(20170915202427)exercicioadensamento

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Adensamento 
1) Fale sobre as principais hipóteses adotadas na resolução da equação de fluxo para o 
caso de adensamento unidirecional. Quais as condições de contorno adotadas na 
resolução da equação diferencial? Ilustre em um gráfico, de forma esquemática, as 
variações da pressão neutra, da tensão total e da tensão efetiva com o tempo, durante o 
processo de adensamento. 
 
2) Defina percentagem de adensamento média. Fale como a percentagem de 
adensamento média é utilizada na previsão de recalques diferidos no tempo. 
 
3) Em um estrato de argila abaixo do nível d’água, a pressão neutra é de 36 kPa. Se a 
distância entre o ponto considerado no estrato de argila e o nível d’água é de três 
metros, pergunta−se: O estrato de argila está totalmente adensado? Explique porque. 
 
4) Uma amostra argila saturada é sujeita a um acréscimo de tensão de 240 kN/m2, após 
um determinado período de tempo, é determinado que a poropressão na amostra é de 72 
kN/m2. Qual a percentagem de adensamento média da amostra? 
 
5) O recalque total de uma camada de solo mole é estimado em 1,5m. Se após 9 meses a 
camada de solo mole recalcou 45cm, qual o recalque esperado para um período de 
tempo de 18 meses? 
 
6) Um estrato de argila de 5m de espessura está entre duas camadas de areia altamente 
permeável. Se uma amostra desta argila, com 25mm de espessura, demora 12 min para 
adensar 50%, quanto tempo será necessário para adensar 90% camada de argila em 
campo? 
 
7) Uma amostra de argila saturada, normalmente adensada, tem uma altura de 24mm e 
uma umidade de 20% quando submetida a uma tensão vertical de 100 kPa. Se quando a 
tensão vertical na amostra é elevada para 200 kPa a amostra diminui em altura 3mm, 
calcule o índice de compressão da mesma (adotar γs = 27 kN/m3) 
 
8) Uma camada de argila tem 4,5m de espessura e está assente sobre um leito de rocha 
sã (muito pouco fissurada). O coeficiente de adensamento da camada de argila é de 4.5 
x 10−8 m2/s. Determine o período provável requerido para que a amostra sofra 50% do 
recalque total esperado. 
 
9) Quais as bases teóricas sobre as quais se assenta a teoria para a resolução de 
problemas de fluxo? Cite uma diferença entre o caso de fluxo de água em solos e o caso 
de fluxo de água em condutos fechados. Diferencie fluxo estacionário de transiente, 
escrevendo a equação geral de fluxo particularizada para os casos de fluxo estacionário 
bidimensional e fluxo transiente unidirecional. 
 
10) Uma camada de argila tem 4,5m de espessura e está assente sobre um leito de rocha 
sã (muito pouco fissurada). O coeficiente de adensamento (cv) da camada de argila é de 
4.5 x 10−8 m2/s. Se está previsto um recalque total para o solo de 80cm, quanto tempo 
demorará para o solo adensar 20cm? 
 
11) Em um determinado terreno, possuindo o perfil geotécnico apresentado a seguir, 
será construído um galpão o qual acrescerá a tensão vertical ao longo do perfil em 150 
kPa. Calcular o recalque sofrido pela camada de argila (considerando um ponto situado 
na metade de sua espessura como representativo de toda camada), considerando−se que: 
a) A camada de argila é normalmente adensada b) A camada de argila possui um OCR 
(razão de sobreadensamento) igual a dois. Cc = 0,75 e Ce = 0,08. 
 
 
12) Em um determinado local é encontrado o perfil geotécnico apresentado na figura a 
seguir. Calcule o recalque a ser apresentado pela camada de argila se neste local forem 
construídas obras as quais acrescerão a tensão vertical 400 kPa. A tensão de 
sobreadensamento do solo no ponto médio da camada de argila é superior à tensão 
vertical efetiva de campo em 200 kPa. A partir de ensaios de laboratório realizados no 
solo obteve−se: Cc = 0,90, Ce = 0,08 e Cv = 1 x 10−4 cm2/s. Quanto tempo demorará 
para a camada atingir um recalque de 30cm? 
 
