Aula 1 - Introducao Solos

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23/08/2015
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Tópicos de Mecânica dos Solos 
Aula 1 – Introdução a Mecânica dos Solos
Introdução a Mecânica dos Solos
Cecília Silva Lins
Tópicos de Mecânica dos Solos 
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• CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações. 6.ed.
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1994, Volumes
1, 2 e 3.
• SOUZA Pinto, C. (2006) Curso Básico de Mecânica dos Solos
(16 Aulas) - 3º Edição. Editora Oficina de Textos. 189p.
• Introdução a Mecânica dos Solos. Milton Vargas/ M. Grow Hill
• Geotecnia no Nordeste, Gusmão, Gusmão Filho, Oliveira e
Maia (Orgs), Ed. da UFPE.
PLANO DE ENSINO - BIBLIOGRAFIA
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AVALIAÇÕES
Data – 1° Avaliação
Data - 2° Avaliação – Prova colegiada
Data - Exame Final.
Listas de exercícios
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Por que estudar os solos?
Observemos as obras da engenharia:
• Onde estão apoiadas?
• Será que qualquer solo poderá ser utilizado como material de construção
em obras de rodovias, barragens, edificações ?
• Todos os solos são igualmente porosos?
• Será possível medir a velocidade de infiltração da água no solo?
Essas entre outras perguntas podem
ser respondidas pelo estudo dos solos,
suas propriedades e aplicações.
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O que é solo?
 Para o agrônomo, solo é a terra de fixação de raízes e que possui uma grande quantidade
de nutrientes e água para as plantas;
 Para o geólogo de mineração, a capa de solo sobrejacente ao minério e é simplesmente
um material de rejeito a ser escavado;
 Para o engenheiro civil, os solos são um aglomerado de partículas provenientes de
decomposição da rocha, que podem ser escavados com facilidade, sem o emprego de
explosivos;
 E que são utilizados como material de construção ou de suporte para estruturas (Ex.:
barragens, aterros de estradas, edifícios);
 O estudo sobre o comportamento dos solos frente às solicitações a ele impostas por
estas obras é portanto fundamental.
 Assim tem grande importância o conhecimento das propriedades e características dos
solos.
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Mecânica dos Solos
Estuda o comportamento dos solos quando tensões são aplicadas, como nas
fundações ou aliviadas, no caso das escavações. Ou ainda perante o escoamento
de água nos vazios.
Toda estrutura seja um edifício, uma ponte, uma barragem, um tipo de
pavimento durante sua construção, deve estar apoiada no solo.
A Mecânica dos Solos pode ser definida
como uma disciplina da engenharia que
estuda os solos sob o ponto de vista
teórico e prático por meio do qual os
engenheiros constroem suas estruturas.
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Origem e Evolução da Mecânica dos Solos
Os primeiros trabalhos sobre o comportamento dos solos datam do século XVII.
VAUBAN (1687), COULOMB (1773), RANKINE (1856) e DARCY (1856);
O acúmulo de insucessos em obras de Engenharia observados, cedeu lugar ao
desenvolvimento dos estudos baseado em dados fornecidos pela experiência e pela
observação interpretada dos fenômenos, como eles se passam na natureza.
 O escorregamento de solo durante a construção do canal do Panamá, 1913;
 Rompimento de grandes Barragens de Terra e Recalque em grandes edifícios, 1913;
 Escorregamento de Muro de Cais na Suécia, 1914. Onde em 1922 foi publicado pelos
suecos uma nova teoria para o cálculo e Estabilidade de taludes;
 Deslocamento do Muro de cais e escorregamento de solo na construção do canal de
Kiev na Alemanha,1915.
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Origem e Evolução da Mecânica dos Solos
Em 1925 o professor Karl Terzaghi publicou seu famoso livro
de Mecânica dos solos (Erdbaumechanik), baseado em estudos
realizados em vários países depois do início dos grandes
acidentes.
