Atividade Contextualizada - Mecânica dos Solos Aplicada - 2020 1B

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Avaliação On-Line 6 (AOL 6) - Atividade Contextualizada 
 
Aluna: Leangel Ramos de Albuquerque 
 
Tendo conhecimento sobre o tipo de solo da região podemos analisar: 
 
O solo argiloso é o mais comum nas terras brasileiras, e possui alta densidade quando não há a presença de água por perto, que é 
quando ele se torna viscoso. Dessa forma, é aconselhável realizar um estudo do solo aplicando a geofísica, para saber 
exatamente qual fundação utilizar. 
Porém, normalmente as fundações rasas são as mais utilizadas nesses tipos de solo, sendo que caso seja necessário reforçar as 
sapatas, o uso dos radiers é recomendado. Para atingir mais segurança, o uso de estacas também é recomendado, mas não 
usual. 
 
Muros de arrimo são estruturas corridas de contenção constituídas de parede vertical ou quase vertical apoiada numa fundação 
rasa ou profunda. 
 
Podem ser construídos em: 
 
• alvenarias (de tijolos ou pedras) 
• concreto (simples ou armado) 
• de elementos especiais (saco solo-cimento, pneus). 
Sua fundação pode ser direta, rasa e corrida ou profunda, em estacas ou tubulões. 
Os muros de arrimo trabalham de dois modos: 
• gravidade (construídos de alvenaria, concreto, gabiões ou pneus) 
• flexão (com ou sem contraforte) e com ou sem tirantes. 
 
Estruturas de Contenção 
 
Classificação das estruturas: 
 
a) Pela Transitoriedade 
a) Provisória 
b) Definitiva 
b) Pelo Funcionamento estrutural 
a) Flexível 
b) Rígida 
c) Pela Forma de Obtenção do Equilíbrio 
a) Escoradas 
b) Não escoradas 
 
http://geoanalisys.com/noticias-sobre-geofisica/potencialidades-de-aplicacao-dos-metodos-geofisicos/
Principais tipos de estrutura de contenção: 
As estruturas de contenção classificam-se em: 
 
Estruturas de Gravidade; 
 
• Muros de gravidade; 
• Fogueira ou Crib walls; 
• Gabiões; 
 
Muros de Flexão; 
 
• Muros de flexão simples; 
• Muros de flexão com contrafortes; 
• Reforços de Solo; 
 
• Terra armada ou Estruturas Atirantadas; 
• Solo grampeado ou pregado; 
• Solo-cimento (jet grouting); 
 
Paredes ou Cortinas. 
• Cortinas de Estaca-Prancha Escoradas 
• Cortinas de Estaca-Prancha 
• Cortinas ou Parede Diafragma 
• Cortinas de Ancoragem 
 
Neste caso citado no problema, mesmo sem saber a altura necessária para aplicação do muro no local, as melhores opções seria 
o uso: 
 
Muro de alvenaria de pedra que são os mais antigos e numerosos; este muro apresenta como vantagens a simplicidade de 
construção. 
 
a) Pedra seca: 
• pedras encaixadas manualmente 
• taludes com até 1,5 metros de altura 
• espessura mínima: 50 cm 
• baixo custo, mão-de-obra não especializada 
b) Muro de pedra argamassada: 
• assentamento das pedras com argamassa 
• taludes com até 3 metros de altura• espessura mínima: 50 cm 
• baixo custo, mão-de-obra não especializada 
 
Muros de concreto ciclópico ou concreto gravidade 
 
• Concreto agregado de grandes dimensões. 
• São em geral economicamente viáveis apenas quando a altura não é superior a cerca de 4 metros. 
• Devido à impermeabilidade deste muro, é imprescindível a execução de um sistema adequado de drenagem. 
• Necessário uso de formas 
 
Muros de flexão 
 
•Para muros com alturas superiores acerca de 5m, é conveniente a utilização de contrafortes (ou nervuras), para aumentar a 
estabilidade contra o tombamento. 
 
