construção de um edifício foi iniciada em 1960 e terminada no ano de 1962. 
O recalque total devido ao adensamento de uma camada de solo subjacente foi 
estimado em 15 cm. No ano de 1970 o recalque medido foi de 5 cm. Pergunta-se: 
(a) Qual o recalque provável da estrutura no ano de 1971? 
(b) Qual o recalque provável da estrutura no ano de 1981? 
(c ) Quando deverá cessar os recalques? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1960 + 1962
2
= 1961 
∆𝐻 = 15 𝑐𝑚 => 5𝑐𝑚 = 33,333% (𝑈) 
𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎çã𝑜: 35 − 30 <> 0,097 − 0,072 
5 <> 0,025 𝑎𝑠𝑠𝑖𝑚 𝑐𝑜𝑚𝑜 3,33 <> 𝑥 => 𝑥 = 0,01665 => 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡 = 9 𝑎𝑛𝑜𝑠, 𝑇70
= 0,072 + 0,01665 = 0,08865. 
𝐸𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜𝑠 𝑇: 𝐶𝑣 = 𝐶𝑣 = ℎ2
𝑇70
𝑡70 = ℎ2
𝑇71
𝑡71 T71=0,099 
𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎çã𝑜 40 − 35 <> 0,126 − 0,097𝑎𝑠𝑠𝑖𝑚 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑥 <> 0,002 => 𝑥 = 0,345% =
> 𝑈%71 = 35,345 
 Idem para os demais itens. OBS: o recalque cessará no infinito, mas considera-se uma 
aproximação do recalque total em U% = 95%. 
5. Descreva o método de Casagrande para o ensaio de adensamento. 
 Determinar o ponto de máxima curvatura na curva de recompressão; 
 Traçar uma reta horizontal e uma tangente à curva passando pelo ponto. 
 Determinar a bissetriz do ângulo formado entre as duas retas; 
 Obter a interseção da bissetriz do ângulo com a reta virgem 
 Para encontrar t50, primeiramente: 
Z = e8 – e30 
e0 = e8 + Z 
Depois projetar os trechos 2 e 3 da curva de Casagrande 
A interseção é o valor de ef: 
e50 = 
e0 + ef
2
 
 
 Cálculo de Cv : 
 CV = 0,197 (Hd)2 
 t50 
onde: 50  fator tempo (constante = 0,197) 
Hd  Distância de drenagem. Geralmente metade da altura do C.P. 
t50  Tempo correspondente ao adensamento de 50% do total. 
6. Descreva o ensaio de adensamento. 
 Carregamentos dos corpos de prova em estágios de tensão; 
 Para cada estágio de carga realizar leituras da deformação em tempos, pré-
determinados: 8’’; 15’’; 30’’; 1’; 2’; 4’; 8’; etc... até a estabilização dos recalques. 
 Pode-se admitir estágios de pressão até 24 hs. 
 No final do último estágio de carregamento inicia-se o descarregamento em número de 
estágios menores (normalmente metade dos estágios utilizados no carregamento).7. Descreva o ensaio de adensamento usando o edômetros. 
OBS: edômetros são aparelhos utilizados para determinação das características 
de adensamento de um solo. 
 O ensaio consiste em comprimir uma amostra, aplicando cargas verticais que 
vão sendo gradualmente aumentadas, geralmente segundo uma progressão 
geométrica de razão igual a 2. 
 A amostra geralmente é indeformada de altura pequena em relação ao 
diâmetro, confinada lateralmente por um anel rígido e colocada entre dois discos 
porosos. 
 Cada estágio de carga deverá permanecer o tempo suficiente para permitir a 
deformação total da amostra, registrando-se as deformações que ocorrem a intervalos 
de tempo apropriados. 
 
CISALHAMENTO 
1. Quais as limitações do ensaio de cisalhamento direto? Justifique a 
influência de cada uma delas. 
 Conhece-se o estado de tensão em apenas um plano (horizontal a priori): Pois 
o carregamento é aplicado apenas em uma direção 
 As tensões não uniformes no plano de ruptura: Existência de vazios e 
pedriscos que tornam a seção transversal heterogênea. 
 Não é possível a medição das pressões neutras: Pois apenas é possível 
realizar o ensaio da forma drenada. 
 Não se tem controle da drenagem. 
 
 
2. Qual a razão do coeficiente de atrito de uma areia composta apenas por grãos 
de quartzo ser diferente do coeficiente de atrito de duas superfícies de quartzo? 
No caso das duas superfícies de quartzo, o atrito se dá a partir do deslizamento 
entre elas (escorregamento). Já no caso dos solos, o atrito se dá nos contatos entre os 
grãos cujas superfícies são rugosas. Neste caso, não só ocorre deslizamento 
(escorregamento), mas também rolamento e galgamento das partículas, isto devido ao 
entrosamento ou embricamento das Partículas. O atrito do solo é composto de duas 
parte: atrito grão a grão - é função apenas do tipo de mineral que compõe o grão; 
entrosamento entre grãos (“interlocking”) - depende de como os grãos estão 
encaixados, logo é função da compacidade do material. É responsável pelo aumento 
do volume durante o cisalhamento. 
 
 
 
3. O que se pode obter dos ensaios: pressiométrico, cone de penetração estática 
e vane test. 
 São os ensaios “in loco” mais utilizados no Brasil para determinação de 
parâmetros de resistência ao cisalhamento e de deformabilidade no campo. 
 Pressiométrico 
o Coeficiente de empuxo ou repouso, compressibilidade e resistência ao 
cisalhamento 
 Cone de penetração 
o Avaliação contínua da compacidade e resistência de solos granulares e 
avaliação contínua de resistência não drenada de solos argilosos. 
 Ensaio de palheta (vane test.) 
o Resistência não drenada de solos argilosos. 
 
