1a Lista de ExercÍcios _MS II

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II (GRADUAÇÃO) 
CRÉDITOS: 04 
CARGA HORARIA SEMESTRAL: 60 h 
SEMESTRE: 1º / 2020 
PROFESSOR: ADRIANO FRUTUOSO DA SILVA, D.Sc. 
__________________________________________________________________________________________________ 
1ª LISTA DE EXERCICIOS 
(RECONHECIMENTO DO SUBSOLO E FLUXO D’ÁGUA BIDIMENSIONAL NO SOLO) 
 
Q.1. Qual a importância do reconhecimento do subsolo para uma obra de engenharia? 
 
Q.2. Quais os objetivos da investigação geotécnica? 
 
Q.3. O se entende por programa de investigação geotécnica? 
 
Q.4. Como são classificados os métodos de investigação geotécnica? 
 
Q.5. O que se entende por sondagem de simples reconhecimento? 
 
Q.6. Cite os principais fatores que norteiam a escolha do método de investigação. 
 
Q.7. Cite as principais vantagens e desvantagens da sondagem a Trado. 
 
Q.7. Qual a diferença entre os métodos de sondagens: Poços, Trincheiras e Galerias de Inspeção? 
 
Q.8. Qual a diferença entre os métodos de sondagens SPT e CPT? Em que situação você adotaria um em 
detrimento do outro? 
 
Q.9. Sondagem de simples reconhecimento com ensaio SPT. Discuta o processo executivo, as informações 
fornecidas, a definição do índice SPT e os cuidados necessários para execução do ensaio. 
 
Q.10. O projeto de aterro sobre argilas moles ainda é feito com mais frequencia por métodos de cálculo com 
tensões totais do que com tensões efetivas... Para o projeto, um só parâmetro é necessário: a resistência não 
drenada (Su). Embora facilmente definível, a fixação deste parâmetro para projeto é uma tarefa extremamente 
difícil. A escolha do ensaio a ser feito para definição, a adoção ou não de fatores de correção do seu valor, o 
confronto entre informações aparentemente conflitantes, entre outros, são questões que se apresentam ao 
projetista, em cada caso. (Carlos Sousa Pinto, 1992). Qual o ensaio de campo utilizado para esse fim? 
Descreva o procedimento do ensaio. 
 
Q.11. Analise as informações constantes do boletim de sondagem apresentado na figura 1. Discuta a 
avaliação de compacidade de areias e consistência de argilas em função do SPT segundo a norma NBR 7250. 
 
Tabela 1: Compacidade de areias em função do SPT Tabela 2: Consistência de argilas em função do SPT 
 
 
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Figura 1: Perfil típico de uma sondagem de simples reconhecimento. Av. Rebouças, próximo à Av. Dr. Arnaldo, 
São Paulo (extraído do livro do Prof. Carlos Pinto1) 
 
Q.12. Quais são as conseqüências da ocorrência de águas subterrâneas no comportamento das obras de 
engenharia? 
 
Q.13. Para medir a permeabilidade dos solos ou rochas utiliza-se o coeficiente de permeabilidade, o que fica 
definido pela lei de Darcy. Enuncie essa lei. O que é permeabilidade e a que ela é devida? 
 
Q.14. Porque no líquido a carga total é constante. Nos solos acontece a mesma coisa? Por que? 
 
Q.15. É correto dizer que o piezômetro mede a altura do nível d’água do terreno? Porque? 
 
Q.16. Quando 2 solos de permeabilidades diferentes são colocados em série, a vazão que passa 
através dos solos é idêntica (equação da continuidade). Em qual material ocorrerá a maior 
perda de carga: no solo de maior ou no de menor permeabilidade? 
 
Q.17. Cite 3 fatores que influenciam o coeficiente de permeabilidade, explicando sucintamente. 
 
Q.18. A determinação do coeficiente de permeabilidade é feita através de ensaios de carga constante e carga 
variável, que podem ser realizados no campo ou no laboratório. Para determinação da permeabilidade de um 
solo argiloso, qual desses ensaios você recomendaria? Por quê? 
 
Q.19. Porque em solos há uma perda de energia ao longo do processo de fluxo? 
 
Q.20. O que é gradiente hidráulico crítico e em que situação o projeto deve contemplar a possibilidade de 
ocorrência de instabilidade hidráulica? 
 
Q.21. O que se entende por liquefação por percolação e qual o gradiente necessário para provocar esta 
situação? 
 
 
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Q.22. Definir rede de fluxo, linhas de fluxo e linhas equipotenciais. 
 
Q.23. Qual a faixa de permeabilidade que uma areia deverá ter para que se diga que ela apresenta drenagem 
livre? 
 
Q.24. O que caracteriza a condição anisotrópica de fluxo de água nos solos? 
 
Q.25. O que se entende por ruptura hidráulica? 
 
Q.26. Para a cortina de estaca-prancha apresentada na Figura 2, determinar as pressões d’água na cortina, a 
vazão que percola e o gradiente de saída. A permeabilidade do terreno é de 3,0 x 10-7 m/s. 
 
 
Figura 2 
 
Q.27. Para rede de fluxo na fundação da barragem de concreto de gravidade de Figura 3, obter o diagrama de 
subpressões e calcular a vazão e o gradiente de saída. A permeabilidade da fundação é de 5 x 10-9m/s. 
 
 
Figura 3 
 
Q.28.Determine a quantidade de água que escoa através do tubo indicado na Figura 4. O tubo tem uma seção 
de 100 cm2 e o solo um coeficiente de permeabilidade k=4 x 10-5cm/s. O tempo de escoamento é de 42 min. 
 
