exercicios mecanica dos solos

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Mecanicas dos solos e Engenharia
1)________ é a ciência que busca entender, conhecer, aplicar e correlacionar características de um material natural geralmente contendo sólido em forma de partículas, líquido e gases.
R: Mecanicas dos solos
2) Trata-se de uma etapa da obra que envolve diretamente os conhecimentos e aplica a mecânica dos solos:
Escavações
3) Observe as alternativas e aponte qual responde o motivo pelo qual a mecânica dos solos é importante para a formação de um engenheiro civil.
R: A mecânica dos solos fundamenta o tema de fundações. Para dimensionar e executar fundações, deve-se ter o conhecimento da mecânica dos solos.
4) Qual alternativa não complementa ou tem pouquíssima relação com o ramo de estudo da geotecnia?
R: A alvenaria estrutural é uma técnica construtiva autoportante. Não se relaciona diretamente com a geotecnia.
5) Os cursos de engenharia civil focam em determinados temas importantes dentro do ramo da geotecnia. Dos temas a seguir, qual não pertence ao escopo da engenharia?
R: Estruturas de concreto armado.
 Tipos de solos e sua Gênese 
1) Do ponto de vista clássico da mecânica dos solos, os solos são:
R: Materiais trifásicos contendo partículas sólidas, líquidas e gases
2) Existem diferentes tipos de solo conforme sua gênese (origem). Podemos classificar os solos, inicialmente, em dois tipos:
R: Solos moles e duros.
3) Qual alternativa apresenta o solo com a maior superfície específica?
R: Solo argiloso com índice de vazios elevado.
4)Os argilominerais apresentam estrutura atômica filossilicáticas. Quais os principais compostos químicos que formam os argilominerais?
R: Tetraedro de sílica e octaedro de alumina.
	
5) Observe os argilominerais citados e aponte qual apresenta a característica de expansibilidade elevada. Por qual motivo isso ocorre?
R: Esmectita. Apresenta estrutura com substituição isomorfa tanto no octaedro de alumina quanto no tetraedro de sílica, exigindo mais hidratação para atingir o equilíbrio químico.
	
 Caracterização dos solos
1) Quais ensaios são realizados para caracterizar um solo?
R: Granulometria e limites de Atterberg.
2) Determinou-se que o peso específico real dos grãos de um solo é de 30 kN/m3. Em
condição de saturação deste solo, qual o seu peso específico (saturado), se a porosidade
for de 50%?
R: 20 kN/m3
3) Em uma curva granulométrica, 80% da massa passaram na peneira #200. Pode-se dizer
que se tem:
R: Um solo com presença de argila e silte.
4) Sobre a classificação quanto ao estado de um solo: aqueles que têm comportamento de
argilas apresentam _________, e aqueles com comportamento de areias apresentam
_________, respecvamente.
R: Consistência e compacidade1
5) Sob o ponto de vista do estado dos solos, as argilas moles são aquelas que:
R: Apresentam índice de consistência inferior a 0,5.
 Sistemas de classificação dos solos
1) Que ensaios são fundamentais para a realização da classificação unificada (USACE)?
R:. Granulometria e limites de Atterberg.
2) Para realizarmos a classificação de um solo, é preciso fazer ensaios básicos. Por esse motivo, podemos afirmar que:
R) Existem diversas possibilidades de classificar os solos. No entanto, utilizam-se aquelas mais difundidas e de melhor aplicação em cada região.
3) Em uma amostra, obteve-se 4% de material passante na peneira #200. Na curva granulométrica, observou-se que:
D60 = 0,27,
D30 = 0,18,
D10 = 0,10. 
A amostra não apresenta matéria orgânica nem LL e LP. Qual a classificação desta amostra de solo de acordo com a classificação unificada?
R SP - Areia mal graduada com pouco material fino. : 
4)Em outra amostra, o material apresentou 100% de material passante na peneira # 40 e 7% de material passante na peneira #200. A amostra não apresenta matéria orgânica nem LL e LP. Qual a classificação desta amostra de solo pela classificação TRB se o IG=0?
