Questões RESOLVIDAS Mecânica dos Solos

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1. Defina o solo do ponto de vista da engenharia civil. 
Material da crosta terrestre escavável utilizado na construção civil, que perde 
totalmente sua resistência quando em contato prologado com a água. Serve de 
suporte para estruturas. 
 
2. Defina rocha. 
Todo material, cuja resistência ao desmonte, além de ser permanente, só é 
vencida por meio de explosivos ou equipamentos próprios. 
 
3. Defina mecânica dos solos. 
Ciência aplicada que visa a análise do comportamento quantitativo do solo, com 
base no estudo qualitativo. Ex: recalque. 
 
4. Quais os objetivos da mecânica dos solos? 
Substituir os metódos empíricos de projeto por métodos científicos nas obras de 
terra e fundação. 
 
5. Cite 4 problemas básicos do solo. 
- Não possui relação linear quando à relação tensão/deformação; 
- O comportamento do solo depende da pressão, do tempo e do meio físico; 
- O solo apresenta qualidades heterogêneas, variando de ponto a ponto; 
- A análise do solo é feita por amostragem de alguns pontos do terreno. 
 
6. Defina as partículas do solo. 
São partículas que possuem vazios entre si, que poderão estar parcial ou 
totalmente preenchidos pela água. 
 
7. Qual a subdivisão das rochas? 
- Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha com ø≥ 1m; 
- Matacão: pedaço de rocha com 25cm ≤ ø ≤ 1m; 
- Pedra: pedaço de rocha com 7,6cm ≤ ø ≤ 25cm. 
- Rocha alterada: apresenta indícios de alteração de um ou mais elementos 
constituintes (resistência diminuída) 
 
8. Complete. 
Solo = Rocha + Intemperismo (Fibras de carbono + Matéria orgânica) 
 
 
 
9. Qual a subdivisão dos solos? 
- Pedregulho: ø entre 76mm e 4,8mm 
- Areia: ø entre 4,8mm e 0,05mm 
- Silte: ø entre 0,05mm e 0,005mm 
- Argila: ø menor que 0,005mm 
 
10. Defina solos alterados e dê exemplos. 
Solos proveniente da desintegração de rocha in situ, por conta de agentes 
geológicos, com considerável teor de matéria orgânica. 
Exemplos: 
* Solo concrecionado: solo com alta resistência cujos grãos ligam-se por um 
cimento natural qualquer. 
* Solos superficial: zona abaixo da superfície do terreno. 
* Aterros: depósitos artificiais de qualquer tipo de solo ou de entulho. 
 
11. O que é o solo sabão cabloco? 
Solo de argila siltosa acizentada, de alta resistência mecânica – se confinado, 
com perda de resistência ao ar úmido, solo expansivo. 
 
12. Cite algumas das propriedades dos componentes do solo. 
Areia e pedregulho: 
* São materiais estáveis quando bem graduados e compactados. 
* Quando não apresentam teores apreciáveis de finos são fáceis de compactar e 
pouco afetados pela umidade. 
Areias finas: 
* São difíceis de distinguir visualmente do silte. 
* Quando uniformes, aproximam-se das características de um silte, com: 
diminuição da permeabilidade e redução da estabilidade na presença de água. 
Silte: 
* Finos do solo. 
* Relativamente impermeáveis. 
* Difíceis de compactar. 
* Facilmente pulverizados quando secos. 
Argila: 
* São os finos plásticos. 
* Tem resistência variável com a umidade 
* São impermeáveis. 
* Difíceis de compactar quando há muita umidade 
* Dificuldade para drenar 
* Grande expansão e contração 
* Quanto maior o limite de liquidez (LL), maior a sua compressibilidade 
-grossa: 4,8mm a 2mm 
-média: 2mm a 0,42mm 
-fina: 0,42mm a 0,05mm 
13. Quais as propriedades dos agregados do solo? 
Textura, estrutura, consistência e resistência à compressão simples. 
 
