Lista 01

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FACULDADE UNINASSAU 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SOLOS APLICADA 
E TÓPICOS DE MECÂNICA DOS SOLOS 
 
 
 Lista de Exercícios 01 
 
1) A mecânica dos solos é responsável por diversos estudos relacionados a 
prevenção e mitigação de desastres geotécnicos causados por movimentos de terra 
e rupturas de solo. Sobre esse aspecto, defina erosão dos solos e exemplifique os 
tipos de ruptura que podem ocorrer. 
 
2) A tensões próprias dos solos e as tensões aplicadas sobre eles resultam e 
deformações e instabilidade do mesmo. Neste contexto, explique o que significa 
e como acontece o “alívio das tensões”. 
 
3) Defina os fenômenos da compressibilidade, adensamento e recalque e diferencie 
o comportamento dos mesmos para areias e argilas. 
 
4) Explique com suas palavras o funcionamento da analogia do adensamento de 
Terzaghi para solos coesivos, fazendo um esboço do sistema solo/mola ao longo 
do tempo. 
 
5) O desenvolvimento da teoria do adensamento se baseia em algumas hipóteses 
sobre o solo para determinação e realização do seu experimento em laboratório. 
Sobre a teoria do adensamento responda: 
a. Quais são as hipóteses consideradas na teoria do adensamento dos solos; 
b. Descreva como é realizado o ensaio de compressão edométrica para o 
adensamento: 
 
6) Durante uma investigação geotécnica obteve-se um perfil de solo saturado 
apresentando uma areia pedregulhosa com 50 cm de profundidade, uma areia fina 
com 2,5 metros de espessura e uma argila siltosa com espessura de 4 metros até a 
rocha mãe. Com o material coletado em cada camada foram realizados ensaios de 
teor de umidade e massa específica dos grãos. Sendo o solo 1 o mais superficial, 
solo 2 o intermediário e solo 3 a camada mais profunda, de acordo com os dados 
da tabela, calcule: 
 
 h% ρ (g/cm³) Volume úmido Volume seco 
Solo 1 19 2,71 527,04 cm³ 286 cm³ 
Solo 2 23,8 2,47 651,62 cm³ 358 cm³ 
Solo 3 35 2,66 586,88 cm³ 362 cm³ 
Considere a aceleração da gravidade igual a 10m/s² 
 
a. Índice de vazios; porosidade e peso específico natural do solo; 
b. Tensões neutras, totais e efetivas na base de cada horizonte; 
 
7) Para o perfil de solo apresentado abaixo foram realizados coleta de material e ensaio de 
massa específica dos grãos para cada horizonte, de acordo com os dados da tabela, 
calcule: 
a. Teor de umidade; índice de vazios; porosidade; peso específico natural do solo; 
b. Tensões neutras, totais e efetivas na base de cada camada de solo; 
 
8) Sobre a figura abaixo responda: 
 
a. Calcule as tensões em cada camada, e desenhe o gráfico das tensões (total, 
neutra e efetiva) do solo. 
b. Considere que sobre esse solo foi aplicada uma carga de 20 KPa, e esboce 
o gráfico das tensões para o instante inicial t0, em um tempo qualquer t1 e 
final t∞. 
 
9) Considere que um solo argiloso (γn=21 KN/m³) de 6 metros de espessura, drenado 
superior e inferiormente por uma camada de areia (γn=17,2 KN/m³) de 1,5 m de 
espessura é carregado por uma estrutura cuja tensão corresponde a 50KPa. Nessas 
condições calcule as tensões do solo na base de cada camada, e esboce o gráfico 
das tensões para o instante inicial (t=0), um tempo qualquer do carregamento 
(t=t1) e para o instante final ((t=∞) do carregamento? 
 
10) Para o perfil de solo considerado na questão anterior encontre a o grau de 
adensamento (Uz), a ue (excesso de poropressão) existente e a pressão neutra (u) 
na profundidade de 1,5 m da camada de argila após 2 anos (Cv= 1,18×10^-7 m²/s). 
 
