MEC SOLOS E GEOLOGIA

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Módulo 1 - Geologia e características básicas dos solos
Características básicas do solo
 Neste Módulo inicial são apresentados conceitos básicos sobre a evolução das rochas ao longo do tempo e os processos destrutivos de transformação que causaram a formação dos vários tipos de solos. Estes processos podem ser físicos, como a erosão pela ação dos ventos, da água das geleiras, dos sucessivos congelamentos e descongelamentos das geleiras em fendas de rochas, etc. Podem também serem processos químicos que resultam em modificações da rocha-mãe. O estudo do presente módulo é fundamental para o embasamento conceitual dos demais módulos consecutivos, os quais abrangem as principais áreas da engenharia dos solos e obras de infraestrutura das construções civis.
As Obras Civis demandam a construção das suas Fundações, para transmitir suas cargas para o Terreno de Fundação. É de fundamental importância o pleno conhecimento das características físicas e químicas do solo onde será assentada a fundação da construção civil, pois o correto desempenho da fundação depende da estabilidade que o solo proporciona para as fundações, tais como as Sapatas, as Estacas e os Tubulões.
A Geotécnica se propõe a investigar as características dos terrenos de fundação, proporcionando ao engenheiro os necessários parâmetros que deem embasamento técnico e segurança às fundações rasas ou profundas das Obras Civis. A Geologia abrange as seguintes principais áreas:
-Mineralogia-Estudo dos minerais;
-Petrologia – estudo detalhado das rochas;
-Geologia Estrutural ou Tectônica - estuda as dobras e falhas da crosta terrestre, o que é de fundamental importância para o projeto de túneis, barragens e obras de terra;
-Geomorfologia - estuda a conformação das superfícies terrestres e das forças que as originam;
- Geofísica - compreende o estudo das propriedades dos maciços rochosos e terrosos, sendo a Sismologia um de seus principais ramos, por estudar a influência dos abalos sísmicos nas construções;
- Pedologia - tem por objetivo estudar as camadas superficiais da crosta terrestre;
-Mecânica das Rochas - estuda as propriedades tecnológicas das rochas e o comportamento físico dos maciços rochosos.
As Investigações Geotécnicas são fundamentais para solucionar os seguintes principais itens da engenharia civil:
a ) Escolha da Fundação mais adequada para uma determinada Obra;
b ) Presença ou possibilidades de recalques das estruturas e riscos de estabilidade das mesmas;
c ) Definição da altura e inclinação dos taludes de Aterros Compactados de rodovias e barragens;
d ) Tipo de pavimento para estradas e aeroportos;
e ) Estabilidade de Muros de Contenção, túneis e barragens;
Assim sendo fica caracterizada a importância fundamental do estudo da geologia nos projetos de obras civis.
Módulo 2 - Percolação
Percolação
Neste Módulo é estudada a infiltração da água nos solos, conceitos estes fundamentais para o projeto e execução das escavações e aterros em obras civis tais como poços, túneis, barragens, muros de contenção, escavações para edifícios, aterros e cortes para estradas, etc.
O estudo da Permeabilidade dos Solos é o principal conceito a ser desenvolvido neste Módulo, pois permita solucionar problemas práticos da engenharia civil tais como drenagem, rebaixamento do lençol freático, recalques, etc.
O estudo do "Coeficiente de Permeabilidade " dos solos baseia-se na Lei de Darcy, que estabelece os ensaios e técnicas laboratoriais para a obtenção dos parâmetros que definem o grau de percolação de cada tipo de terreno de fundação.
Assim sendo, estuda-se a influência do índice de vazios dos solos, viscosidade da água e sua temperatura, correlação entre a permeabilidade do solo e a percolação, abrangendo vários tipos de terrenos e seus componentes, tais como os pedregulhos, areias, Silte, argilas, etc. O principal produto deste Módulo é o estudo das Redes de Percolação estabelecidas nos aterros e demais estruturas de terra, que consolidam a estabilidade da obra civil.