A partir de 1936 a Mecânica dos Solos foi oficialmente
batizada durante a realização do primeiro Congresso
Internacional de Mecânica dos Solos.
A mecânica dos solos no Brasil antes de 1938 resumia-se em artigos publicados em revistas
técnicas de uma tese apresentada na Congregação da Escola Nacional de Engenharia, atual
UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro.
No inicio de 1938, foi instalado o 1o Laboratório de Mecânica dos Solos, no IPT –
Instituto de Pesquisas Tecnológicas em São Paulo.
A mecânica dos solos passa a assumir um papel cada vez mais importante no Brasil com a
criação da ABMS – Associação Brasileira da Mecânica dos Solos em 1950.
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COMUNIDADE GEOTÉCNICA
 ABMS – Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia
Geotécnica (www.abms.com.br)
 Fundada em 21 de julho de 1950
 Congrega profissionais e estudantes = associados
 Sede em São Paulo – Campus do IPT/USP
 Possui 8 Núcleos Regionais, entre eles o NR Nordeste – Sede em Recife
 Organiza eventos técnicos: congressos, simpósios, palestras
 Edita a revista técnica Solos e Rochas
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Origem e Evolução da Mecânica dos Solos
Após Terzaghi…
•Donald W. Taylor
•Ralph Peck
•Arthur Casagrande
•A.W. Skempton
•Laurits Bjerrum
•Etc…
Após Terzaghi (Brasil)
•Milton Vargas
•Costa Nunes
•Carlos Souza Pinto
•Homero Pinto Caputo
•Etc…
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Mecânica dos Solos e Outras Ciências
• Por ser um material natural, o seu estudo e o entendimento
de seu comportamento depende de uma série de conceitos
desenvolvidos em várias áreas.
• O solo é um material trifásico, composto basicamente de ar,
água e partículas sólidas. A parte fluida do solo (ar e água)
pode se apresentar em repouso ou pode se movimentar pelos
seus vazios mediante a existência de determinadas forças.
• O movimento da fase fluida do solo é estudado com base em
conceitos desenvolvidos pela mecânica dos fluidos.
• Além disto, o estudo e o desenvolvimento da mecânica dos
solos são fortemente amparados em bases experimentais, a
partir de ensaios de campo e laboratório.
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Mecânica dos Solos
A Mecânica dos Solos faz parte de um campo de engenharia chamado de
Geotécnica ou Geotecnia, e é uma das mais novas disciplinas da Engenharia Civil.
Principais razões que levam à necessidade de se compreender a Mecânica dos Solos:
a)Aprender a entender e poder avaliar as propriedades dos materiais geológicos, em
particular o solo;
b)Aplicar o conhecimento dos solos de uma maneira prática para projetar obras geotécnicas
de forma segura e econômica;
c)Desenvolver e progredir no conhecimento da Mecânica dos Solos através da pesquisa e
experiência, e então acrescentar novos conhecimentos conceituais;
d)Estender conhecimentos a outros ramos do aprendizado ainda a serem desenvolvidos.
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Na prática o estudo dos solos, responde algumas questões:
Fundações
Qual fundação é
mais adequada?
Haverá recalque?
E o nível de água?
Qual o perfil do
solo?
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Aplicações
Barragens
Qual dimensão é mais segura?
Qual sua resistência e
permeabilidade?
Haverá infiltração?
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Aplicações
Escavações
Vai precisar de
escoramentos?
Qual sua resistência e
estabilidade?
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Aplicações
Túneis
Qual a interação solo-
estrutura?
Qual sua resistência e
estabilidade?
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Aplicações
Contenção de Encostas
Que tipo de obra
adotar?
E a drenagem da
água?
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Aplicações
Aterros
Que altura
máxima poderá
alcançar?
Qual a melhor
condição de
compactação e
umidade?