14. Defina a propriedade textura. 
Refere-se ao grau de finura e uniformidade do solo. 
 
15. Defina a propriedade de estrutura. Quais os tipos? Descreva-os. 
Refere-se ao modo como as partículas estão dispostas formando o agregado 
solo. É o arranjo das partículas e das forças atuantes entre elas. 
Influencia na resistência ao cisalhamento. 
Tipos de estruturas: 
Unigranular (areias) 
* Grãos isolados 
* Estrutura de solos grossos 
* Atua apenas a gravidade 
 
Alveolar / Favo de abelha (argilas) 
* Forças de atuação molecular predominam 
* A partícula sólida fica na posição em que se der o 1° contato 
 
Floculenta (solos finos) 
* Durante a sedimentação ocorre a floculação 
* Forma uma lamina 
 
Mista / Esqueleto (solo com granulometria variada) 
* Os grãos maiores se dispõe a formar um esqueleto cujo os 
vazios são ocupados por uma estrutura de solos finos. 
 
16. Defina a propriedade da Consistência. 
Refere-se ao grau de coesão entre as partículas e à resistência oferecida às 
forças de deformação. 
Solos argilosos → coesivos 
Solos arenosos → não coesivos 
 
17. Defina a propriedade da resistência à compressão simples (amostra 
indeformada). 
RCS = 
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎
Área
 (MPa) 
 
18. Defina a propriedade da plasticidade. 
Propriedade dos solos COESIVOS (argilosos) de sofrer grandes transformações 
sem ruptura ou fissuras. 
 
19. O que é “Atividade da fração argilosa (Skepton)”? 
É a previsão das propriedades de um solo a partir do conhecimento das 
propriedades argilosas. 
 
20. O que é o “Índice de atividade (Ia)”? 
É um indicador de maior ou menor influência das propriedades da fração de 
argilas nas propriedades geotécnicas de um solo argiloso. 
 
𝐼𝑎 =
Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎𝑠
 
O solo pode ser classificado como: 
 * Solo normal: 0,75<Ia<1,25 
 * Solo ativo: Ia>1,25 
 
21. Quais os limites de consistência de Atterberg? Explique-os. 
- Limite de Liquidez (LL): é o teor de umidade para o qual o sulco se fecha com 
25 golpes (Ensaio de Casagrande). 
- Limite de Plasticidade (LP): é a média dos teores de umidade de um solo, 
quando o mesmo começa a se fraturar, ao tentar moldar um cilindro de ø3mm e 
10cm de comprimento. 
- Limite de Consistência (LC): é o teor de umidade a partir do qual o solo não 
mais se contrai, não obstante, continua a perder peso (água). 
 
22. Defina o “Índice de plasticidade (IP)”. 
Define a taxa de umidade onde o solo é plástico. 
É a diferença entre o limite de liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP). 
IP = LL-LP 
O solo pode ser classificado como: 
 * Solo fracamente plástico: 1<IP<7 
 * Solo mediamente plástico: 7<IP<15 
 * Solo altamente plástico: IP>15 
 
Quanto maior o IP → Solo + plástico e + compressível 
 
23. Defina o “Índice de consistência (IC)”. 
É a medida de consistência de um solo em função do seu teor de umidade natural (no 
momento em que o solo é coletado). 
 
𝐼𝐶 =
𝐿𝐿 − 𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
𝐼𝑃
 
O solo pode ser classificado como: 
* Muito mole – IC > 0 * Rijo – 0,75 < IC < 1,00 
* Mole – 0 < IC < 0,5 * Duro – IC > 1,00 
* Médio – 0,5 < IC < 0,75 
24. Defina compacidade do solo. 
Concentração de grãos num dado volume 
 
𝐺𝐶 =
emax − enat
emax − emin
 
 
emax = índice de vazios máximo (estado fofo) 
emin = índice de vazios mínimo (compactado) 
enat = índice de vazios no estado natural 
 
O solo pode ser classificado como: 
* Fofo – 0 < GC < 0,33 
* Média compacidade – 0,33 < GC < 0,66 
* Compacto – 0,66 < GC < 1 
 
25. Quais os tipos de água contida numa amostra de solo? 
- Água de constituição: faz parte da estrutura molecular da partícula sólida. 
 
