Solos II João Carlos (Resolução P1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA - ESCOLA POLITÉCNICA 
MECÂNICA DOS SOLOS II - DCTM 
1º AVALIAÇÃO MENSAL - PROF. JOÃO CARLOS JORGE DA SILVA 
 
 
 
ADENSAMENTO 
 
 
1. Explique o fenômeno da fluência (adensamento secundário). Como ele interfere no 
cálculo do coeficiente de adensamento? 
– Após cessado o processo de adensamento primário, o solo continua a se deformar com o 
passar do tempo. Essa deformação é designada fluência. A fluência ocorre depois que o 
excesso de pressão neutra foi dissipado. Esse fenômeno ocorre, pois, inicialmente, fizemos 
a consideração (na TAV) de que as partículas sólidas e a água eram incompressíveis. Na 
prática, isso não ocorre. 
– A fluência apresenta um comportamento viscoso. Em relação ao coeficiente de 
adensamento, temos: 
 
 
 
 
 
 
– No TAV calculamos os recalques primários, sendo o cálculo da fluência de grande 
complexidade. 
 
 
 
2. Descreva o mecanismo de deformação de um solo argiloso saturado após a 
aplicação de uma carga externa. 
– Com a aplicação de uma carga externa sob um solo argiloso saturado, com o corrido na 
construção de um aterro, ocorre uma diminuição volumétrica do maciço (compressão) e 
uma diminuição no índice de vazios. 
– Contudo, essa redução no índice de vazios n é imediata e ocorre de forma retardada. 
– Sabemos que temos a seguinte distribuição de tensões: t = ‘ + U, onde ‘ é a tensão 
efetiva (tensão existente nos contatos entre os grãos) e U é a pressão neutra (tensão 
existente na água). Daí sabemos que o incremento te tensão no solo gerado pela aplicação 
de uma carga externa será suportado inicialmente pela água presente nos vazios gerando 
um excesso de pressão neutra. 
– Com o tempo, a água vai deixando os poros e o excesso de pressão neutra vai se 
dissipando à medida que a tensão efetiva vai aumentando até que toda a pressão neutra seja 
dissipada e o acréscimo de tensão for suportada pelo solo. 
– Com isso o processo de adensamento primário é concluído e temos uma diminuição 
volumétrica e dos índices de vazios. 
 
 
 
 
– Finalizado esse processo, inicia-se o processo de adensamento secundário. 
 
 
 
3. Sabendo que durante um ensaio oedométrico foi observado: 
– Tensão antes do carregamento = 1,0 Kgf/cm2; 
– Índice de vazios antes do carregamento = 1,020; 
– Tensão após o carregamento = 2,0 Kgf/cm2; 
– Índice de vazios após o carregamento = 1,005; 
– Coeficiente de adensamento Cv = 2,08 x 10-4 cm2/seg. 
–Abaixo da camada de solo compressível existe o estrato rochoso. 
a) Calcule o recalque de uma camada de solo com 2,0 m de espessura; 
b) O tempo t para 25, 50, 90 e 100% do recalque desta camada de solo. 
FORMULÁRIO 
 
U% T U% T U% T U% T 
0 0 30 0.072 55 0.238 80 0.565 
10 0.008 35 0.097 60 0.287 85 0.684 
15 0.017 40 0.126 65 0.342 90 0.848 
20 0.031 45 0.159 70 0.405 95 1.127 
25 0.049 50 0.195 75 0.475 100  
 
 
 
 
 
4. Quais os mecanismos de deformação do solo? 
– deformação do esqueleto (prevalece nas argilas, devido à baixa permeabilidade); 
– quebra de grãos; 
– deslocamento relativo entre os grãos (prevalece em solos arenosos). 
 
5. Em um ensaio de adensamento uma amostra de argila com 4 cm de altura exigiu 15 
minutos para atingir 30 % do adensamento sob determinada pressão. Qual o tempo 
necessário para, sob o mesmo acréscimo médio de pressão, transmitida pelas 
fundações, a camada de argila em estudo, com 5 m de espessura, adensar 50 % do 
recalque total. Considere que abaixo da camada argilosa existe o estrato rochoso 
(impermeável). 
 