R:. A 3.
5) O índice de grupo (IG) é um dos parâmetros da classificação TRB que indica:
R: A capacidade de suporte de solos de subleitos.
 Capilaridade dos solos
1) A capilaridade é um fenômeno que ocorre somente em qual situação
R: Em qualquer tipo de solo, desde que tenha condicionantes para a ocorrência
2) A altura de ascensão capilar em um determinado tipo de solo será maior quando?
R: Quanto menores forem os grãos desse solo, mas que tenham somente porosidade intragranular.
3) Um determinado tipo de solo demonstrou um nível freático a uma profundidade de 1,60 m. No entanto, ao escavar esse solo, logo se percebeu umidade a 10 cm da superfície. Qual deve ser aproximadamente o raio capilar intergranular desse solo?
R: 0,01 mm.
4) A capilaridade proporciona ao solo propriedades importantes. Sobre a existência de meniscos capilares nos poros de um solo, assinale a alternativa correta.
R: Este solo apresenta coesão aparente.
5) A sucção é um efeito da presença de meniscos capilares nos poros do solo, proporcionando coesão à massa como um todo. Em qual situação prática poderíamos contar com essa coesão?
R: Em escavações rápidas e temporárias em clima não chuvoso.
 
 Compressibilidade dos solos
1)Como pode ser definido o conceito de gradiente hidráulico?
R: Corresponde a um número que está relacionado com a perda de carga total sobre a distância percorrida na área de dissipação desta energia
2)Por que podemos usar a lei de Darcy no cálculo de fluxo em solos?
R: Porque, em praticamente todos os casos, os solos apresentam fluxo laminar no seu meio poroso. Assim, a relação matemática passa a ter equivalência.
3)Qual o coeficiente de permeabilidade k de um solo dentro de um permeâmetro de carga constante com área de 20 cm², onde a altura de solo é de 30cm e a carga de água acima deste é de 1m, onde foi medida uma vazão de saída de 0,1 cm³/s. Que material se poderia dizer que é?
R: 1,5. 10-2 m/s. Pode ser um solo arenoso.
4)
Qual o valor da carga piezométrica no ponto A e o valor da carga total no ponto B para o permeâmetro 
m. indicado na figura, sendo que o valor de h= 1m, z=10 cm e L=20cm?
R: 1,3 m e 0,3
5)Solos moles argilosos são aqueles que:
R: Apresentam-se em ambientes onde as argilas se depositam com facilidade e se tornam muito plásticas.
 Tensões devido peso próprio
1)A tensão total em um solo:
R: Corresponde à tensão de contato das partículas num plano horizontal.
2) A poro-pressão ou pressão neutra é uma pressão de água que atua:
R: Nos vazios dos solos, aliviando o peso das partículas de solo
3)Para um solo cujo peso específico natural é de 20 kN/m³ , qual é a tensão total a uma profundidade de 15 m da superfície, se considerado carregamento externo nulo e sem presença de nível freático?
R: 300 kPa.
4)Para um perfil de solo com duas camadas, sendo a primeira com 5m de profundidade e a segunda, sotoposta à primeira, com 5m também. O nível freático encontra-se no encontro entre as duas camadas. O peso específico natural da primeira camada é de 20 kN/m³ e o peso específico saturado da segunda camada é de 18 kN/m³. Considerando o carregamento externo nulo, quais as tensões totais e poro-pressões no contato das camadas e no fundo da segunda camada?
R: No contato: σ=100 kPa e U=0 kPa; no fundo: σ=190 kPa e U=50 kPa.
5)De acordo com o perfil de solo abaixo, qual a tensão total e a poro-pressão no ponto A, sabendo que:
γn1=20kN/m³
γn2=17kN/m³
γsat2=20kN/m³
γsat2=20kN/m³
γsat3=15kN/m³
R: σ=188 kPa e U=50 kPa
 COMPRESSIBILIDADE, ADENSAMENTO E RECALQUES
1)Os solos argilosos apresentam que tipo de comportamento mecânico?