- Água adesiva / absorvida: película de água que se envolve e adere fortemente 
à partícula sólida. 
 
- Água livre: se encontra em uma determinada zona do terreno, ocupando todos 
os seus vazios. 
 
- Água higroscópica: se encontra em solo seco ao ar livre. 
 
- Água capilar: nos solos finos, sobe pelos interstícios capilares, deixados pelas 
partículas sólidas, além da superfície livre da água. 
 
26. Complete. 
Em temperatura de 105 a 110°C evapora totalmente as águas livre, higroscópica 
e capilar. 
 
27. Defina compactação. 
É o processo mecânico baseado no lançamento do solo em camadas 
horizontais, com passagem de rolos compressores que - ao expulsar o ar existente 
entre as partículas - reduzirão os vazios entre os grãos de solo. 
 
28. Quais as finalidades da compactação? 
-Aumentar a resistência de ruptura dos solos sob a ação de cargas externas. 
- Reduzir as variações volumétricas, que ocorrem por conta da ação das cargas 
e/ou ação da água que percola sua massa. 
- Reduzir os vazios, reduz a permeabilidade. 
 
29. Qual a diferença entre compactação e adensamento? 
Compactação gera a expulsão do ar, já o adensamento gera a expulsão da 
água. 
 
30. O que significa a curva de compactação? 
 Ela significa que uma mesma energia com variação de umidade, origina a curva 
de variação dos pesos específicos em função da umidade. Então para cada solo, 
sob uma dada energia de compactação, existe uma hotima e um γmax. 
MAIOR energia de 
compactação 
MENOR umidade 
ótima 
MAIOR peso 
específico seco máx 
 
31. Explique o porquê do sobe-e-desce do peso específico na curva de 
compactação. 
No ramo seco, a água funciona como um lubrificante, facilitando o arranjo entre 
as partículas, e assim, aumentando o peso especifico seco. Ou seja, o solo 
apresenta uma estrutura mais floculada. Nesse caso, quanto maior a umidade, 
maior facilidade de compactação. Há uma melhor compactação com o aumento da 
energia. 
Já no ramo úmido, a água amortece a compactação e começa a ter mais água 
do que sólidos, e assim, o peso especifico seco diminui. Ou seja, o solo apresenta 
uma estrutura mais dispersa. Nesse caso, quanto maior a umidade, maior a 
dificuldade na compactação. O aumento da energia pouco interfere na 
compactação. 
 
32. Quais os principais fatores que influenciam na compactação? 
- Energia dispendida 
- Teor de umidade do solo. 
- Tipo de solo. 
 
33. Qual é um dos princípios mais importantes da mecanica dos solos? 
De Ralph Proctor “A densidade com que um solo é compactado, sob uma 
determinada energia de compactação, depende da umidade do solo no momento 
da compactação”. 
 
34. Descreva o ensaio de compactação proctor normal. 
-Ter em mãos um molde cilíndrico ±1000cm³ e um soquete de 2,5kg 
- Aplicar 3 camadas sucessivas com 25 golpes em cada, de modo que o 
soquete caia de uma altura de 30cm 
- Ensaio deve ser repetido para 5 diferentes teores de umidade, determinando-
se para cada um deles o peso específico aparente 
-Com os valores traça-se a curva de compactação 
 * O primeiro ponto deve ser 5% da ℎ𝑜𝑡𝑖𝑚𝑎 
 * Os outros pontos devem ter mais 2% da ℎ𝑜𝑡𝑖𝑚𝑎 anterior 
 
35. Defina energia de compactação. Quais os valores esperados? 
Energia despendida no momento da compactação do solo que para um mesmo 
solo, depende da importância técnica da obra. É definida por: 
 
