Aula 1b (Introdução)

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Engenharia Civil
Curso: Mecânica dos Solos e 
Obras de Terra I
Profª Dra. Mariana Ferreira Benessiuti Motta
Engenheira Civil – UNESP
Mestre em Engenharia Civil e Ambiental – UNESP
Doutora em Engenharia Civil – PUC-Rio
e-mail: marianabenessiuti@yahoo.com.br / mariana.motta@lo.unisal.br
Mecânica dos Solos e 
Obras de Terra I
22/02
Introdução: geotecnia e campos de atuação. Exemplos. Solos e rochas.
Origem e formação dos solos: solos transportados, residuais e
orgânicos. Previsão do comportamento de engenharia de solos: solos
saturados e não saturados. Solos expansivos e colapsíveis.
01/03
Amostragem. Propriedades físicas de solos. Partículas individuais:
tamanho; forma e mineralogia. Relevância das propriedades físicas:
interação entre a água e partículas do solo: camada dupla; influência
relativa de forças de massa e elétricas. Propriedades índice: solo
como um sistema trifásico. Relações entre fases. Ensaios: , w e Gs.
Relações entre índices.
08/03 1º Laboratório de Mecânica dos Solos: Teor de umidade higroscópica;Preparação de amostras; Massa específica dos grãos.
15/03 Propriedades índice: solo como um todo. Distribuição granulométrica.Limites de Atterberg. Ensaios. Atividade dos solos: mineralogia.
22/03 Teste 1
05/04 Classificação dos solos: Sistema unificado de classificação dos solos.Compacidade relativa e consistência.
12/04 2º Laboratório de Mecânica dos Solos: Limites de consistência;Granulometria por peneiramento e sedimentação.
19/04 P1
Mecânica dos Solos e 
Obras de Terra I
26/04 Definição de tensões em solos. Tensões em um ponto. Tensõesprincipais. Círculo de Mohr: origem dos planos. Exemplos.
03/05
Tensões geostáticas. Poropressão: condição estática. Conceito de
tensões efetivas: solo saturado. Princípio de tensões efetivas.
Tensões horizontais: definição de K0. Exemplos.
10/05 Tensões efetivas. Poropressões: nível d’água. Piezômetros. Exemplos.
17/05 Teste 2
24/05
Introdução de permeabilidade em solos: Exemplos de fluxo 1D, 2D e
3D em solos. Fluxos laminar e turbulento. Fluxo estacionário e
transiente. Solos saturados: energias e cargas total, de elevação e de
pressão.
07/06
Fluxo unidimensional em solos saturados: lei de Darcy e coeficiente
de permeabilidade. Velocidades de fluxo e de percolação.
Determinação de cargas. Exemplos. Permeabilidade de solos
saturados. Fatores que afetam k. Tensões efetivas em solos com
fluxo permanente.
14/06 P2
21/06 2ª Chamada
Mecânica dos Solos e 
Obras de Terra I
• Critério de Avaliação:
Duas provas totalizando média aritmética, dois relatórios das atividades 
práticas e 2 Testes de avaliação formativa ao longo do curso:
MF = ((P1+P2)/2)*0,5 + Média Relatórios de Laboratório*0,2 
+ Média dos Testes*0,3
Observações:
• Relatórios de Laboratórios: grupo;
• Todos os alunos devem postar o relatório. Caso não seja feito, será descontado do 
aluno 2 pontos da nota do relatório obtida pelo grupo;
• Notas de Relatórios de Laboratórios: caso o aluno não participe da aula de 
laboratório, a nota do relatório deste aluno será dividida por 2;
• Testes de avaliação formativa ao longo do curso: o aluno terá os 30 minutos 
iniciais da aula para responder o teste individualmente. Após esta etapa, a turma 
será dividida em trios para responder a mesma questão em mais 30 minutos. As 
duas avaliações serão consideradas, onde a nota final do teste será 60% da 
resposta individual e 40% da resposta em trio.
Critério de aproximação – MF>=5,75
Aula 1: 
Introdução
Construção 
Civil
Estruturas
Hidráulica
Saneamento
Transportes
Geotécnica
Engenharia Civil
A mais antiga do mundo. Dela se originaram todas as 
engenharias presentemente existentes
Exemplos de Sub-Áreas
Construção Civil
Estruturas
Hidráulica 
Geotécnica
Saneamento
Transportes
Mineração
Petróleo
Ambiental
Fundações
Pavimentação
Aterros e Barragens
Encostas
Solo Reforçado
Túneis e Escavações
Obras Lineares
(dutos, linhas de transmissão, 
rodovias, ferrovias)
Geotecnia Ambiental
Mineração
Poços (Água, Petróleo e Gás)
NT
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Fundações:
• Fundações:
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Aterro estruturado sobre solo mole – SESC-
Rio
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Barragens: energia, irrigação, abastecimento, ...
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Barragens: UHE Santo Antônio (2008-2015)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Barragens: UHE Santo Antônio
Início das obras: 
2008
Previsão de 
conclusão: 2015
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Barragens: UHE Santo Antônio
Início das obras: 
2008
Previsão de 
conclusão: 2015
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Barragens: Ruptura na Barragem de Camará, 
Paraíba (2004)
Início das obras: 
2008
Previsão de 
conclusão: 2015
11 dias 
depois...