R: Elástico e também plástico, mas com importante desenvolvimento das deformações ao longo do tempo.
2)A carga de um aterro sobre um solo argiloso saturado, instantaneamente aplicada, é transferida para o solo como:
R: Excesso de pressão neutra.
3)Em um prédio de 6 andares, uma fundação superficial do tipo sapata foi construída sobre um solo muito argiloso saturado e outra fundação do mesmo tipo foi construída sobre uma camadaespessa de areia. As duas fundações pertencem à mesma estrutura edificada. O que se espera que venha a ocorrer a longo prazo?
R: Recalques diferenciais e patologias na edificação.
 4) Uma carga de 500 kN foi aplicada sobre uma camada de solo adensável. Passados 60% do tempo de adensamento máximo estimado da camada, mediu-se a sobressão hidrostática (excesso de pressão neutra). Qual o valor mais esperado pela leitura, se consideradas condições ideais com a analogia de Terzaghi?
R: 200 kN
5) Qual dos solos abaixo deve apresentar maior deformabilidade ao longo do tempo?
R: Solo argiloso de ambiente mal drenado com presença de argilas ilitas.
 Conceitos de Tensão Efetiva
1)A tensão efetiva em um solo:
R: Corresponde à tensão de contato das partículas num plano horizontal, descontando a pressão de água naquele ponto e somando-se os acréscimos de tensão devido a carregamentos externos.
2) O que ocorreria se um conjunto de partículas sofresse soterramento excessivo a ponto de as tensões nos contatos entre partículas do solo serem superiores à capacidade resistente dos grãos?
R: Fraturamento e rearranjo de alguns grãos.
3) Para um solo cujo peso específico natural é de 20 kN/m³ , qual é a tensão efetiva a uma profundidade de 15 m da superfície, se considerado carregamento externo nulo e presença de nível freático junto à superfície?
R: 150 kPa
4) Para um perfil de solo com duas camadas, sendo a primeira com 5 m de profundidade e a segunda sotoposta à primeira, com 5 m também. O nível freático encontra-se no limite entre as duas camadas. O peso específico natural da primeira camada é de 20 kN/m³ e o peso específico saturado da segunda camada é de 18 kN/m³. Considerando o carregamento externo de área infinita com 10 kN/m², as tensões efetivas no contato das camadas e no fundo da segunda camada são:
R: No contato: σv'=110 kPa; no fundo: σv'=150 kPa.
5) De acordo com o perfil de solo abaixo, qual a tensão efetiva no ponto A?
Sabendo que:
γn1=20kN/m³
γn2=17kN/m³
γsat2=20kN/m³
γsat3=15kN/m³
R: σ= 138 kPa.	
 Definição de recalques
1) É importante conhecer os recalques nas fundações de um prédio, pois:
R: Para evitar que ocorram recalques diferenciais, que distorcem a estrutura.
2) Como podem ser subdivididas as parcelas do recalque?
R: Em recalque instantâneo, primário e secundário.
3)Sobre um solo mole normalmente adensado de 10m de espessura é colocado um aterro, ao longo de 100m. Abaixo do aterro existe um colchão de areia (dreno). Nos primeiros 50m existe uma lente de areia a 10m de profundidade e nos outros 50m encontra-se uma argila fortemente adensada nesta mesma profundidade. Em qual parte da argila mole ocorrerá maior recalque?
R: A magnitude do recalque será a mesma que ocorre na argila mole. 
4)Dados os parâmetros na figura a seguir, calcule a magnitude do recalque instantâneo:
R: 0,22 m.
5)Calcule a magnitude do adensamento primário com base nos dados indicados na figura seguir.
Assuma OCR=1	
R: 1,1m
 
 Ensaio edométrico : parâmetros de compressibilidade
1) Quando podemos considerar que uma amostra é indeformada? 