Estruturas de Contenção 
 
•VANTAGENS: 
 
– Elimina a necessidade de estroncas - área para trabalho dentro do terreno 
– Fundações simples - as estruturas atirantadas podem ter fundações simples 
– Impedem o deslocamento inicial do arrimo devido à protensão - menor risco às edificações vizinhas 
 
• DESVANTAGENS: 
 
– 8 metros dentro do terreno vizinho NO MÍNIMO! 
– Levantamento da superfície do terreno em solos argilosos 
– Corrosão do tirante 
– Serviço especializado - oneroso (relação custo x benefício) 
 
 
 
Empuxos Laterais e suas teorias: 
 
 
 
Empuxo Ativo: É a tensão limite entre o 
solo e um anteparo, decorrente de 
tendência de afastamento do anteparo em 
relação ao solo, no sentido de expandir / 
“aliviar” o solo horizontalmente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Empuxo Passivo: É a tensão limite entre o 
solo e o anteparo, decorrente de tendência 
de aproximação do anteparo em relação 
ao solo, no sentido de comprimir / 
“empurrar” o solo horizontalmente. 
 
 
 
 
Solo Distribuição teórica do empuxo ativo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distribuição teórica do empuxo passivo 
 
 
 
 
 
 
 
Solo 
 
Empuxo de Terra 
 Empuxo em Repouso (nenhum deslocamento do muro e nenhuma mudança 
nas tensões horizontais). 
 Empuxo Ativo (afastamento do muro e decréscimo das tensões horizontais). 
 Empuxo Passivo (aproximação do muro e aumento das tensões horizontais). 
Tensão 0 
 
 
Empuxo passivo 
 
 
 
 
 
 
 
ða: milímetros a poucos centímetros p >> a 
ðp: centímetros a poucos decímetros 
 
Empuxo em repouso 
Empuxo ativo 
 
 
a
 
p 
 
Deslocamento 
a 
a 
a 
a 
F 
F 
F 
F 
• K = a 
a 
a 
 
 
 
 
 
 
Coeficientes de empuxo de terra 
 
• Relação SEMPRE entre tensões EFETIVAS ! 
aF 
• K = h 
v 
F 
a 
a 
v 
F 
• K0 = h0 
v0 
F 
• Kp = p 
v 
 
ATIVO 
REPOUSO 
(SUBSCRITO 0 INDICA 
“SEM DESLOCAMENTO”) 
 
 
PASSIVO 
A rigor deveria ser Ku (em 
vez de K), para explicitar o 
“efetivo”. 
Mas, como se trata de 
ponto pacífico, imaginado 
de conhecimento geral, em 
todo o tratamento do 
assunto “empuxos” é usual 
não utilizar o apóstrofo. 
w 
 
 
 
 
 
 
Coeficiente(s) de empuxo de água 
 
 
 
 
 
 
 
 
• K = uh = 1 
uv 
 
• Kwa 
• Kw0 
 
• Kwp 
= ua = 1 
uv 
= 
uh0 = 1 
uv0 
= 
up = 1 
uh 
ATIVO 
 
REPOUSO 
(SUBSCRITO 0 INDICA 
“SEM DESLOCAMENTO”) 
 
 
PASSIVO 
oulomb 
força de empuxo resultante) 
A 
C 
C 
W 
Ea 
φ 
β R 
δ 
 
 
 
 
 
 Teoria de Empuxo de Coulomb (1776): 
 admite atrito entre o muro e o solo 
 admite superfície de escorregamento plana 
 não faz hipótese sobre forma do diagrama (só calcula 
B 
Diagrama 
triangular 
de 
tensões 
de 
empuxo 
decorre 
 
 
 
 
 Teoria de Empuxo de Rankine (1857) admite (em sua forma 
original): 
 interface muro-solo sem atrito 
 paramento do muro é vertical 
 o terrapleno é horizontal → 
 o muro é flexivel e em semi-espaço infinito 
 solo não coesivo 
 