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Barragens: Ruptura na Barragem de Rejeitos, 
Cataguases, MG (2003).
Início das obras: 
2008
Previsão de 
conclusão: 2015
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Obras lineares e Pavimentação:
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Encostas:
Rio de Janeiro
Lagoa (1989)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Encostas:
Salvador, BA (2006)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Encostas:
Santa Catarina 
(2008)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Encostas: Ilha Grande – Angra dos Reis, RJ (2010)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Encostas: Nova Friburgo (2011)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Solos Reforçados:
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Solos Reforçados:
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Estruturas de Contenção e Solos Reforçados:
Gabião
Solo Reforçado - Geogrelhas
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
Tirantes
• Túneis e Escavação:
Imigrantes/SP
UHE-Rio Pelotas/RS 
Rio/Siqueira Campos
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Geotecnia Ambiental: 
Disposição de resíduos sólidos urbanos
Aterro de Gramacho, RJ
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Geotecnia Ambiental:
Contaminação do Subsolo 
e Águas Subterrâneas 
(Ex: Pesticidas e Chorume)
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
• Geotecnia
Ambiental:
Voçoroca em 
Bauru, SP 
(foto tirada em 
1993)
• Mineração:
EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
Diferentes 
Materiais:
- Saber 
reconhecê-los,
- Prever o 
comportamento!
Conhecer os 
diferentes tipos de 
materiais (solos / 
rochas) 
BASE TEÓRICA
ENSAIOS DE 
CAMPO E DE 
LABORATÓRIO
BOM 
PROJETO 
GEOTÉCNICO!
• Origem e formação dos solos;
• Classificação dos solos 
quanto à origem.
Revisão 
Definições Básicas
C
on
ce
ito
s 
G
eo
té
cn
ic
os
 B
ás
ic
os Rochas: agregados naturais de minerais unidos por
forças permanentes muitos fortes. Do
ponto de vista geotécnico, só se consegue
escavá-las com o auxílio de ferramentas
especiais como broca, dinamite, etc.
Solos: produtos de intemperização de rochas e de
decomposição de matéria orgânica.
(diferentes definições sob os pontos de 
vista geológico, pedológico e geotécnico.
Solos: definições
Formação dos Solos
INTEMPERISMO
FÍSICO
(desintegração)
• Temperatura;
• Congelamento;
• Cristalização de 
sais;
• Ação física de 
vegetais.
QUÍMICO
(decomposição)
• Clima (temperatura 
e pluviosidade);
• Tipo de rocha;
• Topografia;
• Vegetação;
• Tempo de 
exposição.
-10
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10
20
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 x
 C
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Solos
Classificação Quanto à Origem
Residual (Maduro, Saprolítico)
Transportado ou Sedimentar
(Aluvião, Colúvio, Tálus, Loess, Till)
Orgânico (Turfa)
Solos Tropicais
Solos 
Residuais
Solos 
Lateríticos
Solo residual de sienito
O produto da intemperização da rocha 
permanece no local de origem
Solos superficiais formados 
em ambiente tropical 
úmido, em decorrência, 
essencialmente, de 
lixiviação de óxidos de 
ferro e alumínio de 
materiais sobrejacentesbem drenados. 
Solos Colapsíveis, Solos Expansivos
Solos Residuais
Peculiaridades estruturais 
da rocha mãe são 
preservadas no solo 
residual jovem ou solo 
saprolítico.
Fi
lit
o
G
ra
ni
to
-G
na
is
se
Gnaisse
Solos Residuais
Solo Saprolítico
Rocha Mãe
Solo
Maduro
Planos de fraqueza da rocha preservados no solo
Perfil de Solo
SOLO RESIDUAL JOVEM
Solos Expansivos
Função da mineralogia. 
Aumentam de volume em presença de água.
Solos Colapsíveis
Colapsam (recalque abrupto):
a) Em presença de água
b) Sob carregamento (por ter estrutura instável)
Colapso
N.A
N.A
N.A
Fonte: Apresentação Rodrigues & Vilar
Solo Orgânico (Turfa)
Produto da decomposição de matéria orgânica
Previsão do Comportamento de Solos
Solo: Material poroso, constituído por vazios e sólidos
Poros: Preenchidos por fluidos incompressíveis (e.g. 
água) e/ou compressíveis (e.g. ar)
Sólidos: Minerais primários e secundários (produtos 
de intemperização), matéria orgânica 
Solo: Sistema particulado, multifásico.
Transmissão de esforços em solos
Solo seco
Carregamento
Movimentos relativos
Plastificação
Envergamento
(bending)
Deslizamento
Desenvolvimento de Novos Projetos, 
Entendimento de Problemas 
Ocorridos e Prevenção de Acidentes 
Geo-Ambientais
Conhecimentos Básicos Mínimos Requeridos
 Definição de perfis geológico-geotécnicos
(conhecimento das características do subsolo e definição
de propriedades das camadas relevantes)
 Definição de aspectos hidrogeológicos de
interesse
 Modelos de comportamento dos materiais
do perfil
Importância da classificação 
dos solos 
Definição 
correta do tipo 
de solo
Obtenção dos 
parâmetros / 
índices físicos
Boa estimativa inicial do 
comportamento do solo
Cálculo das tensões atuantes 
no campo
Correta previsão do comportamento 
devido às solicitações