R: Quando a amostragem preserva as condições de estado do solo e não causa desagregação.
2) O ensaio edométrico consta de um ensaio do tipo:
R: Adensamento com medida de deformação lateral.
3) Um dos parâmetros fundamentais do ensaio edométrico é a obtenção do índice de vazios inicial. Suponha que no ensaio de peso específico real dos grãos foi encontrado um valor de 27 KN/m³ e, ao verificar o peso específico aparente seco, notou-se que o valor foi de 17 k/m³. Qual o valor do índice de vazios inicial (e0) deste solo?
R: 0,59
4) Suponha que no ensaio de peso específico real dos grãos foi encontrado um valor de 27 KN/m³ e, ao verificar o peso específico aparente seco, notou-se que o valor foi de 17 k/m³, qual o valor do módulo edométrico se o coeficiente de compressibilidade (αν) for igual a 0,005 kPa-1?
R: 318kPa
5) Qual o significado, na prática, de um OCR inferior a 1?
R: Significa que a argila está em adensamento, mas estes valores são ligeiramente menores que 1 e, às vezes, pode estar relacionado a alguma medida equivocada.
PRINCÍPIOS DA TEORIA DO ADENSAMENTO
1) A estimativa do tempo que se desenvolverá os recalques de uma camada de solo argiloso saturado:
R: É importante, pois os recalques se desenvolvem ao longo de muitos anos e após a aplicação da carga, que é a obra.
2) Qual destas variáveis não entra no cálculo do tempo de adensamento?
R: cc - coeficiente de compressão.
3) Sobre um solo mole normalmente adensado de 10m de espessura é colocado um aterro, ao longo de 100m. Abaixo do aterro existe um colchão de areia (dreno). Nos primeiros 50m existe uma lente de areia a 10m de profundidade e nos outros 50m encontra-se uma argila fortemente adensada nesta mesma profundidade. Em qual parte da argila mole ocorrerá o recalque com maior velocidade e por quê?	
	
R: Na parte acima da areia compacta, pois a areia, mesmo compactada, apresenta coeficiente de permeabilidade maior do que o da argila adensada.
4) Calcule o tempo de adensamento primário com base nos dados indicados na figura a seguir. Assuma OCR=1.
R:1,5 Anos
5) Dados os parâmetros na figura a seguir, calcule o adensamento secundário considerando vida útil de 50 anos.
R:0,03 m
 SONDAGEM À PERCUSSÃO (SPT) E ROTATIVA (RQD)
1) Na sondagem SPT, o que significa o N30?
R: Corresponde ao número de golpes dos últimos 30cm na fase de amostragem.
2) O ensaio SPT pode ser recomendado de forma exclusiva nos seguintes casos:
R: Em solo residual de lamitos com ambiente bem drenado.
3) Um boletim de sondagem SPT está indicando uma camada de solo residual de granito de 4m com N variando de 3 a 8 golpes. Atingido os 4m, verificou-se que o solo é impenetrável à percussão. O engenheiro solicitou que fizesse outro ensaio ao lado daquele (2m) e o perfil obtido foi de uma camada de solo variando de 3 a 25 golpes até a profundidade de 8m. O que o engenheiro pretendeu comprovar, realizando outro ensaio logo ao lado do primeiro?
R: A tentativa foi de comprovar que no solo residual de granito podem ocorrer matacões.
4) Qual a densidade relativa calculada pela formulação empírica de Skempton, considerando que o valor de N corrigido foi de 20 a uma profundidade de 2m em um solo cujo peso específico é de 20 kN/m³?
R: 0,72
5) Identifique a qualidade do maciço através do RQD de uma porção da rocha cuja manobra na sondagem rotativa foi de 1,5m e recuperou-se os seguintes fragmentos: 12cm + 16cm + 7cm + 35cm + 6cm + 14cm + 8cm + 2cm + 50cm.
R: Trata-se de um maciço bom, com RQD entre 75 e 90%.