Caso Ativo 
av = a1 
 
Q = 
G 
+ 
$
 
 
Caso Passivo 
 
av = a3 G $ 
4 2 Q = 
4 
− 
2 
 
 
 
aa = a3 aa = a3 ap = a1 ap = a1 
 
 
 
 
 
av = a1 
Planos de ruptura 
av = a3 
 
 
 
tensões no plano 
de ruptura 
 $  $ 
 
 
Q = 
G 
+ 
$
 
4 2 
 aa av
  
av Q = G − $ ap  
4 2 
tensões no plano 
de ruptura 
 
 
 
Caso Ativo 
av = a1 
$ 
Q = 
G 
+ 
$
 
 
Caso Passivo $ 
av = a3 G $ 
4 2 Q = 
4 
− 
2 
 
 
 
aa = a3 aa = a3 ap = a1 ap = a1 
 
 
 
 
 
av = a1 
Planos de ruptura 
av = a3 
Empuxo ATIVO 
aa av 
σa 
σv 
γ Solo 
Rankine q 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
av × Ka 
K  1 
sen 
a 1 
sen 
 
 
tan 
2 (45   ) 
2 
 
RELEBRANDO: O COEFICIENTE DE EMPUXO SÓ SE APLICA A TENSÕES EFETIVAS 
φ 
σ 
σa 
σv 
∫z 
 
 
 
 
 
Rankine 
 
 
 
 
 
Distribuição do empuxo ATIVO 
(sem sobrecarga superficial) 
ο a 
 
Kaz  2c 
 
 
 
− 2c Ka 
 
zo 
H 
Ea  
o 
ο adz 
 
(desconsiderada a tração) 
 
z  2c 
Ea  
1 2 
Ka (H − zo )  
2c 
(H  zo ) 
 Ka 
H 
Ea 
2 
 
K  (H  z )2 
 
1 H  z  
3 o 
Ea  
 a o 
2 
Força de empuxo ATIVO 
 
 
 KaH 
Ka 
Ka - coeficiente de empuxo ativo 
Ka 
2 
o 
∫z 
 
 
 
 
 
Rankine 
 p 
 
 
Kpz  2c 
 
Distribuição do empuxo PASSIVO 
 
 
 
 
 
 
H 
Ep  
o 
ο pdz 
 
 
H 
Ep 
 
1 K H 
2 
2 
p 
 
+ 2cH 
 
Força de empuxo PASSIVO 
 
 
 
 
Kp 
Kp - coeficiente de empuxo passivo 
Ep 
3 
1 H 
1 H 
2 
Kp 
2c KpγH KP 
ulomb 
Ea 
R W 
 
 
B 
 
 
 
 Ea 
 
 
 
c  
C 
A 
Co 
W 
Ea 
φ 
β R 
δ 
Empuxo (efetivo) exercido pelo solo 
devido ao peso próprio. 
No caso do N.A. estar na superficie do 
terreno, o peso específico é o submerso. 
água solo 
E = 1 γ a 2 w 
H 2 + 1γ 
2 sub 
H 2K a 
Ew 
Empuxo exercido pela água 
intersticial: possui a mesma 
magnitude, com ou sem a 
presença do solo. 
Muro Submerso 
 
N.A. N.A. 
 