 
13) Em um terreno, o qual possui o perfil geotécnico apresentado a seguir, será efetuado 
um rebaixamento do lençol freático de modo que o mesmo passará a se encontrar na 
mesma profundidade que o extrato de argila (2m). Calcular o recalque a ser apresentado 
pela camada de solo mole. Considerar o solo normalmente adensado como um Cc = 
0,75 e a umidade da areia após o rebaixamento como igual a 30%. 
 
14) A camada de argila apresentada abaixo sofreu um acréscimo de tensão de 
0,75kg/cm2 para 1,25kg/cm2. Considerando a camada normalmente adensada, 
determine: 
a) o recalque final devido ao adensamento da camada 
b) o tempo para que se atinja uma porcentagem de adensamento de 70% 
c) o tempo para que ocorra 100% de adensamento 
d) qual seria o tempo necessário para ocorrer 100% de adensamento se essa camada 
fosse duplamente drenada? 
 
 
 
15) Sobre uma camada de argila orgânica saturada normalmente adensada de 10,0m de 
espessura, assente sobre um depósito de areia grossa, foram construídos um aterro e, 
sobre este, uma obra como indicado na figura abaixo. A obra transmite um acréscimo de 
tensão vertical no meio da camada de argila de 70kNm2. Determinar o recalque do 
ponto A (no centro da obra) devido ao adensamento da camada argilosa após 200 dias. 
 
 
 
 
 
16) A execução de um ensaio de adensamento sobre uma amostra de argila 
saturada (γsat=27,3kN/m3) forneceu os seguintes resultados: 
Pressões (kN/m2) 0 54 107 214 429 858 1716 3432 0 
Leitura extensômetro (mm) 5,000 4,747 4,493 4,108 3,449 2,608 1,676 0,737 1,480 
A altura inicial da amostra era de 19,0mm e o teor de umidade medido no final do 
ensaio foi de 19,8%. Traçar o gráfico e x log σ" e determinar a tensão de 
sobreadensamento da argila. Determinar os valores do coeficiente de compressibilidade 
volumétrica (mv) correspondente aos intervalos de pressões de 100 a 200kN/m2 e de 
1000 a 1500 kN/m2 e o valor do índice de compressibilidade. 
 
18) Uma amostra de solo saturado, normalmente adensado, tem sua umidade reduzida 
de 30% para 20% quando, em um ensaio de compressão confinada, a tensão vertical é 
elevada de 100kPa para 300kPa. Se o peso específico das partículas sólidas do solo é de 
γs = 27 kN/m3, qual o índice de compressão do solo? 
 
 
 
19) Obteve−se no final de cada estágio do ensaio de adensamento os dados de índice de 
vazios versus tensão vertical efetiva, apresentados abaixo. O índice de vazios inicial da 
amostra era de 0,725 e a pressão vertical efetiva existente era de 130kPa. Pede−se: 
a) Plotar os dados e x log σ’ 
 
b) Calcular a razão de sobreadensamento (OCR) 
 
c) Se o ensaio executado é representativo de uma camada de argila de 12m, calcular o 
recalque para essa camada de argila, considerando−se que um acréscimo de tensão de 
220 kPa foi aplicado. 
 
 
 
Índice de vazios Tensão (kPa) 
0,708 25 
0,691 50 
0,670 100 
0,632 200 
0,635 100 
0,650 25 
0,642 50 
0,623 200 
0,574 400 
0,510 800 
0,445 1600 
0,460 400 
0,492 100 
0,530 25 
 
20) A execução de um ensaio de adensamento sobre uma amostra de argila saturada 
(γsat=27,3kN/m3) forneceu os seguintes resultados, correspondentes a um acréscimo de 
pressões entre 214 e 429 kN/m3. 
 
Tempo (min) L. exten. (mm) 
0 5,00 
0 4,67 
1 4,62 
1 4,53 
2 4,41 
4 4,28 
9 4,01 
16 3,75 
25 3,50 
36 3,28 
49 3,15 
64 3,06 
81 3,00 
100 2,96 
200 2,84 
400 2,76 
1440 2,60 
Após 1440min, a altura da amostra era de 13,60mm e o teor de umidade de 35,9%. 
Pede−se determinar o coeficiente de adensamento da argila, para o acréscimo de cargas 
considerado, pelos métodos log t e raiz t. 
 