Módulo 3 - Tensão efetiva
Tensão efetiva
Neste Módulo são estudadas as distribuições de Pressões ou Tensões nas várias profundidades do terreno. O peso de uma estrutura, tal como um Edifício, um Muro de Contenção, uma Torre, um Tanque ou Reservatório de Água, transmite pressões que se propagam pelo subsolo abaixo podendo impactar outras obras e interferir na estabilidade da própria estrutura ou nas adjacentes. Assim sendo, faz-se necessário nos projetos de engenharia o conhecimento das Tensões Efetivas que se propagam abaixo das cargas transmitidas pelas obras, existindo várias teorias no âmbito da Mecânica dos Solos para explicar o comportamento estrutural da propagação das tensões nos subsolos e que são estudadas neste Módulo.
Módulo 4 - Resistência ao Cisalhamento
Resistência ao cisalhamento
Uma grande estrutura em obra civil deve apresentar segurança na sua estabilidade ao longo da sua vida útil. As obras civis são previstas para durarem por muito tempo, geralmente acima de 50 anos, o que torna necessária a garantis da sua estabilidade por este período, com coeficientes de segurança adequados, tais como os coeficientes de segurança ao tombamento e ao deslizamento. Para que uma estrutura não corra risco de deslizamento é necessário que o terreno de fundação apresente resistência ao cisalhamento, ou seja, impeça a estrutura de deslizar ou escorregar. Neste Módulo é estudada a resistência ao cisalhamento dos vários tipos dos terrenos de fundação e os vários tipos de ensaios de laboratório de Mecânica dos Solos que possibilitam avaliar, com a necessária segurança, a resistência que um solo oferece de ser cisalhado pelo deslocamento de uma estrutura. Os solos apresentam duas parcelas que contribuem para a sua resistência ao deslocamento, uma delas é a parcela coesiva, representada pela tensão de coesão entre as suas partículas e a outra parcela é representada pelo seu ângulo de atrito interno, permitindo estabelecer a equação de resistência ao cisalhamento que um terreno fornece para a estabilidade da estrutura em estudo. Assim sendo, é de fundamental importância para a elaboração dos projetos civis o pleno conhecimento das forças ou tensões de cisalhamento dos solos, assunto objeto do presente Módulo.
Módulo 5 - Empuxos de Terra
 Empuxos de Terra
Este Módulo é de grande importância prática pois vai permitir que o aluno tenha condições de calcular os esforços exercidos por massas de terra em vários tipos de obras civis, tais como os Muros de Arrimo ou de Contenção, Subsolos de Edifícios, Túneis de Metrôs, Pontes e Viadutos, etc.
O estudo das pressões que um solo exerce nas estruturas é de fundamental importância para a elaboração dos projetos de obras civis, tais como Muros de Contenção, Barragens, Edifícios, Estações de Tratamento d'Agua, Obras Subterrâneas, etc.
O Empuxo de Terra é a resultante das pressões exercidas pela massa de terra nas estruturas, podendo ser um Empuxo Ativo, de Repouso ou Empuxo Passivo, cujo cálculo é importante para o desenvolvimento dos projetos civis. Neste Módulo são estudados os parâmetros tecnológicos necessários para os cálculos dos Empuxos e o modo de se calcular, baseando-se nas teorias disponíveis existentes. O estudo dos ensaios laboratoriais de Mecânica dos Solos, determinando a " Coesão " e o " Angulo de Atrito Interno " dos solos permitem ao aluno determinar os coeficientes de empuxo ativos e passivos, necessários ao cálculo dos empuxos de terra, conceitos estes, indispensáveis aos projetos civis e que são vistos neste Módulo.
