EXERCÍCIOS Area I discursivos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Mecânica dos solos II
LISTA DE EXERCÍCIOS INDICADOS – Área I Discursivos
Vicente Mafra
Florianópolis, 2016
Questões teóricas gerais
1. Diferencie compactação e adensamento.
	A compactação visa aumentar a resistência dos solos, diminuir o índice de vazios, tornar o aterro mais homogêneo, reduzir recalques, reduzir permeabilidade, aumentar a rigidez do solo.
	O Adensamento visa é a expulsão de água e a compactação é a expulsão de ar, o adensamento é lento, a compactação é rápida.
2. Qual o objetivo do ensaio de compactação?
	Ao se aplicar uma energia, a massa específica do solo é função da umidade, ou seja, a compactação depende da umidade do solo. Se a umidade é muito baixa acontece atrito entre as partículas e se for muito alta a água lubrifica, mas toma mais espaço. Devido a isso o ensaio de compactação visa encontrar a umidade ótima, para certa energia de compactação.
3. Defina energia de compactação e apresente quais são os fatores que influenciam a energia de compactação no ensaio de laboratório.
	Energia de compactação é a energia total aplicada com o intuito de compactar do solo. A energia de compactação, no ensaio laboratorial depende da massa do soquete (M), da altura de queda do soquete (H), do número de golpes (Ng), do número de camadas (Nc) e do volume do solo compactado:
,
em Kg/cm3.
4. O que acontece quando aumentada a energia do ensaio de compactação?
	A umidade ótima fica menor, pois o atrito entre as partículas, que antes não era vencido, agora é.
5. Qual energia de compactação que deve ser aplicada em campo?
	Em campo não se sabe exatamente qual energia será utilizada, para se estimar a energia utilizada, em obras maiores é comum se fazer um aterro experimental.
6. Quais são as características esperadas de um solo compactado no ramo seco? Construa sua resposta contextualizando mudanças na resistência, permeabilidade e compressibilidade do solo.
	No ramo seco (abaixo da umidade ótima), quando se trabalha com baixas tensões, o solo se apresenta pouco compressível, o que se reverte ao se usar energias maiores, os solos compactados no ramo seco são mais susceptíveis às mudanças de ambiente, porém, em geral solos compactados no ramo seco apresentam maiores resistências.
7. Quais são as características esperadas de um solo compactado no ramo úmido? Construa sua resposta contextualizando mudanças na resistência, permeabilidade e compressibilidade do solo.
	No ramo úmido (mais úmido que a umidade ótima) existe um repulsão entre as partículas e devido a isso a estrutura do solo fica mais organizada após a compactação (estrutura dispersa). Em baixas tensões o solo compactado no ramo úmido se mostra mais compressível, o que se reverte quando a ennregua de compactação é mais alta, esses solos são menos susceptíveis às mudanças de ambiente, porém normalmente apresentam uma menor resistência.
8. Qual o objetivo do ensaio CBR?
	O “California Bearing Ratio” ou índice se suporte califórnia é útil para o julgamento da compactação de um solo e para projeto de pavimentos flexíveis. É a relação percentual entre a pressão necessária para se penetrar, de forma padronizada, numa amostra de solo ou numa amostra padrão de brita. O ensaio foi criado para medir a resistência (capacidade de suporte) dos materiais granulares utilizados na pavimentação além da possibilidade de utilização do mesmo. É um índice de resistência de solos compactados.
9. Qual o rolo compactador indicado para solos argilosos? Por quê?
	Os mais indicados para solos argilosos são os do tio “pé de carneiro”, eles evitam que se formem superfícies laminadas entre as camadas de compactação.
10. A vibração é indicada como técnica de compactação com maior eficiência para quais tipos de solo?
	A vibração é indicada para solos mais granulares. A eficiência das vibrações está liada à frequência de vibração.
11. Quais são os mecanismos que controlam a resistência de um solo?
	Por resistência dos solos, normalmente se entende resistência ao cisalhamento dos solos, pois o deslocamento relativo entre as partículas é a forma de ruptura mais usual. A resistência ao cisalhamento se caracteriza pela máxima tensão de cisalhamento que um solo pode suportar. As características que controlam a resistência de um solo são ângulo de atrito interno: 
No exemplo acima, para cata cada tensão normal N existe uma tensão cisalhante T capaz de mover o bloco, se for traçado um gráfico (N x T):
	Sendo nesse exemplo T=N tan Φ, ou 
, sendo Φ o ângulo de atrito.
A coesão por outro lado, é uma resistência ao cisalhamento independente da tensão normal:
 Para o exemplo, se imaginarmos o bloco na parede, sem nenhuma forca normal, qual deve ser a tensão cisalhante T para se que haja movimentação. 
Combinando as contribuições da coesão C e ângulo de atrito Φ, Temos:
fórmula
12. Conceitue Critério de Ruptura.
	Critérios de ruptura são formulações, que buscam discretizar as condições em que ocorre a ruptura dos materiais.
13. Qual o Critério de Ruptura mais usualmente adotado para a caracterização do comportamento dos solos?
	Na mecânica dos solos o critério de ruptura mais utilizado é o de Mohr-Coulomb, A envoltória de ruptura é determinada pela tangente aos círculos de Mohr de ruptura.