21) Uma camada de argila de espessura de 12m é drenada nas duas faces (topo e base). 
A argila tem coeficiente de adensamento (cv) igual a 8,0x10−8 m2/s. 
a) Encontrar a porcentagem de adensamento para a argila após 5 anos de carregamento 
nas profundidades 3, 6, 9, e 12m. 
b) Se uma estruturaaplica um incremento de tensão vertical média de 100kPa na 
camada de argila, pede−se estimar o excesso de pressão neutra a ser dissipado nessa 
camada, após 5 anos, para as profundidades de 3, 6, 9, 12m. 
c) Calcular o tempo requerido para essa camada de argila recalcar 0,25m, sabendo−se 
que o recalque total da camada é de 0,52m. 
d) Quanto tempo será requerido para ocorrer um recalque de 0,25m se a camada de 
argila tiver apenas uma face drenante? 
 
22) O recalque total de um edifício devido ao adensamento de uma camada de argila 
normalmente adensada, drenada por ambos as faces, é estimado em 10cm. 
Considerando, altura da camada de argila igual a 6m e Cv=25x10−4cm2/s, determine: 
a) o tempo para que seja atingido o recalque total. b) o tempo para que seja atingido um 
recalque de 5cm. 
 
23) Uma análise de recalque, feita considerando dupla drenagem da camada de argila 
(topo e base), para uma estrutura proposta apresentou 2,5cm de recalque em 4 anos e 
um recalque total de 10cm. No entanto, investigações detalhadas em campo revelaram a 
existência de apenas uma camada drenante (base). Para essa situação, determinar o 
recalque total e o tempo requerido para a camada de argila atingir um recalque de 
2,5cm. 
 
24) Fale o que você entende sobre tensão de sobreadensamento. Como pode ser obtida. 
Quando um solo é sobreadensado ou normalmente adensado e quais as implicações 
dessas condições no cálculo dos recalques? 
 
25) Quais são as possíveis formas de se definir percentagem de adensamento média de 
uma camada (U)? Para que finalidades o parâmetro U é utilizado? Supondo um aterro 
extenso e uma camada homogênea de solo com dupla drenagem, como deverá variar a 
percentagem de adensamento ao longo da camada, para um determinado instante? 
 
26) É verificado que, depois de decorrido algum tempo, uma amostra de argila 
apresenta um excesso de pressão neutra de 40 kPa. Se o acréscimo de tensão aplicado à 
amostra foi de 100 kPa e esta deverá recalcar 2mm ao final do adensamento, quanto a 
amostra já deverá ter recalcado até o instante considerado? 
 
27) Uma amostra argila saturada tem em seu ponto médio a sua pressão neutra elevada 
de 100 kPa para 200 kPa, logo após a construção de um aterro. Após um determinado 
período de tempo, é determinado que a pressão neutra na amostra é de 172 kN/m2. Qual 
a percentagem de adensamento da camada neste ponto? 
 
28) Utilizando o gráfico abaixo e considerando os dados da questão anterior, qual seria 
a percentagem de adensamento média da camada? Qual seria a pressão neutra para um 
ponto situado a uma profundidade de um quarto da espessura da camada de argila? 
 
29) Descreva detalhadamente o processo de adensamento de uma camada de solo 
argiloso. Comente e ilustre com gráficos as variações da tensão neutra, total e efetiva 
com o tempo, durante esse processo, ao longo da camada. Fale sobre as principais 
hipóteses da teoria de Terzaghi para o fenômeno do adensamento. 
 
30) No terreno, cujo perfil é indicado abaixo, será construído uma caixa d‘água apoiada 
em sapata circular de 8,7m de diâmetro, transmitindo pressões da ordem de 390 kN/m2. 
Para a construção da fundação da caixa d’água, o terreno foi escavado até o NA com 
uma cava de formato retangular de dimensões 9,45x10,5m (considere o centro da sapata 
circular coincidente com o da escavação). Uma segunda estrutura foi construída a 42m 
de distância do centro da caixa d’água, a qual aplica uma carga de 220kN no terreno. 
Pede−se: 
a) Determinar e traçar os diagramas de tensões totais, efetivas e neutras no solo devidas 
ao peso próprio. 
b) Determinar o recalque total da camada de argila, após a construção das estruturas. A 
partir de ensaios de laboratório realizados no solo obteve−se índice de compressão 
primária de 0,98, índice de recompressão de 0,088, tensão de sobreadensamento de 
182kPa e coeficiente de adensamento de 8 x 10−4 cm2/s. 
c) Estimar o recalque após ter decorrido 36meses da construção das estruturas. 
 