Módulo 6 – Adensamento
Adensamento De Terzaghi (em ANEXO)
Ensaio Edométrico (em ANEXO)
Módulo 7 - Capacidade de Carga e Investigação do Terreno
Capacidade de Carga e Investigação do Terreno
As Obras de Infraestrutura das Construções Civis, indispensáveis para assegurar a durabilidade e segurança das estruturas, devem estar embasadas em sólidos conhecimentos da resistência do terreno de fundação, cuja capacidade de carga deve ser avaliada com segurança. Por esta razão devemser utilizados mecanismos de investigação e pesquisa do terreno de fundação que permitam a elaboração de projetos fundamentados em ensaios de laboratório e de campo cujos resultados representem as reais resistências do subsolo. Estes conceitos serão vistos no presente módulo.
Módulo 8 - Estabilidade de Taludes
 Estabilidade de Taludes
 Os conceitos tecnológicos deste módulo são de fundamental importância para a engenharia rodoviária visto que a estabilidade dos taludes das escavações e aterros das estradas são vitais para o bom desempenho de uma rodovia. Esta importância também se estende para as ferrovias, as barragens, as residências implantadas em encostas de morros, etc. Nas épocas chuvosas são usuais as ocorrências de deslizamentos em taludes de rodovias e em moradias de encostas cuja estabilização é de grande importância social e econômica com soluções proporcionadas pela engenharia civil.
Módulo 3 - Tensão efetiva
Módulo 4 - Resistência ao Cisalhamento
Exercício 01: Um capítulo de grande importância prática na Mecânica dos Solos é o estudo da estabilidade das massas de solo e a sua ruptura por cisalhamento. Assinale a alternativa falsa dentre as afirmativas abaixo.
Alternativa (C) os parâmetros da resistência ao cisalhamento são a coesão típica das areias e o ângulo de atrito interno típico das argilas.
Módulo 5 - Empuxos de Terra
Exercício 01: Um muro de contenção tipo gravidade está sujeito ao empuxo ativo de uma massa de solo, ao seu peso próprio e à resistência horizontal no plano de fundação. Para análise da estabilidade do muro deverão ser verificados os coeficiêntes de segurança:
Alternativa (A) ao tombamento e deslizamento.
Exercício 02: O empuxo exercido pela massa de terra em uma estrutura pode ser o empuxo em repouso,o empuxo ativo e o empuxo passivo,cujos coeficientes podem ser expressos por K0 ( repouso ), Ka ( ativo ) e Kp ( passivo ).Assinale a alternativa que apresenta a correlação correta entre eles :
Alternativa (D) Kp > K0 > Ka ;
Exercício 03: Um Aterro Compactado, com superfície horizontal,exerce um Empuxo Horizontal na superfície vertical de um Muro de Contenção com 10 m de altura.Sabe-se que o Coeficiente de Empuxo Ativo é Ka = 0,5 e que o Peso Específico da terra do Aterro é de 17 KN/m3 .Para estas condições pode-se afirmar que o valor do Empuxo Ativo exercido pela massa de terra na face do Muro de Contenção, expresso em KN apresenta o seguinte valor :
Alternativa (C) 42,5 ;
Exercício 04: As afirmativas abaixo descrevem as hipóteses de embasamento da Teoria de Rankine ,  na qual estão conceituados os parâmetros que permitem o cálculo dos Empuxos de Terra, sendo que uma dessas afirmativas é falsa , a qual pede-se assinalar :
Alternativa (E) o lençol freático encontra-se na metade da altura do paramento de contenção.
