Aula 1 - Fundações 2020

Prévia do material em texto

AULA 1 – Revisão de Mecânica dos Solos
Prof. Paulo Germano Tavares Marinho Filho
Eng. Civil, Me.
CONTATO: profpaulomarinho@gmail.com
Campina Grande-PB
Fevereiro de 2020
mailto:profpaulomarinho@gmail.com
Fundações
Na Engenharia de fundações o
profissional vai lidar com um material
natural sobre o qual pouco pode
atuar, isto é, tem que aceitá-lo tal
como ele se apresenta, com suas
propriedades e comportamentos
específicos (VELLOSO, 2004).
Fundações
SOLO
Quando se fala em
fundações, que material da
construção civil vem logo
à nossa mente?
Fundações são elementos que 
transferem cargas para as 
camadas de solo capazes de 
suportá-las sem se deformar 
excessivamente
Fundações
Mecânica dos Solos
Estuda o comportamento dos solos quando tensões são
aplicadas, como nas fundações, ou aliviadas, no caso de
escavações, ou perante o escoamento de água nos seus
vazios, no qual o Engenheiro Civil se baseia para
desenvolver seus projetos (PINTO, 2006).
Fundações
Não se pode aplicar aos solos leis teóricas de uso corrente em
projetos que envolvem materiais mais bem definidos, como o
concreto e o aço.
Karl von Terzaghi
Pressão da água no estudo das
tensões nos solos e a solução
matemática para a evolução dos
recalques das argilas.
Mecânica dos Solos
Fundações
(1) Origem e formação dos solos
(2) Caracterização e Classificação dos solos
(3) Investigações geotécnicas
(4) Percolação nos solos e Controle da água subterrânea
(5) Resistência ao cisalhamento, Capacidade de carga e Empuxos
(6) Compressibilidade e Adensamento
(7) Distribuição de pressões e Cálculo de deformações e recalques
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
“É uma coleção/reunião de corpos naturais, constituídos por partes sólidas,
líquidas e gasosas, tridimensionais, dinâmicos, formados por materiais minerais e
orgânicos que ocupam a maior parte do manto superficial das extensões
continentais do nosso planeta, contêm matéria viva e podem ser vegetados na
natureza onde ocorrem e, eventualmente, terem sido modificados por interferências
antrópicas.” (SANTOS, 2003)
SOLO
Fundações
Mecânica dos Solos
Parte superior da crosta terrestre
Meio natural onde se desenvolvem as plantas
Detrito que cobre as rochas ou minerais
Laboratório biológico
Recurso natural lentamente renovável
Sistema natural heterogêneo
Plano de assentamento das obras de Engenharia
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: origem e formação
Todos os solos originam-se da
decomposição das rochas que
constituíam inicialmente a crosta terrestre.
A decomposição é decorrente do
intemperismo provocado pelos agentes
físicos (radiação solar, água, ventos, seres
vivos) e agentes químicos (oxidação e
redução,hidrólise e hidratação, dissolução e
carbonatação).
Intemperismo físico Intemperismo químico
Decomposição/Alteração químicaDesagregação/Fragmentação
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
O conjunto dos processos do intemperismo, que são muito
mais atuantes em climas quentes do que em climas frios,
leva à formação dos solos que, em consequência, são
misturas de partículas pequenas que se diferenciam pelo
tamanho e pela composição química. A maior ou menor
concentração de cada tipo de partícula num solo depende
da composição química da rocha que lhe deu origem.
SOLO: origem e formação
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: tipos
São aqueles resultantes da
decomposição das rochas
que se encontram no próprio
local em que se formaram.
Residuais
São aqueles que foram
levados ao seu atual local
por algum agente de
transporte (água, vento,
gelo, gravidade, seres vivos).
Transportados
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Eólicos
Coluvionares
Aluvionares
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: tipos
Solos Orgânicos são aqueles que contêm uma quantidade apreciável de matéria
decorrente de decomposição de origema vegetal ou animal, em vários estágios de
decomposição.
Solos Lateríticos são solos superficiais intemperizados, típicos de ambientes bem
drenados das regiões tropicais úmidas. Predomínio de minerais cauliníticos e
apresentam elevada concrentração de ferro e alumínio na forma de óxidos e hidróxidos.
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: tamanho das partículas
O processo destrutivo para a formação de
solo a partir de rochas pode ser tanto físico
quanto químico. Dessa forma, a primeira
característica que diferencia os solos é o
tamanho das partículas que os compõem.
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: identificação dos solos
Os solos são caracterizados ou definidos
através dos seus parâmetros intrínsecos ou
mesmo através daqueles de ordem mais
abrangente. Para sua identificação são
realizados ensaios com amostras que
caracterizam o tamanho de suas partículas até
seus índices de consistência.
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: ensaios de caracterização
ABNT NBR:6457/2016 – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização;
ABNT NBR:6458/2016 – Determinação da massa específica;
ABNT NBR:6459/2016 – Determinação do limite de liquidez;
ABNT NBR:7180/2016 – Determinação do limite de plasticidade;
ABNT NBR:7181/2016 – Análise granulométrica;
ABNT NBR:7182/2016 – Compactação.
Obs.: Existem ainda as normas do DNIT e
ASTM para ensaios de solos.
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: tipos de amostras de solos
Deformadas Indeformadas
ABNT NBR:9604/2016 – Coleta de amostras.
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Álcool EstufaSpeedy
Fundações
Massa específica real dos grãos de solo
Mecânica dos Solos
Fundações
Limites de Consistência
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Análise granulométrica
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Compactação
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Água de constituição
Água adesiva ou adsorvida
Água livre
Água higroscópica
Água capilar
SOLO: água no solo
Mecânica dos Solos
Fundações
SOLO: permeabilidade à água do solo
Mecânica dos Solos
Fundações
SOLO: permeabilidade à água do solo
- Granulometria (partículas sólidas);
- Porosidade (η);
- Umidade (gravimétrica – w; e volumétrica - θ);
- Grau de saturação (S);
- Capacidade campo (Cc);
- Ponto de murcha;
- Permeabilidade (k).
Diâmetro (mm) Classe
0,0002 a 0,002 Argila
0,002 a 0,02 Silte
0,02 a 0,2 Areia fina
0,2 a 2,0 Areia grossa
Mecânica dos Solos
Fundações
L
H
AKQ