14. Quais os ensaios que podem ser utilizados para obtenção de parâmetros de resistência dos solos?
	Usa-se o ensaio de cisalhamento direto, que provoca o cisalhamento de um corpo de prova submetido a tensão normal sob um plano pré estabelecido; o ensaio triaxial, que aplica uma tensão hidrostática nas laterais do corpo de prova e numa outra direção o CP é submetido à compressão.
15. Qual a importância do ensaio triaxial?
	O ensaio triaxial é o mais comum e versátil ensaio para a caracterização dos parâmetros de resistência do solo, ele pode ser aplicado em diversos tipos de solos. Com ele podem ser encontrados parâmetros como resistência não drenada (Su), ângulo de atrito interno (Φ’), coesão (c’), condutividade hidráulica (k) e parâmetros de adensamento.
16. Diferencie as fases de adensamento e cisalhamento dos ensaios triaxiais.
	Na fase de adensamento se aplica tensão confinante de acordo com a tensão efetiva média esperada, com a drenagem aberta. O final do adensamento é caracterizado pela total dissipação da poro pressão gerada. Na fase do cisalhamento é iniciada a aplicação de uma tensão axial pelo pistão (com drenagem aberta ou fechada, dependente apenas do ensaio) essa faze tem a velocidade de deformação fixada em ≈0,015 mm/min até atingir em torno de 10 a 15%.
17. Sabe-se que durante a fase de cisalhamento no ensaio triaxial pode-se manter a drenagem fechada ou aberta. Qual o objetivo deste controle? O que acontece com as pressões na amostra quando esta é cisalhada com a drenagem fechada?
	O ensaio realizado com drenagem aberta ou fechada busca simular o comportamento do solo: caso o solo tenha boa permeabilidade se faz o ensaio com a drenagem aberta pois é a que em campo o excesso de poro pressão é logo dissipado, já a drenagem fechada é usada para solos com baixa permeabilidade pois esses permanecem por muito tempo com excesso de poro pressão.
18. Diferencie os ensaios triaxiais CID, CIU e UU.
No ensaio CID (Ensaio adensado e drenado) aplica-se uma tensão confinante no CP até o adensamento e aumenta-se a tensão axial lentamente de forma a permitir a saída de água. O ensaio CID deve ser lento o suficiente para que as poro pressões sejam dissipadas, por isso esse ensaio também é conhecido como ensaio lento.
No ensaio CIU (Ensaio adensado não drenado) aplica-se tensão confinante até o adensamento, as válvula de drenagem são fechadas e o carregamento axial ocorre de forma não drenado. É conhecido também como ensaio rápido não adensado.
No ensaio UU (não adensado e não drenado) o corpo de prova é submetido a tensão confinante a ao carregamento axial sem que se
permita qualquer drenagem. O ensaio é conhecido como ensaio rápido (quick) por não haver tempo para o adensamento do CP.
19. Existe diferença entre o comportamento de uma areia fofa e de uma areia densa quando submetidas ao cisalhamento? Se sim, qual esta diferença?
As areias fofas não apresentam nenhum aumento volumétrico com a aplicação da carga, com o aumento da deformação as tensões para tal apenas aumentam, tendendo a um valor residual. Por outro lado as areias densas costumam apresentar um a pequena diminuição no volume no início do carregamento e após isso ha um aumento de volume do CP, apresenta um pico de carga antes da tensão residual.
20. Qual a situação em que o comportamento da areia pode ser não drenado?
	Em caso de carregamento (de campo) transiente ou cíclico, onde pode ocorrer aumento da pressão neutra e liquefação de areias finas e fofas.
21. O que acontece com uma argila pré-adensada quando submetida ao cisalhamento?
	O comportamento é semelhante ao de areis densas: no inicio do carregamento apresenta pequena diminuição d seu volume e posteriormente aumenta e existe um pico de tensão para então tender a um valor residual.
22. O que acontece com a resistência de um solo quando este é submetido a um processo de adensamento?
	A resistência aumenta e é observado um pico de resistência, antes de um decréscimo para tender a um valor residual.
23. O que é resistência ao cisalhamento não drenada? Como esta pode ser obtida?
	A resistência ao cisalhamento não drenada acontece quando, após a aplicação da carga solicitante não há tempo par a água presente nos poros escoar e aparece poro pressão. Esse comportamento pode ser simulado com o ensaio triaxial não drenado (pré adensado ou não).
24. O que é índice de vazios crítico?
	O termo “índice de vazios crítico” é usado para areias, é o índice de vazios que delimita o estado de uma areia: fofo ou denso. Se a areia apresentar o índice de vazios crítico, ao cisalhar a areia não sofre variação volumétrica. 
Se e > ecrítico, a areia é fofa;
Se e < ecrítico, a areia é compactada;
25. Conceitue coesão aparente.
	A coesão aparente é típica de solos não saturados, também chamada de sucção, a coesão aparente acontece devido à tensão capilar da água que gera atração entre as partículas. Solos saturados não apresentam coesão aparente.
N
T
	
	Coluna 1
	Linha 1
	0
	Linha 2
	1.7
	Linha 3
	3.1
	Linha 4
	4.5