Mecanica dos Solos - Craig-736-740

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and Engineers, Appendix 1, 78(22) (transl.).
Juran, I. and Schlosser, F. (1978) Theoretical analysis of failure in reinforced earth structures, in Pro
ceedings of the Symposium on Earth Reinforcement, ASCE Convention, Pittsburgh, pp. 528–555.
Mayne, P.W. (2007) Cone Penetration Testing: A Synthesis of Highway Practice, NCHRP Synthesis
Report 368, Transportation Research Board, Washington DC.
Mayne, P.W. and Kulhawy, F.H. (1982) Ko-OCR (At rest pressure – Overconsolidation Ratio) relation
ships in soil, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 108(GT6), 851–872.
Pipatpongsa, T., Takeyama, T., Ohta, H. and Iizuka, A. (2007) Coefficient of earth pressure at-rest
derived from the Sekiguchi-Ohta Model, in Proceedings of the 16th Southeast Asian Geotechnical
Conference, Subang Jaya, Malaysia, 8–11 May, pp. 325–331.
Potts, D.M. and Fourie, A.B. (1984) The behaviour of a propped retaining wall: results of a numerical
experiment, Géotechnique, 34(3), 383–404.
Potts, D.M. and Fourie, A.B. (1985) The effect of wall stiffness on the behaviour of a propped retaining
wall, Géotechnique, 35(3), 347–352.
Terzaghi, K. (1943) Theoretical Soil Mechanics, John Wiley & Sons, New York, NY.
Twine, D. and Roscoe, H. (1999) Temporary propping of deep excavations: guidance on design, CIRIA
Report C517, CIRIA, London.
Leitura complementar
Frank, R., Bauduin, C., Driscoll, R., Kavvadas, M., Krebs Ovesen, N., Orr, T. and Schuppener, B.
(2004) Designers’ Guide to EN 1997–1 Eurocode 7: Geotechnical Design – General Rules, Thomas
Telford, London.
Este livro fornece um guia ao projeto de estado limite de várias construções (incluindo muros de
contenção) usando o Eurocode 7 pela perspectiva de um projetista e fornece um auxílio útil aos
Eurocodes ao realizar um projeto. É fácil de ler e traz muitos exemplos explicados.
Gaba, A.R., Simpson, B., Powrie, W. and Beadman, D.R. (2003) Embedded retaining walls – guidance
for economic design, CIRIA Report C580, CIRIA, London.
Esse relatório fornece orientação prática valiosa para a seleção de metodologias de design e
construção para estruturas flexíveis de contenção, incluindo fluxogramas de procedimentos. Ele
também incorpora uma grande coleção de histórias de casos para auxiliar na elaboração do futuro
projeto.
Para acessar os materiais suplementares desta obra, visite o site da LTC Editora.
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Estabilidade de massas de solo autossuportadas
Resultados de aprendizagem
Depois de trabalhar com o material deste capítulo, você deverá ser capaz de:
Determinar a estabilidade de escavações não suportadas, incluindo aquelas suportadas por
lama, e planejar esses trabalhos com uma base conceitual de projeto por estados limites.
Determinar a estabilidade de taludes, cortes verticais e barragens e conceber esses trabalhos
com uma base conceitual de projeto por estados limites.
Determinar a estabilidade de túneis e recalques do terreno causados por trabalhos em túneis
e usar essas informações para realizar um projeto preliminar desses trabalhos com uma base
conceitual de projeto por estados limites.
12.1 Introdução
Este capítulo é dedicado ao projeto de massas de solo potencialmente
instáveis que foram formadas pela atividade humana (escavação ou
construção) ou por processos naturais (erosão e deposição). Essa classe de
problemas inclui taludes, barragens e escavações não suportadas. No entanto,
ao contrário do material do Capítulo 11, as massas de solo aqui não são
suportadas por um elemento estrutural externo, como um muro de arrimo; em
vez disso, elas desenvolvem sua estabilidade pela resistência do solo no
interior da massa em cisalhamento.
As forças gravitacionais e de percolação tendem a causar instabilidade em
taludes naturais, nos formados por escavações e nos de barragens. Um corte
vertical (ou uma trincheira, formada por dois cortes verticais) é um caso
especial de terreno inclinado cujo ângulo de inclinação é de 90° com a
horizontal. O projeto de sistemas autossuportados de solo está baseado na
exigência de manter a estabilidade (ELU) em vez de na necessidade de
minimizar a deformação (ELS). Se esta fosse tal que a deformação específica
em um elemento de solo ultrapassasse o valor correspondente à resistência
última, então a solicitação ultrapassaria o valor último. Dessa forma, é
recomendado usar a resistência do estado crítico ao analisar a estabilidade.
