Adensamento e Recalques

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ENGENHARIA CIVIL
Adensamento e recalques
Unidade 3 | Quanto recalca e em quanto tempo?
40 h • 2 aulas semanais de 60 min
Unidade 3 de 8
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Abra com duas perguntas separadas: quanto a estrutura recalcará e quando isso acontecerá? Mostre que são problemas distintos.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
Compactação e adensamento não são sinônimos
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Compactação
Adensamento
—
expulsão de ar
—
energia mecânica
—
execução rápida
—
expulsão de água
—
aumento de σ'
—
processo dependente do tempo
Peça um exemplo de obra para cada fenômeno. Corrija a ideia de que toda redução de volume é adensamento.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
A carga passa da água para o esqueleto
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1
t = 0
carga aplicada
2
Excesso de u
σ' quase não muda
3
Drenagem
u dissipa
4
t → ∞
σ' absorve carga
Use o modelo mola-pistão de Terzaghi. Explique que a tensão total adicional é constante, enquanto sua partição muda com o tempo.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
O ensaio edométrico revela compressibilidade e histórico
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A curva e–log σ' contém mais do que uma inclinação.
Cc e Cr
σ'p
OCR
mv
cv
Apresente o significado físico de cada parâmetro. Evite entrar em métodos gráficos longos antes de a turma entender a curva.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
Solo normalmente adensado e sobreadensado respondem diferente
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NA / OCR ≈ 1
SA / OCR > 1
—
tensão atual próxima da máxima
—
ramo virgem
—
maior compressão
—
já sofreu tensão maior
—
recompressão inicial
—
menor deformação até σ'p
Dê exemplos de erosão, rebaixamento e pré-carregamento como causas de sobreadensamento.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
O recalque nasce da variação do índice de vazios
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Sc = H · Δe / (1 + e₀)
A expressão geral conecta a redução relativa da espessura à variação de vazios.
Derive brevemente por conservação do volume de sólidos. Depois apresente as formas com Cc/Cr como aplicação da curva edométrica.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
Para solo normalmente adensado, use o ramo virgem
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Sc = H·Cc/(1+e₀) · log(σ'f/σ'₀)
Use tensões efetivas no centro da camada compressível e confira a unidade do logaritmo.
Resolva um exemplo guiado com H=4 m, Cc=0,30, e0=0,9, σ'0=100 kPa e Δσ=50 kPa.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
O tempo depende do caminho de drenagem
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t = Tv · Hd² / cv
Hd é metade da espessura para dupla drenagem e a espessura total para drenagem simples.
Este é um ponto de erro frequente. Desenhe as duas condições e peça que a turma determine Hd antes de substituir valores.
Condução sugerida: apresente o conceito, faça uma pergunta de verificação e registre no quadro a etapa crítica do raciocínio.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
A distribuição de Δσ precisa ser escolhida conscientemente
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Carga não chega igual a todas as profundidades.
método 2:1
Boussinesq
bulbo de tensões
subcamadas
Retome a Unidade 7 do material. Para camada espessa, divida em subcamadas e calcule o acréscimo no centro de cada uma.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
Estime recalque e prazo
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PROBLEMA
Argila NA: H=3 m, e0=1,0, Cc=0,28, cv=2 m²/ano, σ'0=80 kPa e Δσ=40 kPa. Dupla drenagem.
ENTREGÁVEIS
1.
Calcule Sc
2.
Determine Hd
3.
Estime t para U=90% usando Tv≈0,848
Resposta aproximada: Sc = 0,185 m; Hd=1,5 m; t≈0,954 ano. Discuta precisão significativa e incerteza dos parâmetros.
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MECÂNICA DOS SOLOS II • UNIDADE 3
O cálculo deve responder quatro perguntas
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✓
Qual camada comprime?
✓
Qual histórico de tensões?
✓
Qual Δσ chega à camada?
✓
Qual caminho de drenagem?
Transforme as perguntas em protocolo de resolução. Sem essas respostas, a fórmula correta pode produzir um resultado sem significado.
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SÍNTESE DA UNIDADE
Recalque é magnitude, evolução e diferencial
Sc sozinho não descreve o desempenho da obra
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Feche discutindo tolerância da estrutura e recalque diferencial. Prepare a ponte: os mesmos parâmetros efetivos usados aqui também controlam resistência.
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