FORÇAS APLICADAS NO SOLO

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Tensões nos Solos 
O solo é constituído de partículas. 
 
Forças aplicadas no solo são transmitidas de partícula a 
partícula: 
 
 Siltes e areias: partículas maiores  transmissão através do 
contato direto de mineral a mineral. 
 
 Argila: partículas menores e em maior número  
transmissão ocorre através da água adsorvida. 
 
 
Tensões nos Solos 
Força (F) decomposta em 
normais (N) e tangenciais (T) à 
superfície. 
 
Tensão normal: componentes 
normais ao plano/área 
𝜎 = ∑𝑁
Á𝑟𝑟𝑟
 
 
Tensão cisalhante: componentes 
tangenciais ao plano/área 
𝜏 = ∑𝑇
Á𝑟𝑟𝑟
 
Tensões nos Solos 
Partículas + Vazios = Área de contato pequena 
 
Área de contato real: menos de 1% da área total 
 
Conceito: tensão em um meio contínuo 
 
 
 
Tensões nos Solos 
 Tensões devidas ao peso próprio do solo 
(Valores consideráveis) 
 
Superfície horizontal: 
não há tensão de cisalhamento 
 
Tensão vertical no plano A: 
 
𝜎𝑣 = 𝑃𝑟𝑃𝑃Á𝑟𝑟𝑟 = 𝛾.𝑉Á𝑟𝑟𝑟 = 𝛾.Á𝑟𝑟𝑟. 𝑧𝐴 Á𝑟𝑟𝑟 
𝜎𝑣 = 𝛾. 𝑧𝐴 
 
Tensões nos Solos 
 Várias camadas aproximadamente horizontais 
𝜎𝑣 = 𝛾. 𝑧𝐴 
 
Tensões nos Solos 
 Pressão neutra e tensões efetivas 
Tensão vertical no plano B (abaixo do N.A.): 
 
Pressão da água 
(pressão neutra/poro-pressão): 
 
𝑢 = 𝑧𝐵 − 𝑧𝑤 . 𝛾𝑤 
Tensão efetiva σ’ 
(solos saturados): 
 
𝜎′ = 𝜎 − 𝑢 
 
Tensões nos Solos 
 Tensão efetiva 
O solo não se deforma por acréscimo de pressão neutra 
(pressão da água) 
Tensões nos Solos 
 Tensão efetiva 
O solo não se deforma por acréscimo de pressão neutra 
(pressão da água) 
 P = 10N 
 σ = 1kPa 
Tensões nos Solos 
 Tensão efetiva 
O solo não se deforma por acréscimo de pressão neutra 
(pressão da água) 
 P = 10N P = 10N (10kN/m3x0,1m) 
 σ = 1kPa σ = 1kPa 
deformação por 
carregamento na 
superfície 
não se comprime 
por alteração da 
altura do NA 
Tensões nos Solos 
 Tensão efetiva 
 
Carregamento feito na superfície: tensões efetivas aumentam 
 solo se comprime  expulsão de água dos vazios; 
 
Nível de água se eleva: aumento da pressão neutra nos vazios 
do solo  não há compressão do solo. 
 
Solo no fundo de uma plataforma marítima à 100m ou 1000m 
de profundidade, pode ser tão fofo ou mole quanto o solo no 
fundo de um lago de pequena profundidade. 
Tensões nos Solos 
NA: z = -1m 
Tensões nos Solos 
Rebaixamento do nível d’água: 
 
• Tensão total se mantém – peso específico do solo se 
mantém (𝜎𝑣 = 𝛾. 𝑧𝐴); 
• Pressão neutra diminui (𝑢 = 𝑧. 𝛾𝑤); 
• Tensão efetiva aumenta (𝜎′ = 𝜎 − 𝑢). 
 
Exemplo: quando se carrega uma criança no colo dentro de 
uma piscina, partindo da parte mais funda pra mais rasa: tem-se 
a sensação que o peso da criança aumenta. 
Tensões nos Solos 
 Peso específico aparente submerso: 
 
Exemplo: profundidade entre 3 e 7m 
Tensão total: 𝜎𝑣 = 𝛾. 𝑧 =16 . 4 = 64kPa 
Pressão neutra: 𝑢 = 𝛾𝑤 . z= 10. 4 = 40kPa 
Tensão Efetiva: 𝜎′ = 𝜎 − 𝑢 = 64 – 40 = 24kPa 
 ou 
 𝜎′ = 𝛾𝑠𝑠𝑠 . 𝑧 = 6 . 4 = 24kPa 
𝛾𝑠𝑠𝑠 = 𝛾𝑠𝑎𝑎−𝛾𝑤 
Capilaridade 
 A água apresenta uma tensão superficial, que é um 
comportamento diferenciado na superfície em contato com o 
ar, associado a uma membrana. 
 
 
 
 
 
Efeito: comportamento em tubos capilares, onde a água sobe 
até atingir uma posição de equilíbrio. A água sobe como 
resultante do contato vidro-água-ar e a tensão superficial da 
água. 
Capilaridade 
 
 A superfície da água capilar no tubo é curva. 
 
 A altura da ascensão capilar pode ser determinada 
igualando-se o peso da água no tubo com a resultante da 
tensão superficial. 
 
 
 ℎ𝑐 = 2.𝑇𝑟.𝛾𝑤 
 
 T = tensão superficial 
Capilaridade 
 ℎ𝑐 = 2.𝑇𝑟.𝛾𝑤 
 
 quanto maior o tubo  menor ℎ𝑐 
Capilaridade 
Ponto A: pressão atmosférica; 
Ponto B e C: pressão = Ƴw . profundidade; 
Ponto D: pressão atmosférica; 
Ponto E: pressão atmosférica - ℎ𝑐 . Ƴw 
Ponto F: pressão atmosférica. 
 
Pressão E – Pressão F = 
tensão superficial da água 
(valor negativo) 
Capilaridade 
Nos solos: 
 
Água nos vazios do solo, na faixa acima do lençol freático, está 
sob pressão abaixo da pressão atmosférica: a pressão neutra 
(pressão da água) tem valor negativo. 
 
No exemplo anterior 
Considerando a ascensão capilar 
 
𝑢 = 𝛾𝑤 . z= 10. (-1) = -10kPa 
𝜎′ = 𝜎 − 𝑢 = 0 - (-10) = 10kPa 
 Mais resistente 
 
 
 
Exercícios 
01) a) Traçar os diagramas de tensões 
 
 
 
 
Ƴsat = 18,9 kN/m3 
Ƴsat = 14 kN/m3 
Ƴsat = 14,5kN/m3 
 
 
Exercícios 
a) 
 
 
 
Exercícios 
b) No exercício anterior, considere que o NA foi rebaixado 
para a cota -5m e a argila orgânica foi removida e substituída 
por um aterro até a cota +4m, com Ƴ = 18kN/m3. 
 
 
 
Exercícios 
 b) 
 
Exercícios 
Comparando: 
 
a) b) 
 
	Tensões nos Solos
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	Capilaridade
	Capilaridade
	Capilaridade
	Capilaridade
	Capilaridade
	Exercícios
	Exercícios
	Exercícios
	Exercícios
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