 
 
Projeto de Muros de Arrimo – o essencial 
 
 Função do muro (tipos diferentes para 
propósitos diferentes) 
 Condições necessárias para qualquer 
bom projeto de qualquer muro 
 Conhecimento pleno de tipos de empuxos, 
condições de manifestação, modelos de cálculo 
 Perfeito entendimento de fluxo de água em meios 
porosos 
 Perfeito entendimento do papel da drenagem 
 
 
Projeto de Muros de Arrimo - parâmetros 
 
 Propriedades dos solos (do terrapleno e 
da fundação) 
• Peso específico 
• Ângulo de atrito 
• Coesão 
 Propriedades da interface 
• Ângulo de atrito solo-muro 
 
 
Projeto de Muros de Arrimo – verificações de 
segurança 
 Segurança geotécnica 
• Deslizamento (ou escorregamento) 
• Tombamento (ou rotação pelo pé) 
• Carga última de fundação 
• Estabilidade global (ou ruptura geral) 
 Segurança estrutural das sessões do 
próprio muro como elemento estrutural 
Ea 
P 
Mecanismos de Ruptura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Centro de rotação 
 
Carga última de fundação Tombamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deslizamento 
Estabilidade global 
Ep 
T 
Ea 
∑ Momentos resistentes 
∑ Momentos atuantes 
Ponto de 
rotação 
Ponto de 
rotação 
FS = ≥ 1,5 
 
Tombamento 
ℓM 
Ea 
Ea 
 
 
 
Ep 
Ep 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.geoforum.com/knowledge/texts/broms/listchap.asp?Chapnr=k 
http://www.geoforum.com/knowledge/texts/broms/listchap.asp?Chapnr=k
ara argilas) 
F = 
∑ forças resistentes 
∑ forças atuantes 
≤ 1,5 
 
Deslizamento 
α 
 
Ea sin α Ea 
 
Ea cos α 
Ep 
 
 
 
 
 
(há quem adote ≥2,0 p 
su 
0,5 ≤ 
ca ≤ 0,75 tan $ 
0,5 ≤ 
tan $a ≤ 1,0 
F = 
∑ momentos resistentes 
∑ momentos atuantes ≤ 1,5 
ℓM Superfície de ruptura 
Ea 
 Areia 
Argila 
 
Ep 
 
Ruptura geral 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Verificação pode ser feita pelos processos usuais (Bishop, por exemplo) 
 
 
 
 
 
 
Fluxo e drenagem 
Pressão neutra 
Distribuição de 
pressão neutra 
 
 
 
 
 
 Superfície de ruptura 
 
 
 
 
 
 
 
 Dreno 
 Camada drenante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dreno 
Superfície de ruptura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Importante: fluxo vertical  pressões neutras nulas! 
Camada 
drenante 
Pressão neutra 
Superfície 
de ruptura 
 
 
 
 
Effective stress 
 
 
 
’ =  - u 
 
 
(q + z) 
 
 
 
governs all soil 
behaviour 
 
 
pore 
pressure 
 
z 
 
 
 = z 
 
 
 
 
 
 
Importante: fluxo vertical  pressões neutras nulas! 
 
 
Prof. John Atkinson - October 2016 1 Basic soil behaviour 
 
 
 
 
 
 
 
u = γwz 
 
 
 
 
 
 
 
 
u = 0 
 
 
Fontes: 
 
https://www.geoanalisys.com/noticias-sobre-geofisica/conhec%CC%A7a-os-principais-tipos-de-solo-e-suas-
fundac%CC%A7o%CC%83es-mais-aconselhaveis/ 
 
http://www.eng.uerj.br/~denise/pdf/muros.pdf 
 
https://edisciplinas.usp.br/ 
https://www.geoanalisys.com/noticias-sobre-geofisica/conhec%CC%A7a-os-principais-tipos-de-solo-e-suas-fundac%CC%A7o%CC%83es-mais-aconselhaveis/
https://www.geoanalisys.com/noticias-sobre-geofisica/conhec%CC%A7a-os-principais-tipos-de-solo-e-suas-fundac%CC%A7o%CC%83es-mais-aconselhaveis/
http://www.eng.uerj.br/%7Edenise/pdf/muros.pdf
https://edisciplinas.usp.br/
	Empuxo de Terra
	Coeficientes de empuxo de terra
	• K = h
	• K0 = h0
	• Kp = p
	Coeficiente(s) de empuxo de água
	• K = uh = 1
	= ua = 1
	Fluxo e drenagem