Lista de Exercícios 2 (1)

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Universidade Estácio de Sá 
Campus Praça XI 
Curso: Engenharia Civil 
Disciplina: CCE0255 - Mecânica dos Solos 
Professora: Carolina Manhães Silva 
 
 
Lista de Exercícios 2 
 
 
1) Explique o princípio das tensões efetivas, uma das relações mais importantes da 
mecânica dos solos. 
 
2) Em que condições um solo pode estar carregado? Como podem ser calculadas as 
tensões em cada uma delas (citar as hipóteses adotadas)? 
 
3) O que são bulbos de tensões? 
 
4) Explique como um solo pode estar saturado acima do nível d’água, usando o 
conceito de capilaridade. 
 
5) No terreno a seguir, determine: 
a) A tensão vertical efetiva no ponto P; 
b) As curvas de distribuição da tensão total vertical, poropressão e tensão efetiva 
vertical com a profundidade; 
c) O coeficiente de empuxo no repouso da argila siltosa, sabendo que a tensão efetiva 
horizontal no ponto P é 60 kPa. 
 
 
 
 
6) Uma camada de areia de 4,5 m de espessura está superposta a uma camada de 
argila. O nível d’água está a 2m abaixo do topo da camada de areia. Acima do NA, a 
areia tem um índice de vazios médio de 0,52 e um grau de saturação médio de 0,37. A 
argila tem um teor de umidade médio de 42%. A densidade dos grãos, tanto da areia 
quanto da argila, é igual a 2,65. Resultados de ensaios de campo indicaram que ambas as 
camadas têm um coeficiente de empuxo em repouso, K0, igual a 0,5. 
Qual o valor da tensão horizontal total a 9 m abaixo do topo do terreno? 
 
7) Um perfil de solo apresenta as seguintes características: 
 
Camada 𝛄𝐧𝐚𝐭 (𝐤𝐍/𝐦
𝟑) 𝐊𝟎 ν 
0 a -2 m 18 0,54 - 
-2 a -8 m 21 0,4 - 
-8 a -12 m 19,5 - 0,4 
 
Sabendo que o nível d’água está localizado na cota -5 m, trace o diagrama de tensões 
horizontais efetivas do perfil. 
 
8) Na superfície de um terreno, foi construída uma estrutura que exerce um 
carregamento pontual de 1000 kN. Calcule o acréscimo de tensão vertical que este 
carregamento impõe no ponto A no interior do maciço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A 
3 m 
2 m 
1000 kN 
9) Para o perfil a seguir, determine as tensões verticais efetivas nos pontos A, B e C, 
sabendo-se que a argila encontra-se saturada por capilaridade até 2,5 m acima do NA. 
 
Solo 𝛄𝐧𝐚𝐭 (𝐤𝐍/𝐦
𝟐) 
Silte arenoso 16,0 
Argila siltosa 18,0 
Solo arenoso 19,0 
 
 
 
 
 
 
10) Será construída na superfície de um terreno plano e horizontal a estrutura da figura 
aa seguir, sendo 𝑙1 = 5,6 𝑚; 𝑙2 = 0,8 𝑚; 𝑏1 = 2,0 𝑚 e 𝑞 = 500 𝑘𝑃𝑎 
 
 
Considerando que, antes da construção, será retirada a camada de argila mole e o NA será 
rebaixado para a cota -2 m (assumindo-se que as propriedades físicas ou mecânicas dos 
materiais que compõem o perfil não serão alteradas no processo), determinar a tensão 
vertical efetiva após a construção no ponto P. Se o NA fosse rebaixado até uma cota 
abaixo de -4 m, o que ocorreria com a poropressão no ponto P, considerando que as 
propriedades físicas e mecânicas permanecessem a mesma? 
 
 
 
11) No terreno abaixo, será apoiada uma fundação rasa do tipo sapata isolada, cuja 
tensão na base é de 800 kPa. De acordo com o bulbo de tensões formado pela aplicação 
do carregamento, qual o valor da tensão efetiva final (condição geostática + acréscimo de 
tensão) no meio da camada de argila? 
 
 
 
12) Uma carga uniforme de 200 kPa é aplicada sobre uma área circular de 5m de 
diâmetro na superfície de uma camada de solo seco homogêneo, com t = 20 kN/m3 e K0 
= 0,45. Considerando um ponto situado a 3 m da superfície, quais os valores finais das 
tensões totais vertical e horizontal após o carregamento? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Respostas 
 
5) a) 𝜎′𝑣 = 118,07 𝑘𝑃𝑎 
 b) Pontos das curvas: 
z (m) σv (kPa) u (kPa) σ
′
v (kPa) 
0 0 0 0 
1,5 24,77 0 24,77 
3 50,77 15 35,77 
8 143,07 65 78,07 
12 223,07 105 118,07 
 
 c) 𝐾0 = 0,51 
6) 𝜎ℎ = 119,9 𝑘𝑃𝑎 
7) Pontos da curva: 
σ′h (kPa) 
0 
19,44/14,44 
52,8/88,44 
113,9 
 
8) ∆𝜎𝑣 = 21,16 𝑘𝑃𝑎 
9) 𝜎′𝑣 𝐴 = 53 𝑘𝑃𝑎; 𝜎′𝑣 𝐵 = 69 𝑘𝑃𝑎; 𝜎′𝑣 𝐶 = 101 𝑘𝑃𝑎 
10) 𝜎′𝑣 = 105 𝑘𝑃𝑎 
11) 𝜎′𝑣 = 210 𝑘𝑃𝑎 
12) 𝜎𝑣 = 169,32 𝑘𝑃𝑎; 𝜎ℎ = 33,08 𝑘𝑃𝑎