No entanto, se houvesse uma superfície de deslizamento preexistente no
interior do solo, o uso da resistência residual seria apropriado.
A Seção 12.2 aplicará tanto a técnica de análise limite quanto a de
equilíbrio para a estabilidade de cortes/escavações (trincheiras) verticais. A
seguir, esses métodos serão estendidos para considerar como o suporte de
fluido pode ser usado para melhorar a estabilidade de tais construções (por
exemplo, a perfuração de estacas escavadas ou a escavação de estacas de
parede diafragma com lama). Nas Seções 12.3 e 12.4, os métodos analíticos
serão estendidos ainda mais para incluir a consideração de projetos de taludes
e barragens, respectivamente. Finalmente, na Seção 12.5, será realizada uma
introdução ao projeto de trabalhos em túneis, em que a estabilidade da face de
um corte vertical muito abaixo da superfície do terreno define o projeto. Essa
seção final também leva em consideração como a estabilidade da frente de
escavação de túneis pode ser melhorada pela pressurização da face do corte
(de maneira análoga ao uso de fluidos de perfuração no apoio de escavações).
12.2 Cortes e escavações (trincheiras) verticais
As escavações verticais em solo só podem ser suportadas quando ele se
comportar de maneira não drenada (com uma resistência não drenada cu) ou
se for drenado e com alguma coesão (c′). Já que, na ausência de agente
químico ou outra ligação entre as partículas do solo, c′ = 0, em geral, as
escavações e trincheiras verticais não podem ser suportadas em condições
drenadas. Isso se deve ao fato de que, de acordo com a definição de
resistência de Mohr– Coulomb (Equação 5.11), um solo drenado sem coesão
sempre atingirá a ruptura quando o ângulo de inclinação chegar a φ′. No
entanto, em condições não drenadas, as escavações verticais podem se manter
estáveis até uma determinada profundidade/altura limite, que depende da
resistência não drenada do solo. Isso é muito útil durante trabalhos
temporários em solos finos (em geral, argilas) que sejam rápidos o suficiente
para manter as condições não drenadas. A escavação de poços/trincheiras de
inspeção e as técnicas de construção de estacas escavadas são dois exemplos
do uso disso na prática da Engenharia.
Altura/profundidade limitante usando a análise limite
A Figura 12.1 mostra um mecanismo simples de ruptura de limite superior
UB–1 (ou LS–1) para uma escavação vertical em solo não drenado com peso
específico γ. À medida que o mecanismo se desenvolve e o solo atinge a
ruptura na escavação/corte, o trabalho é fornecido ao sistema a partir da
energia potencial recuperada, enquanto o peso do bloco deslizante se move
para baixo por ação da gravidade. A força vertical devida ao peso do bloco
(W) é dada por
por metro de comprimento da escavação. Se o bloco escorregar ao longo do
plano de deslizamento com uma velocidade v, então o componente na direção
vertical (na direção de W) será v sen θ. Pela Equação 8.2, o trabalho
fornecido é, então,
Da mesma forma que no Capítulo 8, a energia é dissipada no cisalhamento ao
longo do plano de deslizamento; sendo LOA = h/sen θ o comprimento do
plano de deslizamento por metro de comprimento da escavação, cu a tensão
de cisalhamento na ruptura plástica, e v a velocidade de deslizamento. Dessa
forma, de acordo com a Equação 8.1, a energia dissipada é
Conforme o teorema do limite superior, se o sistema estiver em ruptura
plástica, o trabalho realizado pelas cargas/pressões externas deverá ser igual à
energia dissipada no interior do solo, portanto, de acordo com a Equação 8.3:
A Equação 12.4 é uma função do ângulo θ. A escavação atingirá a ruptura
quando o valor de hfor um mínimo. O valor de θ no qual isso ocorre pode ser
	Parte 2 - Aplicações em engenharia geotécnica
	11 Estruturas de contenção
	Leitura complementar
	12 Estabilidade de massas de solo autossuportadas
	Resultados de aprendizagem
	12.1 Introdução
	12.2 Cortes e escavações (trincheiras) verticais