Tensões no solo

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Universidade Paulista
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
Departamento de Engenharia Civil
Professora Moema Castro, MSc.
COMPLEMENTOS DE MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES
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Goiân ia , 2016/2 .
TENSÕES NOS SOLOSTENSÕES NOS SOLOS
-- CAPILARIDADE CAPILARIDADE --
AULA 06
Aula 05 - Notas de aula Prof. MSc. Moema Castro
Material de apoio
� Curso básico de mecânica dos solos (Carlos
Souza Pinto, Oficina de Textos, 2006);
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Aula 05 - Notas de aula Prof. MSc. Moema Castro
Tensões devidas ao 
peso próprio
Pressão neutra e 
tensões efetivas
Ação da água capilar 
no solo
Exercício
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Sumário
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Os so los são const i tu ídos de
par t í cu las .
Conceito de Tensões
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As forças ap l i cadas são t ransmi t idas
de par t í cu la a par t í cu la , a lém das
que são suportadas pe la água dos
vaz ios .
A transmissão se faz nos contatos
e , portanto , em áreas muito
reduz idas em relação à área tota l
envolv ida.
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A somatór ia das componentes normais ao p lano , d iv id ida
pe la área tota l que abrange as par t í cu las em que os
conta tos ocorrem, é de f in ida como tensão normal :
Conceito de Tensões
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conta tos ocorrem, é de f in ida como tensão normal :
A somatór ia das forças tangenc ia i s , d iv id ida pe la área , é
re fe r ida como tensão c i sa lhante :
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Tensões devidas ao peso próprio do solo
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� Nos solo, ocorrem tensões
devidas ao peso próprio e
às cargas aplicadas.
� Quando a superfície do
terreno é horizontal,
aceita-se, intuitivamente,
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aceita-se, intuitivamente,
que a tensão atuante num
plano horizontal a uma
certa profundidade seja
normal ao plano.
� Não há tensão de
cisalhamento nesse plano.
Fig. 5.2
Tensões num plano horizontal
Tensões devidas ao peso próprio do solo
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� Num plano horizontal
acima do nível d’água,
como o plano A mostrado
na Fig. 5.2, atua o peso de
um prisma de terra
definido por esse plano.
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definido por esse plano.
� O peso do prisma,
dividido pela área, indica
a tensão vertical.
Fig. 5.2
Tensões num plano horizontal
�� =
�� . �
á
��
= �� . 
� 
Tensões devidas ao peso próprio do solo
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Tensões devidas ao peso próprio do solo
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� Quando o solo é constituído de camadas aproximadamente
horizontais, a tensão vertical resulta da somatória do efeito
das diversas camadas.
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Pressão neutra e conceito de tensões efetivas
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� A água no interior dos vazios, abaixo do nível d’água, estará
sob uma pressão que independe da porosidade do solo;
depende só de sua profundidade em relação ao nível
freático.
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freático.
� No plano considerado, a pressão da água, que em Mecânica
dos Solos é representada pelo símbolo u, é:
� = �
� − 
� �. �� 
Pressão neutra e conceito de tensões efetivas
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� Diante da diferença das forças atuantes, Terzaghi constatou
que a tensão normal total num plano qualquer deve ser
considerada com a soma de duas parcelas:
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� A tensão transmitida pelos contatos entre as partículas:
� Tensão Efetiva, caracterizada pelo símboloσ’ ouσ.
� A pressão da água:
� Denominada, pressão neutra ou poropressão (u).
Pressão neutra e conceito de tensões efetivas
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� A partir dessa constatação, Terzaghi estabeleceu o Princípio
das Tensões Efetivas, que pode ser expresso em duas partes:
� A tensão efetiva, para solos saturados, pode ser expressa por:
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Sendo σ a tensão total e u a pressão neutra;
� Todos os efeitos mensuráveis resultantes de variações de
tensões nos solos, como compressão, distorção e resistência
ao cisalhamento são devidos a variações de tensões efetivas.
Pressão neutra e conceito de tensões efetivas
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� Princípio das Tensões Efetivas (Terzaghi):
“Se a tensão total num plano aumentar, sem que a pressão da
água aumente, as forças transmitidas pelas partículas nos seus
contatos se alteram, as posições relativas dos grãos mudam”
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O aumento de tensão foi efetivo! 
Pressão neutra e conceito de tensões efetivas
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� Exemplo
� Tensões totais, neutras e efetivas no solo
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Pressão neutra e conceito de tensões efetivas
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� No exemplo anterior, o acréscimo de tensão efetiva da
cota -3m até a cota -7m, é o resultado do acréscimo da
tensão total, menos a acréscimo da pressão neutra:
� Acréscimo da tensão total: ∆ σ=γn×∆z = 16 × 4 = 64 kPa
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Acréscimo da tensão total: ∆ σ=γn×∆z = 16 × 4 = 64 kPa
� Acréscimo da pressão neutra: ∆ u=γn×∆w = 10 × 4 = 40 kPa
� Acréscimo da tensão efetiva: ∆σ’= σ - u= 64 × 40 = 24 kPa
� Esse acréscimo da tensão efetiva também pode ser
calculado por meio do peso específico submerso do solo,
que leva em consideração o empuxo do solo:
� Acréscimo da tensão efetiva: ∆σ’= γsub × ∆z = (16-10) × 4 = 24 kPa