11) Um depósito de argila, representado pelo perfil de solo abaixo, tem drenagem 
através de uma camada de areia abaixo e acima da camada argilosa. De acordo 
com os dados, responda: 
 
a. Calcule as tensões e desenhe o gráfico das tensões no instante final do 
carregamento; 
b. Calcule o grau de adensamento (Uz), a ue (excesso de poropressão) 
existente e a pressão neutra (u) na profundidade de 2,25 m após 3 anos. 
Por fim, encontre porcentagem de recalque (U); 
 
 
 
12) Um depósito de argila saturada de 10 metros de espessura, tem drenagem através 
de uma camada de 2,5 metros de areia fina abaixo e acima da camada argilosa. 
Considerando que o perfil de solo encontra-se saturado, e que nessas condições as 
camadas drenantes apresentam peso específico de 15,4 KN/m³, enquanto que a 
camada argilosa apresenta um peso específico de 20,9 KN/m³ para um coeficiente 
de adensamento de 5,93×10-8 m²/s, Determine: 
a. O gráfico das tensões no instante inicial do carregamento, quando for 
aplicada uma sobrecarga de 75 Kpa; 
b. O grau de adensamento, o excesso de poropressão existente, a pressão 
neutra final na profundidade de cinco metros após dois anos do processo 
de adensamento devido a carga aplicada. Por fim, encontre a porcentagem 
de recalque; 
 
13) Um depósito de argila saturada de 12 metros de espessura, tem drenagem através 
de uma camada de três metros de areia fina abaixo e acima da camada argilosa. 
Considerando que o perfil de solo encontra-se saturado, e que nessas condições as 
camadas drenantes apresentam peso específico de 16,7 KN/m³, enquanto que a 
camada argilosa apresenta um peso específico de 21,5 KN/m³ para um coeficiente 
de adensamento de 8,23×10-8 m²/s, Determine: 
 
a. O gráfico das tensões no instante final do carregamento, quando for 
aplicada uma sobrecarga de 50 Kpa; 
b. O grau de adensamento, o excesso de poropressão existente, a pressão 
neutra final na profundidade de nove metros após um ano e meio do 
processo de adensamento devido a carga aplicada. Por fim, encontre 
porcentagem de recalque; 
 
14) Em um ensaio de adensamento uma amostra com 4,5 cm de altura exigiu 24 horas 
para atingir um determinado grau de adensamento. Pede-se calcular o tempo (em 
dias) para que uma camada, com 9m de espessura, e do mesmo material atinja, 
sob as mesmas condições de carregamento, o mesmo grau de adensamento. 
 
15) Um aterro de grande extensão exerce 80 KPa de pressão sobre uma argila 
saturada de 10 m de espessura, impermeabilizada na base e drenada 
superficialmente. Nessas condições calcule o grau de adensamento (Uz), a ue 
(excesso de poropressão) existente, a pressão neutra (u) e a porcentagem de 
recalque (U) na profundidade de 5m após 4 anos (Cv= 2,5×10^-8 m²/s). 
 
 
 
Fórmulas: 
Vs
Vv
e = (%)Vt
Vv
n = e
e
n
+
=
1 n
n
e
−
=
1 (%)100*Vv
Va
S = 100= Ms
Mw
h 
Vs
Ps
s = 
T
T
n
V
P
=
 Vt
Ps
ap = e
e ws
sat
+
+
=
1


 wnsub  −= Vs
Ms
s = 
vST VVV +=
 
ST MMMw −=
 
w
s
w
s
sG 



 ===
 ; 
w
= 10 kN/m³ e 
w
= 1 g/cm³ 
𝜇 = 𝑧𝑤 × 𝛾𝑤 𝜎𝑇 = 𝑧𝑠𝑜𝑙𝑜 × 𝛾𝑠𝑜𝑙𝑜 
 
𝜎𝑇 = 𝜎𝑒 + 𝜇 𝜎𝑒 = 𝜎𝑇 − 𝜇 ∑ 𝜎𝑒 = 𝑧 × (𝛾𝑠𝑎𝑡 − 𝛾𝑤) 
 
𝐶𝑣 =
𝑘
𝛾𝑤×𝑚𝑣
 𝐶𝑣 =
𝑘 (1+𝑒)
𝛾𝑤×𝑎𝑣
 𝑇 =
𝐶𝑣×𝑡
(𝐻𝑑)2
 𝑈𝑧 =
𝑈𝑖−𝑈𝑒
𝑈𝑖
 𝐶𝑐 =
∆𝑒
∆ log 𝜎′
 
 
 
∆𝐻 =
𝐻0×∆𝑒
1+𝑒0
 ∆𝑒 = 𝑒0 − 𝑒𝑓 ∆𝐻 =
𝐻0
1+𝑒0
× 𝐶𝑐 × log (
𝜎′𝑣𝑚+∆𝜎′
𝜎′𝑣𝑚
) 
 
 
∆𝐻 = [
𝐻0
1 + 𝑒0
× 𝐶𝑒 × log (
𝜎′𝑣𝑚
𝜎′
)] + [∆𝐻 =
𝐻0
1 + 𝑒0
× 𝐶𝑐 × log (
𝜎′𝑓
𝜎′𝑣𝑚
)] 
 
 
ANEXOS 
Ábaco das isócrinas do Fator Tempo 
 
Tabela do Fator Tempo e da porcentagem de Recalque U(%)