Lista Atilidade -Solos

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA – CAMPUS VIII 
CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE – 
CCTS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
MECÂNICA DOS SOLOS II 
PHILLIPY JOHNY LINDOLFO DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
PEDRO ARTHUR DE ARAÚJO MACÊDO – 211670197 
KAYLANNE GOMES DE OLIVEIRA - 211670022 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS – 2024.2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Araruna, PB 
Novembro/2024 
 
 
 
Mecânica dos Solos II 2024.2 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS – 2024.2 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA – UEPB 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCTS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
Professor: Phillipy Johny Mecânica dos Solos II Data: 20 / 11 / 2024 
Aluno (a) Kaylanne Gomes e Pedro Macêdo 
Instruções: 
 
• A lista abordará questões teóricas e de cálculo; 
• Algumas questões irão fazer uso da solução gráfica com círculo de mohr. Para essas questões é de inteira 
responsabilidade do aluno(a) a clareza nos desenhos; 
• As questões de cálculo também exigem muita clareza na solução, de modo a não deixar dúvidas durante a correção; 
• Questões de cunho teórico exigem respostas críticas, objetivas e claras, transcrever textos de outros autores não 
serão considerados, deve haver raciocínio próprio; 
• Respostas com texto podem ser digitadas, no entanto, os cálculos deverão ser feitos a mão; 
• Todas as soluções deverão ser entregues a mão ou em material impresso na data marcada. 
 
1. Qual critério de ruptura adotado para solos? 
2. Quais ensaios de laboratório utilizados para determinar a envoltória de resistência? 
3. Qual a situação em que o comportamento da areia pode ser não drenado? 
4. O que significa coesão aparente? 
5. Deseja-se estudar a estabilidade de uma encosta. O solo local é arenoso e o NA foi encontrado 
a 1,0 m de profundidade, paralelo à superfície do terreno. Quais ensaios você sugeriria para 
determinar a resistência do solo? Análises de estabilidade devem ser conduzidas 
considerando-se comportamento drenado? Como as poro-pressões devem ser avaliadas? 
6. O quadro abaixo apresenta resultados de ensaios CD em areia média, nos quais os corpos de 
prova tinham o mesmo índice de vazios inicial. Obter os círculos de Mohr e estimar o valor 
de φ’ para níveis de tensão entre 0 - 500 kPa e 1000 – 1500 kPa. 
 
 
 
Mecânica dos Solos II 2024.2 
 
 
 
7. Para cada um dos elementos de solo, abaixo esquematizados, determinar: 
a) Círculo de Mohr de tensões. 
b) Os planos principais maior e menor. 
c) A máxima tensão de cisalhamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Nos planos vertical e horizontal de um elemento de solo atuam as tensões principais 
de 100 kPa e 300 kPa, respectivamente. Determinar: 
a) As tensões que atuam num plano que forma um ângulo de 30° com o plano principal 
maior; 
b) Inclinação dos planos em que a tensão normal é 250 kPa e as respectivas tensões de 
cisalhamento; 
c) Os planos em que ocorre a tensão de cisalhamento de 50 kPa e as respectivas tensões 
normais. 
9. Pede-se determinar, para o problema anterior (7), a partir do círculo de Mohr: 
a) As componentes de tensão normal e de cisalhamento que atuam no plano AA’ da 
figura abaixo. Verificar a solução analiticamente. 
b) O valor da máxima tensão de cisalhamento nesta profundidade. 
c) O valor da tensão normal nos planos de cisalhamento máximo. 
 
 
 
Mecânica dos Solos II 2024.2 
 
 
 
 
10. O peso específico de um solo seco normalmente adensado é γ = 20 kN/m³. Se a superfície 
do terreno for horizontal a tensão geostática vertical representa a tensão principal maior. Com 
relação ao ponto P, determinar graficamente através do círculo de Mohr: 
a) A máxima tensão de cisalhamento atuante no ponto; 
b) O valor da tensão de Cisalhamento τx’z’. Conforme figura abaixo 
c) O coeficiente de empuxo no repouso ko. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11. Um solo tem peso específico de 17,28 kN/m² e coeficiente de empuxo no repouso de 0,45. 
Admitindo que as condições de tensões são geostáticas, elaborar um gráfico mostrando as 
tensões vertical e horizontal a partir da superfície até a profundidade de 15 metros. 
 
12. Um ensaio 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. 
 
13. 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. 
 