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Observações
 É um componente indispensável para obras de engenharia sendo, portanto,
imprescindível que se conheça seu comportamento nas mais diversas situações.
 O solo é o material de construção mais antigo, mais comum e o mais
COMPLEXO que o homem dispõe.
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Observações
 Assim , como projetar edifícios, barragens, rodovias, etc????
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Informação importante
Fundação
Estrutura
Terreno
• Prédios Caixão / Região Metropolitana de Recife: 5.300 no total;
• 90% risco médio e muito alto de desabamento;
• 160 interditados;
• 12 desabaram total ou parcialmente;
• 37 mortos nos últimos 36 anos;
Fonte: Instituto de Tecnologia de Pernambuco - Itep
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Acidentes em Recife
Piso de garagem de prédio 
residencial cede no Recife
O desabamento do Edifício Areia Branca -
14 de outubro de 2004
Prédios caixão no 
Recife apresentam 
problema estrutural
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Acidentes em Olinda
Edifício Daniel Dantas apresenta rachaduras e os 
moradores começaram a deixar os imóveis. Foto: 
Blenda Souto Maior/DP/D.A Press (Set/2013)
Conjunto Parque Primavera tem, ao todo, nove 
blocos interditados pela Defesa Civil de Olinda
(Foto: Renan Holanda / G1) (Jun/2013)
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Edifícios da Orla de Santos
Prédios construídos nas décadas de 1950 e 1960 na orla de Santos (SP)
VÍDEO
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Acidentes – Linha 4 do metrô de São Paulo – Jan/2007
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Consequências
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O resultado do trabalho do IPT está em 29 volumes, de mais de 400 páginas, e um vídeo.
Entre as onze causas apontadas estão:
- o modelo geológico do local não foi levado em consideração;
- o projeto previa a construção em terreno seco, mas a investigação identificou a presença de 
água;
- o aprofundamento de uma rampa, não prevista no projeto, aumentou a exposição das paredes dos 
túneis;
- a inversão no sentido da escavação pode ter colaborado para a instabilidade do túnel;
- o comportamento estranho da obra exigia avaliações de estabilidade, e não há documentos que 
comprovem esta ação;
- a falta de pinos e suportes suficientes nas paredes laterais e no teto da escavação;
- a deficiência na fiscalização dos trabalhos;
- as detonações no dia 12 de janeiro, que produziram vibrações na estrutura;
- a inexistência de uma gestão de risco fez com que a possibilidade de desabamento não fosse 
identificada;
- a falta de um plano de emergência para a retirada de pessoas do local.
"Foi encontrado um maciço rochoso sobre a face superior do túnel escavado que não foi detectado 
pela sondagem. Esse maciço teve uma lubrificação em suas laterais por conta da presença de água e, 
com isso, houve uma perda do arqueamento necessário para a estabilidade desse túnel. Foi uma 
ruptura abrupta", disse o consultor Nick Barton
Causas – Linha 4 do metrô de São Paulo – Jan/2007
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Torre de Pisa - Itália Localizada na praça dos Milagres, em Pisa, na Itália,
começou a ser construída em 1174 e foi projetada
para abrigar o sino da catedral da cidade.
A estrutura começou a inclinar quando três dos oito
andares já estavam prontos. A obra foi finalizada em
1350, com 56 m de altura.
Terreno instável e um grau de compactação baixo.
Atualmente, a inclinação da torre chega a cerca de
3,97 graus e aumenta em uma média de 20 mm por
ano. Um trabalho iniciado na base da estrutura em
1990 conseguiu diminuir a inclinação em 1,3 cm.
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Outros tipos de acidentes (Deslizamentos, erosões, )
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Objetivos do estudo da Mecânica dos Solos 
(ou da Geotecnia)
Fundação
Estrutura
Terreno
• Determinar as interações entre o TERRENO-FUNDAÇÃO-ESTRUTURA
• Evitar ruptura do terreno e colapso da obra.