30
 cm
1
5
 c
m
4
0
 c
m
 
Figura 4 
 
 
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Q.29. A Figura 5 mostra a seção de uma barragem com coeficiente de permeabilidade igual a 2,5 x 10-7 m/s. 
determinar a vazão através da barragem e a poro-pressão no ponto P, sendo H = 18 m. 
 
Figura 5 
Q.30. Um canal e um rio correm paralelamente, tal como indicado na Figura 6. Considerando-se as indicações 
nele contidas e sabendo-se que o coeficiente de permeabilidade da areia é 65 x 10-3cm/s, pede-se calcular a 
perda de água do canal, por infiltração, em cm3/s/km. 
 
Figura 6 
 
Q.31. Avalie a quantidade de água que escoa através da camada arenosa abaixo da barragem de terra, 
indicada na Figura 7. Considere uma faixa de 1m de barragem e um período de 24h. Os elementos para 
determinação do coeficiente de permeabilidade do material, através de um permeâmetro de carga constante, 
são: quantidade de água que percola através de uma amostra cilíndrica: 6 x 10-5m3; altura e diâmetro da 
amostra, respectivamente, 0,13 m e 0,07m; tempo: 1 minuto e meio; nível efetivo: 0,30m. 
 
Figura 7 
 
Q.32. Calcule a quantidade de água que escoa através da barragem indicada na Figura 8. 
 
Figura 8 
 
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Q.33. Dado o permeâmetro abaixo, determine a vazão nos solos 1 e 2. 
 
Figura 9 
 
Q.34. Com relação as soluções de projeto (vide Figura 10) de uma barragem de concreto, expresse sua 
opinião quanto a eficiência das alternativas e escolha a que considere melhor. Adote parâmetros caso 
necessário. 
 
 
Figura 10 
 
Q.35. Trace uma rede de fluxo para a cortina única de estaca-prancha inserida em uma camada permeável, 
como mostrado na Figura 11. Calcule a perda por percolação por metro de estaca-prancha (perpendicular à 
seção transversal mostrada). 
 
Figura 11 
 
3
.7
5
3
.0
0
0
.5
0
3
.7
5
Estaca-prancha
K=4 x 10-4 cm/s 
Camada Impermeável 
N.A.jus 
N.A.mon 
 
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Q.36. A figura a seguir mostra uma seção de barragem de terra homogênea (k=2 x 10-4cm/s), trace a rede de 
fluxo e determine a vazão em m3/dia/m. A seção da barragem tem 5,00 m de altura, 2,00 m de largura de 
crista, com reservatório a 0,50 m abaixo da crista, e taludes de montante e jusante com inclinação de 2:1 
(H:V). Utilize a solução de schaffernak. 
 
Figura 12 
Q.37. Dado a Figura 13, considerando fluxo confinado sob uma barragem impermeável, meio isotrópico, 
homogêneo e a lei de Darcy, pede-se: 
a) Vazão 
b) Gradiente de saída 
c) Força de subpressão (poro-pressão na base da barragem) 
Para os casos com cortina nas posições: A, B, C e sem cortina, e compare os casos entre si e quando 
possível com o caso real. 
(Dados: H1 = 10,0 m; H2 = 4,0 m; H3 = 1,0 m; L = 6,0 m; Hcortina = 5,0 m; Hb = 5,0 m; b = 1,0 m; K = 10-5 m/s) 
 
H
1
H
2
L
H3
A B C
H
co
rt
in
a
H
b
b
H
1
H
2
L
H
3
A B C
H
co
rt
in
a
H
b
b
L
H
3
A B C
H
co
rt
in
a
H
b
b
 
Figura 13 
Q.38. Avalie como se caracterizam as linhas de contorno (equipotenciais, linhas de fluxo e superfície livre) do 
problema abaixo e esboce a rede fluxo. Usar o Software Slide. 
 
Figura 14 
 
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Q.39. Em um “ensaio de bombeamento” foram obtidos os seguintes elementos (Figura 15): 
- descarga do poço filtrante 5,5 m3/h; 
- altura dos níveis de água nos poços-testemunhas, situados a 10 e 20 m do PCO filtrante, respectivamente 
6,10 e 7,35 m. 
Qual o coeficiente de permeabilidade do solo? 
 
 
Figura 15 
 
Q.40. A Figura 16 apresenta a distribuição granulométrica de uma brita. Verifique se esse material pode ser 
utilizado para tapete drenante de uma barragem de terra (ver. Fig.17), cujas características granulométricas do 
solo de empréstimo para construção da barragem são apresentadas na Figura 16. Use os critérios de filtro de 
Terzaghi. 
 
Figura 16: Distribuição granulométrica da brita 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro dos grãos (mm)
P
o
rc
e
n
ta
g
e
m
 q
u
e
 p
a
s
s
a
 (
%
)
Tangará Limite Inf. Limite Sup.Brita 1 
 
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro dos grãos (mm)
P
o
rc
e
n
ta
g
e
m
 q
u
e
 p
a
s
s
a
 (
%
)
1"3/4"3/8"41640100200PENEIRAS No
 
Figura 16: Características granulométricas do solo da área de empréstimo 
 
Q.41) Calcular o número de ponteiras e o espaçamento entre elas, necessários para a execução do 
rebaixamento do nível freático de uma área retangular, conforme dados seguintes: 
Coeficiente de permeabilidade – K=10 – 2cm/s; 
Diâmetro do tubo das ponteiras – dt = 1 ¼”; 
Altura filtrante – hf = 1 m; 
Diâmetro do poço em que serão instalados as ponteiras – dw = 4”. 
 
Figura 17 
 
20m