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2014.1 CURSO DE ENGENHARIA CIVIL NOTA DE AULA DE MECÂNICA DOS SOLOS – RECALQUES ISABELLY CÍCERA DIAS VASCONCELOS isabelly.vasconcelos@unipe.br 1 2 INTRODUÇÃO Torre de Pisa 3 INTRODUÇÃO 4 Condomínio Anêmona, Ubatuba/SP 5 INTRODUÇÃO Santos/SP 6 INTRODUÇÃO 7 INTRODUÇÃO Toda edificação é caracterizada pelo seu peso e pelas sobrecargas verticais que atuam na estrutura. Essas sobrecargas serão transmitidas para os elementos de fundações que por sua vez, transmitirão essas sobrecargas para o solo. De maneira geral a estrutura de uma edificação apresenta a tendência de se movimentar para baixo. Este movimento vertical que a estrutura sofre é denominado de recalque. 8 INTRODUÇÃO QUANDO ACONTECE RECALQUE? 9 INTRODUÇÃO Este movimento vertical que a estrutura sofre é denominado de recalque. 10 INTRODUÇÃO Pode-se afirmar que todas as fundações sob carga apresentam recalques, pois os solos são materiais deformáveis e que ao serem carregados apresentam variações de volume, provocando o deslocamento das fundações. O que faz a diferença é a magnitude do recalque, que deve estar dentro da faixa de recalque admissivel, para que a segurança da edificação fique garantida. 11 RECALQUE A H0 Hv0 Hs RECALQUE ÁreaHvoVV S V V V e 0 ÁreaH ÁreaH e s vo 0 ÁreaHV ss s vo H H e 0 sso HHeH 00 0 1 e H H s )1( 0 eHH so H0 = Hv0 + Hs (I) svo HeH 0 (II) Substituindo (II) em (I) 12 RECALQUE A H0 Hv0 Hs H Hf )1( 1 0 0 ff e e H H H0 = Hs.(1+ e0) (I) Substituindo (I) em (II) (II)Hf = Hs.(1+ ef) Recalque (ρ) é a diferença entre Hf e Ho: ρ = Hf – H0 13 RECALQUE RECALQUES Recalque por Adensamento Variação volumétrica que ocorre nos solos finos ao longo do tempo! 14 RECALQUE EM SOLOS NORMALMENTE ADENSADOS Solos Normalmente Adensados OCR = 1 σ’ad = σ’0 Onde: CC = Índice de compressão 𝑶𝑪𝑹 = 𝝈′𝒂𝒅 𝝈′𝟎 15 Solos pré-adensados na zona de recompressão RECALQUE EM SOLOS PRÉ-ADENSADOS NA ZONA DE RECOMPRESSÃO OCR > 1 σ’ad ≥ σ’f 𝑶𝑪𝑹 = 𝝈′𝒂𝒅 𝝈′𝟎 σ’ad > σ’0 Onde: Cr = Índice de recompressão 16 Solos pré-adensados na zona da reta virgem RECALQUE EM SOLOS PRÉ-ADENSADOS NA ZONA DA RETA VIRGEM OCR > 1 𝑶𝑪𝑹 = 𝝈′𝒂𝒅 𝝈′𝟎 σ’ad > σ’0 σ’ad < σ’f 17 EXERCÍCIO 01 Exercício Solução: 18 EXERCÍCIO 01 (i) Situação 1: Solo Normalmente adensado (ii) Situação 2: Solo pré-adensado (OCR=2) (iii) Situação 2: Solo pré-adensado (OCR=1,5) 19 Recalque Primário Solos Normalmente Adensados Solos pré-adensados na zona de recompressão Solos pré-adensados na zona da reta virgem TEORIA DO ADENSAMENTO DE TERZAGHI 20 Recalque Secundário RECALQUE SECUNDÁRIO Nos importa saber a magnitude do recalque e o tempo para que o mesmo ocorra. Uf 0 Recalque Primário Grau de adensamento 21 GRAU DE ADENSAMENTO Número que expressa a compressibilidade do solo, ou seja, a porcentagem de recalque. GRAU DE ADENSAMENTO (U) Para cada valor de “U”, segundo Terzaghi, temos um Fator tempo “T” associado. 22 TEMPO DE RECALQUE Tempo para acontecer o recalque (t) O tempo para que cada recalque aconteça pode ser calculado segundo a seguinte expressão: v d C HT t 2 Onde: T: Fator tempo, associado a “U” Hd: h/2, onde h é a espessura da camada compressível; Cv: Coeficiente de adensamento do solo. 23 COEFICIENTE DE ADENSAMENTO O coeficiente de adensamento (cv) representa, na equação de adensamento, o parâmetro que estabelece a velocidade de dissipação dos excessos de poropressão. Este parâmetro é determinado a partir da evolução dos deslocamentos verticais da amostra ao longo do tempo. COEFICIENTE DE ADENSAMENTO (Cv) wv v a ek c )1( Onde: k: Coeficiente de permeabilidade; e: Índice de vazios; gw: Peso específico da água; av: Coeficiente de compressibilidade do solo. 24 EXERCÍCIO 02 Um aterro com 2,5 m de altura sobre um terreno constituído de uma camada de 4,00 m de argila mole, sobre areia, apresentaria um recalque de 50 cm. Considerando o aterro de areia, portanto permeável. Pede-se: a) O tempo, em dias, para que ocorra 50% de recalque. b) Que recalque terá ocorrido 90 dias depois da construção. Considere: Coeficiente de compressibilidade = 0,06 kPa-1 Coeficiente de permeabilidade = 3,0 x 10 -6 cm/s Índice de vazios = 3,00 Peso específico do solo = 10 kN/m³ 25 EXERCÍCIO 02 SOLUÇÃO: t HT c dv 2 Coeficiente de adensamento Fator tempo Altura da camada compressível / 2 a) O tempo, em dias, para que ocorra 50% de recalque. v v a ek c )1( Coeficiente de compressibilidade 26 EXERCÍCIO 02 Fator tempo em função da porcentagem de recalque para adensamento pela Teoria de Terzaghi. 27 EXERCÍCIO 02 SOLUÇÃO: t HT c dv 2 Coeficiente de adensamento Fator tempo Altura da camada compressível / 2 b) Que recalque terá ocorrido 90 dias depois da construção. 28 EXERCÍCIO 02 Fator tempo em função da porcentagem de recalque para adensamento pela Teoria de Terzaghi. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Caputo, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações, Vol. 1, 2 e 3. Livros Técnicos Científicos. Editora S. A. Craig, R.F. (1974) – Mecânica dos Solos, Editora LTC. Das, B.M. (2011) – Fundamentos de Engenharia Geotécnica. Editora Thompson. Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969) Soil Mechanics. John Wiley & Sons, Inc. Pinto, C.S. (2006) – Curso Básico de Mecânica dos Solos. Editora Oficina. Vargas, M.(1977) – Introdução à Mecânica dos Solos. MacGraw Hill. 29
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