14. Uma amostra de argila foi submetida a um ensaio CU com uma tensão de confinamento de 
200 kPa. A tensão desviadora 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 (adotar c = 5 kPa). 
Mecânica dos Solos II 2024.2 
15. 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
16. Uma amostra de argila 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 e a coesão da argila, sabendo-se que o ângulo de inclinação do plano de ruptura com
o plano principal maior é de 58°
RESOLUÇÃO 
 
 
1° A análise do estado de tensões que provoca a ruptura é um estudo da resistência ao 
cisalhamento dos solos. Os critérios de ruptura que melhor representam o comportamento 
dos solos são os de Coulomb e o Mohr. 
 
(a) Mohr: Não há ruptura enquanto o círculo representativo do estado de tensões se 
encontrar no interior de uma curva que é a envoltória dos círculos relativos a estados 
de ruptura, observados experimentalmente para o material. 
 
(b) Coulomb: Não há ruptura se a tensão de cisalhamento não ultrapassar um valor dado 
pela expressão c + f.(𝜎) tensão normal ( Coeficiente de atrito interno e coesão). 
 
 
 
 
2° Ensaios de cisalhamento direto e compressão triaxial. 
Ensaios de cisalhamento direto: baseia-se diretamente no critério de Coulomb. Aplica-se 
uma tensão normal num plano e verifica-se a tensão cisalhante que provoca ruptura. Por 
meio da realização de ensaios com diversas tensões normais, obtém-se a envoltória de 
resistência. 
 
 
Compressão triaxial: Consiste na aplicação de um estado hidrostático de tensões e de um 
carregamento axial sobre um corpo de prova cilíndrico no solo. No que se refere às 
condições de drenagem, os três tipos descritos a seguir são básicos. 
(CD) Ensaio adensado drenado: há permanente drenagem. É lento para dissipação de 
pressão neutra. 
(CU) Ensaio adensado não drenado: Permite determinar a envoltória de resistência em 
termos de tensão efetiva num prazo menor do que no CD, se as pressões neutras forem 
medidas. 
(UU) Ensaio não adensado não drenado: ensaio rápido por não requerer tempo para a 
drenagem, e é interpretado em termos de tensões totais. 
 
3° O comportamento da areia pode ser considerado não drenado em situações de 
carregamentos rápidos, nos quais não há tempo suficiente para que a água nos poros 
escoe. Isso ocorre, por exemplo, em eventos como explosões, vibrações causadas por 
máquinas pesadas ou durante terremotos. Nessas condições, a aplicação súbita de carga 
faz com que as poro-pressões aumentem, e o solo se comporte como não drenado, mesmo 
sendo naturalmente permeável. 
Outro caso ocorre em areias muito compactas ou sob altos confinamentos, onde a 
permeabilidade efetiva pode ser reduzida devido à alta densidade ou pressões elevadas. 
Adicionalmente,em camadas de areia fina ou em solos arenosos que contenham frações 
significativas de silte, o fluxo da água pode ser restrito, resultando em comportamento 
não drenado. 
Nessas situações, a incapacidade do solo de dissipar rapidamente as pressões neutras pode 
levar ao desenvolvimento de poro-pressões elevadas, aumentando o risco de 
instabilidade. Um dos fenômenos associados a essas condições é a liquefação, na qual a 
areia perde temporariamente sua resistência ao cisalhamento, causando deformações 
significativas ou até colapso estrutural. 
 
4° A coesão aparente é uma resistência adicional ao cisalhamento que ocorre em solos 
devido a condições temporárias ou específicas, como forças de capilaridade em solos 
parcialmente saturados, que geram sucção e "unem" os grãos; cimentação temporária 
causada por sais ou agentes químicos que ligam os grãos; ou intertravamento em solos 
granulares densamente compactados. Esse comportamento ocorre principalmente em 
solos que, em condições normais, possuem coesão intrínseca nula, como areias. Como 
depende de fatores externos e não é intrínseca ao solo, a coesão aparente tende a 
desaparecer com mudanças nas condições, sendo considerada apenas em análises 
específicas ou de curto prazo. 
5° Para avaliar a estabilidade de uma encosta em solo arenoso com o nível d’água a 1,0 
m, recomenda-se realizar ensaios como SPT e CPT para obter parâmetros de resistência, 
além de ensaios de cisalhamento direto ou triaxiais drenados para determinar o ângulo de 
atrito interno (ϕ′). Ensaios pressiométricos e de densidade in situ também podem ser úteis. 
As análises de estabilidade devem considerar o comportamento drenado, pois solos 
arenosos possuem alta permeabilidade, permitindo a rápida dissipação das poro-pressões. 
A avaliação das pressões neutras pode ser feita com piezômetros instalados no campo e, 
para análises detalhadas, integrar os dados em modelos computacionais. É essencial 
monitorar o impacto de variações no nível freático, especialmente em condições de 
infiltração ou fluxo, para garantir a segurança da encosta.