 
31) O índice de vazios de uma argila A decresce de 0,572 para 0,505 para uma mudança 
na pressão de 120 para 180 kN/m2. O índice de vazios de uma argila B decresce de 
0,612 para 0,597 sobre o mesmo incremento de pressão. A espessura da amostra de 
argila A é 1,5 vezes a espessura da argila B. O tempo requerido para atingir 50% de 
adensamento foi 3vezes maior para a amostra B que para a amostra A. a) Qual é a 
relação entre o coeficiente de permeabilidade das argilas? 
 
32) Num determinado terreno, possuindo perfil geotécnico indicado abaixo, será 
construído uma torre de transmissão de energia de 35m de altura, apoiada em sapata 
retangular de dimensões 7,2x5m, a qual transmitirá ao terreno pressões da ordem de 
320kN/m2. Para a construção da fundação da torre, o nível do lençol freático deverá ser 
rebaixado até a base da camada de areia fina e em seguida deverá ser construído um 
aterro compactado com γd =17,5kN/m3, w=13%, com 2,5m de altura, 12,8m de crista e 
taludes 1:1. Para efeito de cálculo, considerar a fundação da torre apoiada no topo do 
aterro e o centro da fundação coincidente com o centro do aterro. Pede−se: 
a) Determinar e traçar os diagramas de tensões totais, efetivas e neutras iniciais no solo 
devidas ao peso próprio. 
b) Determinar o recalque total da camada de argila, após a construção da torre. 
Considerar que após o rebaixamento do NA, a areia fina ficou com Sr=70%. A partir de 
ensaios de laboratório realizados no solo obteve−se índice de compressão primária de 
0,40, índice de recompressão de 0,03, tensão de sobreadensamento de 68kPa e 
coeficiente de adensamento de 6x 10−4cm2/s. 
 
 
 
33) No terreno cujo perfil é indicado abaixo, será construída uma torre de TV, sendo as 
especificações de projeto: 
Escavar o terreno até o NA com uma cava de formato retangular de dimensões 8,25m x 
13,20m. Executar a fundação da torre em sapata circular, de 6,6m de diâmetro centro 
coincidente com o centro da escavação e transmitindo pressões da ordem de 200kN/m2. 
Pede−se: a) determinar o recalque da estrutura devido ao adensamento da camada de 
argila, sabendo que a tensão de sobreadensamento é de 120kN/m2. b) Estimar o tempo 
necessário para ocorrer 70% do recalque previsto, sendo cv= 3,5x10−8m2/s. 
 
34) As fundações de um edifício foram projetadas como sapatas assentes numa camada 
de areia compacta, apresentando capacidade de carga adequada. Entretanto, a existência 
de uma camada subjacente de argila mole, revelada pelas sondagens, causou 
preocupações com relação aos recalques que poderiam ocorrer, tornando necessário o 
estudo deste solo com relação ao seu possível adensamento. Você está encarregado de 
proceder esta análise para elaborar um relatório a ser submetido aos projetistas da obra, 
a partir dos dados obtidos pelas sondagens e ensaios realizados, os quais estão 
consolidados no perfil abaixo. 
 
Neste relatório, para atender às solicitações dos projetistas, com relação ao pilar no 6, 
indicado no perfil, você deve informar o seguinte: 
a) A espessura da camada compressível; 
b) A profundidade em que foram realizados os estudos de adensamento, tendo em vista 
as recomendações técnicas para um caso como este; 
c) Os valores das tensões verticais total e efetiva e a pressão neutra, no plano médio da 
camada compressível; 
d) Em que estado de adensamento se encontra a camada compressível antes da 
construção da sapata (justifique numericamente sua resposta); 
e) O estado de adensamento da camada compressível após a construção da sapata 
(admita que o acréscimo de pressão no plano médio da camada compressível será de 
30kPa); 
f) O valor do recalque total que poderá sofrer a sapata.