𝐸 =
𝑃 . ℎ . 𝑁 . 𝑛
𝑉
 (𝑘𝑔. 𝑐𝑚/𝑐𝑚³) 
P= peso do soquete 
h= altura da queda do soquete 
N= n° de golpes do soquete 
n= n° de camadas 
V= volume do solo compactado 
São esperados os seguintes valores da energia de compactação: 
-Proctor normal: 6 kg.cm/cm³ 
-Proctor intermediário: 13 kg.cm/cm³ 
-Proctor modificado: 25 kg.cm/cm³ 
 
36. As variações da hotima e γsmax são em função de quais fatores? 
- Da granulometria 
- Peso específico do solo 
- Plasticidade 
- Da forma dos grãos 
 
37. Quais os método de compactação? 
Os métodos podem ser determinados por: 
• Pressão estática: adensa o solo através de uma pressão exercida por 
um certo período no tempo mais ou menos longo. Ex: rolo metálico liso. 
• Amassamento: adensa o solo através de uma pressão exercida 
durante um certo período de tempo relativamente curto. Ex: rolo pneumático. 
• Vibrações: método dinâmico que trabalha com uma rápida sucessão de 
impactos (ondas de pressão diminuem o atrito entre as massas). Ex: rolo liso 
vibratório. 
• Impactos: método dinâmico onde o esforço é produzido pelo “soco” 
proveniente de uma força vertical. Ex: rolo pé-de-carneiro. 
 
38. Descreva como é feita a compactação do solo em campo. 
- Definição do número de passadas (diretamente proporcional a energia de 
compactação) 
* Prepara-se no local da obra uma área experimental plana e compacta. 
* Lançamento do aterro experimental com 2x a largura do rolo (vai e vem) e 
±50m de comprimento. 
- Cada camada deverá ser compactada na umidade ótima e deverá ser 
determinado o peso específico aparente ao fim de 2, 4, 8, 16 e 32 passadas 
-Com os resultados obtidos, traça-se o gráfico de modo que ao atingir o peso 
específico seco máximo, obtém-se o número mínimo de passadas (ideal). 
- Lançamento de camadas: Cada camada de solo solto deve ser feita, 
espalhando-se o material uniformemente em uma camadas 20 a 30cm, sendo 
inclusa a parte superficial fofa de 5cm decorrente da escarificação (processo de 
homogeneização). 
- Controle de compactação 
• Umidade: Realização do ensaio do teor de umidade e posterior 
correção da umidade, de modo que a umidade do solo esteja a +- 2% ℎ𝑜𝑡𝑖𝑚𝑎. O 
teor de umidade pode ser obtido pelo: 
 * Método do álcool 
 * Método da frigideira 
 * Método do Speedy 
A correção da umidade pode ser: 
 * Secagem: Aeração com arados de disco ou aeração natural. 
 * Umedecimento: Carro pipa com irrigadores. 
• Peso específico seco pode ser determinado pelo: 
* Método do Cilindro biselado → Solo argiloso 
* Método do Frasco de Areia → Outros solo 
• Grau de compactação (CG): Para cada camada de solo compactado 
calcula-se o GC, com maior número possível de ensaios ou de acordo com 
especificação da obra. 
Caso o GC seja inferior a 95% (ou valor especificado), a compactação não 
poderá ser aceita. 
𝐺𝐶 =
𝛾𝑆 (𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜)
𝛾𝑆 (𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜)
 . 100 
- Compactação 
• Definição do equipamento de compactação: 
* Solo arenoso: rolo liso 
* Solo argiloso: rolo pé-de-carneiro 
* Qualquer solo: rolos pneumáticos 
* Solos granulares (arenosos e pedregulhos): vibradores 
* Obras variadas de difícil acesso: pilões a explosão (sapo) e pilões 
a ar comprimido 
• Cálculo da energia de compactação: 
𝐸𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 =
𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠õ𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 . 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑑𝑎𝑠
𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑓𝑎𝑖𝑥𝑎 . 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