Lei de Darcy (1856): determinou-se experimentalmente que a descarga (Q) que
atravessa um meio poroso é diretamente proporcional à diferença de carga
hidráulica (h2 – h1) e à área da seção (A) atravessada pelo fluxo, é inversamente
proporcional à distância percorrida (L).
• Q = fluxo de água (m3/s)
• A = área (m2)
• H = carga (m)
• L = distância (m)
• K = condutividade hidráulica (m/s)
SOLO: permeabilidade à água do solo
Mecânica dos Solos
Fundações
SOLO: permeabilidade à água do solo
ABNT NBR:14545/2000 – Determinação da permeabilidade
Mecânica dos Solos
Fundações
SOLO: índices físicos
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
SOLO: classificação do solo
Mecânica dos Solos
O objetivo da classificação dos solos, sob
o ponto de vista de engenharia, é o de
poder estimar o provável comportamento
do solo ou, pelo menos, o de orientar o
programa de investigação necessário
para permitir a adequada análise de um
problema.
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
SOLO: tensões no solo
Mecânica dos Solos
Os solos são constituídos de partículase
que forças aplicadas a eles são
transmitidas de partícula a partícula, além
das que são suportadas pela água dos
vazios.
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: adensamento no solo
Ação de uma carga superficial
Deformações no material
Recalque
RESISTÊNCIA
Fundações
Mecânica dos Solos
SOLO: adensamento no solo
Fenômeno lento e gradual de expulsão da água dos vazios do solo devido à cargas aplicadas
superficialmente ou ao peso próprio das camadas sobrejacentes.
COMPACTAÇÃO
ADENSAMENTO
Fundações
Mecânica dos Solos
Fundações
Mecânica dos Solos
Dimensionamento da 
fundações
Estabilidade de aterros
Previsão dos recalques
Fundações
Mecânica dos Solos
ABNT NBR 12007/1990
PARÂMETROS
Recalque
em
Cc
K 
Cv
Pa
O objetivo do ensaio é determinar as propriedades de compressão de uma camada de argila,
para serem utilizadas na avaliação do recalque.
Fundações
Mecânica dos Solos
Resistência
Friccional (atrito)
Coesiva (coesão)
SOLO: cisalhamento dos solo
Fundações
Mecânica dos Solos
Estabilidade de 
taludes
Capacidade de cargas 
de fundações
Estruturas de 
contenção
Escavações de túneis
Camadas de 
pavimentos
Fundações
Mecânica dos Solos
Tensões num plano


 2cos.
22
3131 




 2.
2
31 sen


Círculo de Mohr
Fundações
Mecânica dos Solos
Critérios de ruptura
Τ= C+ σ.tang(ϕ)
Reproduz com certa fidelidade o 
comportamento do material em questão.
Critério de ruptura de Mohr-Coulumb
São formulações que procuram refletir as condições em que 
ocorre a ruptura dos materiais.
Fundações
Mecânica dos Solos
Ensaios para determinação da resistência ao 
cisalhamento dos solos
Ensaios de Laboratório
Cisalhamento 
Direto Triaxial
(CD, CU e UU)
Ensaios In Situ
Compressão 
Simples
Palheta 
(Vane Test)
Cone de 
Penetração 
Estática (CPT)
Pressiômetro de 
Mènard
Dúvidas???
Prof. Paulo Germano Tavares Marinho Filho
Eng. Civil, Me.
CONTATO: profpaulomarinho@gmail.com
mailto:profpaulomarinho@gmail.com