Exercício 05: Um Muro de Contenção ou de Arrimo tem sua face interna lisa e vertical, com 12 m de altura , e está sujeito ao Empuxo Ativo de um Aterro com superfície horizontal que coincide com o topo do Muro. O Aterro e o Muro , ambos com 12 m de altura , estão assentados em um plano rochoso horizontal. Sabe-se que o Coefficiente de Empuxo Ativo é 0,5 e que o peso específico da terra é de 18 KN/m3. Nessas condições pode-se afirmar que o valor do Empuxo Ativo expresso em KN , é o seguinte :
Alternativa (C) 2592 ;
Exercício 06: Um Muro de Contenção ou de Arrimo sofre um Empuxo Ativo de 90 KN na direção horizontal sob a ação de um solo com Coeficiente de Empuxo Ativo de 1/3 .É de se esperar que o Empuxo Passivo , para a mesma massa de terra ,em caso de deslocamento do Muro contra a terra , apresente o seguinte valor , expresso em KN :
Alternativa (A) 810
Exercício 07: Na conceituação de Empuxo em Repouso, Ativo e Passivo  considera-se um anteparo suportando a massa de terra e faz-se um deslocamento do anteparo ora afastando-se da massa de terra , ora deslocando-se contra a massa de terra . As afirmativas a seguir baseiam - se nessas consideraçõese pede-se assinalar a alternativa falsa:
Alternativa (C) quando o anteparo desloca-se contra a massa de terra ocorre o empuxo ativo;
Exercício 08: No estudo de Estabilidade ao Tombamento e ao Deslizamento de Muros de Contenção do tipo gravidade , nos quais a estabilidade é proporcionada pelo peso próprio do Muro, o Empuxo Ativo é o esforço que tende a causar o tombamento e o deslizamento do Muro.Assinale a afirmativa falsa sobre este tema,dentre as apresentadas abaixo :
Alternativa (D) a subpressão d'água que atua na base do muro é um esforço estabilizador,que contribui para aumentar a segurança ao tombamento;
Exercício 09: Uma das estruturas largamente construídas no âmbito das obras civis são os muros de contenção ou de arrimo, cujas estabilidades são estudadas em função dos empuxos dos solos. Sobre este tema são formuladas as afirmativas abaixo, solicitando-se assinalar a alternativa falsa:
Alternativa (A) o empuxo da massa de terra independe do peso específico do solo;
Módulo 6 – Adensamento
Exercício 01: O ensaio oedométrico é utilizado para a determinação dos seguintes parâmetros:
Alternativa (A): adensamento ou inchamento inidimensional.
Exercício 02: A teoria de adensamento de Terzaghi está baseada nas hipóteses abaixo: Assinale a alternativa falsa:
Alternativa (A): o solo é totalmente seco e a compressão é tri-dimensional.
Módulo 7 - Capacidade de Carga e Investigação do Terreno
Exercício 01: O sistema rodoviário de classificação dos solos é mundialmente aceito e foi desenvolvido nos Estados Unidos. Esse sistema está baseado em:
Alternativa (A): Granulometria e Limite de Atterberg.
Exercício 02: O ensaio mais usual para investigar o sub-solo de um terreno de fundação é o Ensaio SWPT - Standard Penetration Test , conforme normalizado pela Norma Brasileira NBR-6484 e NBR-8036.Assinale a afirmativa falsa,dentre as afirmativas abaixo,referentes ao Ensaio SPT ::
Alternativa (C): No Ensaio SPT a altura de queda livre do martelo é de 105 cm;
Exercício 03: A denominada Prova de Carga no terreno de fundação é um dos ensaios utilizados para avaliar as características de deformação dos solos. As afirmativas abaixo são referentes às Provas de Carga realizadas pelo carregamento de placas no terreno que se deseja investigar. Pede-se assinalar a alternativa falsa:
Alternativa (D): Este tipo de Ensaio de Provas de Carga não permite a obtenção do valor do módulo de elasticidade do solo;
Exercício 04: Os ensaios com Piezoocones no Brasil tem sido predominantemente realizados em Universidades e permitem obter várias grandezas do terreno de fundação .Assinale , dos parâmetros abaixo , aquele que não é obtido pelo ensaio referido:
Alternativa (D): 	Módulo de Venturi;
Exercício 05: Os ensaios com Piezocones relativos às  argilas permitem obter vários parâmetros do solo de fundação , os quais estão apresentados nas alternativas abaixo.Pede-se assinalar a alternativa falsa:
Alternativa (C): Coeficiente de Empuxo Passivo;
Exercício 06: A realização de Provas de Carga em Terrenos de Fundação é um poderoso instrumento tecnológico que a engenharia dispõe para o conhecimento da resistência do solo que irá suportar o peso da estrutura a ser costruida no local. Assinale a alternativa falsa,dentre as apresentadas abaixo, que se referem ao comportamento estrutural do solo ensaiado;
Alternativa (A): Um solo fofo e mole apresenta uma curva tensão X deformaçãocom um ponto de ruptura bem definido;
Exercício 07: Na construção de uma grande barragem foram feitos ensaios  " in situ " com a finalidade de determinar os principais perâmetros da rocha de fundação.Em um desses ensaios escavou-se no entorno de um maciço rochoso e , na base da rocha , tratores empurraram a roha horizontalmente até atingir o deslocamento horizontal da mesma. O parâmetro obtido por veste ensaio foi:
Alternativa (C): Resistência ao Cisalhamento;
Exercício 08: A superfície plana,vertical e lisa de um muro de contenção ou de arrimo está submetida a um empuxo ativo de uma massa de terra com superfície horizontal e compesoespecífico de 17 KN/m3 , com coeficiente de empuxo ativo K=0,5 e 9m de altura.Pode-se afirmar que o empuxo ativo atuante causa,por metro linear,um momento de tombamento no muro com o seguinte valor,expresso em KN.m:
Alternativa (C): 2065,5;
Exercício 09: A Teoria de Coulomb para empuxos de terra integra o acervo conceitual da mecânica dos solos, sendo o seu conhecimento uma importante ferramenta conceitual para o estudo do equilíbrio das massas de terra. Sobre este tema foram apresentadas as afirmativas abaixo, pedindo-se assinalar a alternativa falsa:
Alternativa (E): a teoria de Coulomb superestima o empuxo ativo total;
Módulo 8 - Estabilidade de Taludes
Exercício 09: Um dos principais métodos de análise de estabilidade de taludes é o "método das fatias", o qual supõe que a potencial superfície de ruptura seja um arco de círculo, com a massa de solo com potencial de deslizamento subdividida em fatias. Na solução sueca ou de Fellenius considera-se que:
Alternativa (D): a resultante, para cada fatia, das forças na interface é zero.
Exercício 02: No estudo do "Método das Fatias", para a análise da segurança à ruptura, a solução proposta por Bishop admite que:
Alternativa (A): as forças resultantes dos lados das fatias são horizontais.
Exercício 03: Existem vários métodos de análise da estabilidade de taludes , cada um deles com suas hipóteses e critérios.Um desses métodosutilizados na análise da estabilidade de taludes pressupõe que a superfície de ruptura ao deslizamento seja plana , considerando os esforços atuantes e resistentes da cunha de solo com potencial risco de deslizamento.Pede-se assinalar qual é este método.
Alternativa (B): Método de Culmann;
Exercício 04: As afirmativas abaixo referem-se aos vários métodos de análise de estabilidade de taludes. Assinale a alternativa falsa dentre as apresentadas abaixo :
Alternativa (A): No Método de Culmann o denominado número de estabilidade é diretamente proporcional à coesão do solo e à altura do talude;
Exercício 05: Existem vários métodos na engenharia civil utilizados para estabilizar um talude em risco de sofrer deslizamento. Algumas alternativas desses métodos são apresentadas abaixo, pedindo-se assinalar a alternativa falsa:
Alternativa (D): colocação de sobrecarga no topo;
Exercício 06: A prática da hidrosemeadura utilizada em taludes de barragens de terra ou em taludes de aterros de rodovias pretende obter a estabilização proporcionada por : 
Alternativa (D): plantio de grama;
Exercício 06: Para analisar a estabilidade de taludes de solos com coesão e atrito diferentes de zero é frequentemente utilizado o " Método das Fatias " no qual a massa de solo é subdividida em fatias na região delimitada pela superfície curva de ruptura, analisando-se as forças atuantes em cada fatia e calculando-se o equilíbrio do conjunto das fatias. As afirmativas abaixo referem-se a este método e solicita-se assinalar a afirmativa falsa:
Alternativa (D): despreza-se o peso de cada fatia;