6. A construção de um edifício foi iniciada em 1960 e terminada no ano de 1962. O 
recalque total devido ao adensamento de uma camada de solo subjacente foi estimado 
em 15 cm. No ano de 1970 o recalque medido foi de 5 cm. Pergunta-se: 
(a) Qual o recalque provável da estrutura no ano de 1971? 
(b) Qual o recalque provável da estrutura no ano de 1981? 
(c) Quando deverá cessar os recalques? 
7. Quais as hipóteses básicas da teoria do adensamento vertical? Apresente um breve 
comentário sobre cada uma delas 
– argila saturada; 
– água e partículas incompressíveis; 
– a lei de Darcy é aplicável para o fluxo d’água no solo; 
– o retardamento no tempo de adensamento é devido exclusivamente a baixa 
permeabilidade; 
– tanto mv como a permeabilidade são constantes. 
 
 
8. Quais os parâmetros de compressibilidade necessários para o cálculo do 
adensamento vertical e a partir de que gráficos do ensaio oedométrico podem ser 
obtidos? 
– índice de compressão (obtido do gráfico e x log v): indica a inclinação da reta virgem, que é 
a verdadeira medida da compressibilidade; 
– tensão de pré-adensamento (obtido do gráfico e x log v): corresponde a máxima pressão 
que a amostra esteve submetida nas condições naturais ao longo de sua história; 
– coeficiente de adensamento: calculado pelos métodos de Talyor ou Casagrande. 
 
 
9. Um solo apresenta as seguintes características: 
– Índice de compressão Cc = 0,27 
– Pressão inicial Pi = 1,27 Kgf/cm2 
– Índice de vazios inicial i = 1,04 
– Coeficiente de permeabilidade K = 3,5 x 10-8 cm/seg 
Pede-se: 
a) variação do índice de vazios quando a pressão passa para Pf = 1,90 Kgf/cm2. 
b) Recalque total de uma camada de 5 m de espessura 
c) Tempos que ocorrerão 25, 50, 75, 90 e 100% desse recalque total, considerando-se que 
abaixo da camada compressível existe um solo de boa permeabilidade. 
 
10. Quais as finalidades da teoria do adensamento vertical? 
– Prever os recalques; 
– Prever as pressões neutras devido o carregamento; 
– Prever a progressão dos recalques com o tempo. 
FLUXO 
 
11. Percola pela camada de areia grossa abaixo representada, 14m3/dia. instalou-se 
dois piezômetros e mediram-se as pressões indicadas. Calcule o coeficiente de 
permeabilidade desta areia em cm/s e comente o valor obtido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12. Qual a vazão que percola para escavação abaixo, sabendo que o comprimento de 
escavação é de 50m e Kv = 2,08 x 10-4 cm/seg e Kh = 1x10-3 cm/seg. Abaixo da 
camada de solo existe o estrato rochoso. 
 
FORMULARIO: 
 
 
 
 
 
 
ne
nf
HKQ eq ..
KyKxKeq .. 
13. Qual a vazão que percola através da barragem abaixo, sabendo que o 
comprimento da barragem é de 100m e Kv = 2,08 x 10-5 cm/seg e Kh = 3x10-4 cm/seg. 
Abaixo da barragem existe o estrato rochoso. 
Hu=20m Hd=2m 
FORMULARIO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14. Quais os fatores que interferem na medida de permeabilidade dos solos? 
– A permeabilidade é a propriedade que os solos tem de permite o escoamento de água 
através dos seus vazios. A sua avaliação é feita através do coeficiente de permeabilidade. O 
coeficiente de permeabilidade de um solo é função de diversos fatores, dentre os quais 
podemos citar a estrutura do solo, estratificação do terreno, o grau de saturação e o índice 
de vazios, além é claro da temperatura do ensaio. 
 
 
15. Explique o efeito piping. 
– O Efeito Piping é também chamado de entubamento e é um tipo especial de ruptura 
hidráulico. Esse efeito se deve a lei da conservação da vazão (tudo que entra, sai): 
QS = QP = Ventra.Aentra = Vperc.Aperc. 
ne
nf
HKQ eq ..
KyKxKeq .. 
– Uma vez a área percolada sendo menor que a área de entrada, por consequência teremos 
que a velocidade de percolação será maior que a de entrada. Caso essa velocidade de 
percolação supere a velocidade crítica, haverá expulsão de grãos a começar pelos mais 
finos (efeito rolha). Isso tudo pode criar um conduto para a água. 
– Importante citar que opiping se dá no ponto de maior pressão. 
– Para evitar o piping deve-se: Evitar uma superfície lisa entre as partículas; educar a água 
através de dreno-chaminé (parede de areia), de tal forma que essa areia intercepte a água; 
usar um material de granulometria mais adequada (contínua = maior densidade). 
 
 
16. Haverá fluxo dentro de um nível freático estático? Explique. 
– Para que haja fluxo é necessário que tenhamos diferença de cargas no fluído estudado. 
Portanto, para um nível freático estático não haverá fluxo.