4 – O que é coesão? Diferencie coesão verdadeira de coesão aparente: 
Parcela da resistência do solo, que existe independente de quaisquer esforço 
normal aplicado. 
Decorrente de: 
Cimentação entre partículas (ex. óxido de ferro – intemperização) – COESÃO 
VERDADEIRA 
Efeito de tensões negativas capilares. Ocorre apenas em solos parcialmente 
saturados, pode ser eliminada se ocorrer a saturação do solo, pois a total saturação do 
solo elimina o menisco que garantia coesão. – COESÃO APARENTE. 
 
5. Quais as razões para o talude cair? 
Relacionado principalmente com as chuvas. 
 A elevação do poro pressão e consequente redução da tensão efetiva e da resistência 
ao cisalhamento; ( ‘= t – U) 
 Elevação do peso específico do solo; 
 A falsa coesão deixa de existir; 
 
6. Quais os ensaios para determinar a condutividade hidráulica? 
 Curva granulométrica; 
 Ensaio de Adensamento; 
 Permeâmetros; 
 Ensaios de campo: ensaio de bombeamento e ensaio de tubo aberto. 
 
7. Descreva o ensaio de cisalhamento direto e descreva suas vantagens e 
desvantagens : 
 Consiste em determinar sob uma tensão normal σ, qual a tensão de 
cisalhamento t r capaz de provocar a ruptura de uma amostra de solo 
colocada dentro de uma caixa composta de duas partes deslocáveis 
entre si. 
 O ensaio pode ser executado sob tensão controlada ou sob deformação 
controlada. 
VANTAGENS: 
 Equipamentos simples e de fácil operação; 
 Controle de velocidade do ensaio 
 Custo relativamente baixo 
DESVANTAGENS: 
 Ruptura em um plano determinado 
 Conhecer o estado de tensão em apenas um plano 
 Tensões não uniformes no plano de ruptura (efeito da ruptura 
progressiva) 
 Não é possível a medição das pressões neutras 
 Não é possível o controle de drenagem 
8. Descreva o ensaio de compressão triaxial e cite as vantagens e 
desvantagens do mesmo. 
 São realizados em aparelhos constituídos por uma câmara 
cilíndrica, de parede transparente, no interior do qual se coloca a 
amostra, envolvida por uma membrana de borracha muito delgada. 
 A base superior do cilindro é atravessada por um pistão, que por 
intermédio de uma placa rígida aplica uma pressão à amostra. 
 A câmera cilíndrica é cheia com um liquido, geralmente agua, que 
se pode submeter a uma pressão σ3, que também atua sobre a 
base da amostra. 
VANTAGENS: 
 Varias trajetórias de tensão 
 Controle de drenagem 
 Conhecimento do estado de tensão em qualquer plano 
 O plano de ruptura não é predeterminado 
 Obtenção da pressão neutra em qualquer estagio do ensaio 
DESVANTAGENS: 
 Custo relativamente elevado 
 Ensaio axi-simetrico (considera dois planos com o mesmo 
estado de tensões. 
9. Descreva o ensaio de compressão simples: 
 Caso especial do ensaio de compressão triaxial (σ3= 0). 
 A tensão σ1 é denominada de Resistência à Compressão Simples 
 É possível realizá-lo em solos coesivos. 
 Ensaios executados em amostras saturadas apresentarão resultados 
aproximadamente iguais aos obtidos no ensaio UU. 
 Ensaio rápido, de simples execução. 
 Não há medição de pressões neutras. 
 
 
 
 
 
 
OUTRAS 
 
1. Qual o significado prático do valor de ho conforme definido por 
Rankine? ho = 2 . C . 
 t . Ka 
1. Determinar o acréscimo de tensão sobre o ponto A situado no interior de 
uma massa de solo, devido a estrutura abaixo: 
 
 
 
 
5. Determinar as tensões totais, neutras e efetivas nos pontos A e B, 
no caso abaixo. 
 
𝜎𝑡 = 𝑈 + 𝜎′ 
𝑃𝑜𝑛𝑡𝑜 𝐴: 𝜎′ = 0 => 𝜎𝑡 = 𝑈 = 4 ∗ 10 =
40𝑘𝑁
𝑚2
 
𝑃𝑜𝑛𝑡𝑜 𝐵: 𝜎𝑡 = 𝑈 + 𝜎′ 
𝜎𝑡 = 4 ∗ 10 + 16 (𝑔𝑎𝑚𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜) ∗ 2 =
72𝑘𝑁
𝑚2
 
𝑈 = 6 ∗ 10 =
60𝑘𝑁
𝑚2
 
𝜎′ = 2 ∗ (16 − 10)(𝑔𝑎𝑚𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑚𝑒𝑟𝑠𝑜) = 12𝑘𝑁/𝑚² 
 
𝑃𝑜𝑛𝑡𝑜 𝐵: 𝜎𝑡 = 𝑈 + 𝜎′ 
𝜎𝑡 = 19 ∗ 4 + 18 ∗ 3 + 3 ∗ (9 + 10)(𝑔𝑎𝑚𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜) = 187
𝑘𝑁
𝑚2
 
𝑈 = 10 ∗ 10 =
100𝑘𝑁
𝑚2
 
𝜎′ = 4 ∗ (19 − 10) + 3 ∗ (18 − 10) + 3 ∗ 9 = 100
𝑘𝑁
𝑚2
 
 Faz um gráfico tensão x profundidade (eixo y cresce para 
baixo). Coloca os pontos em -4, -7 e -10 metros tanto do 
gráfico das tensões U quanto das tensões totais. A diferença 
entre um gráfico e outro é igual à tensão efetiva.