Aula 02 em 16_03_2021 - Mecânica dos Solos ENG BM - Edilson Duarte

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Edilson Duarte – Eng. Civil / Eng. Seg. Trabalho / Eng. Petróleo Gás e Biocombustível / Eng. Construção e Montagem ( RNP 0606900314)
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
TERÇAS - 19h as 22h
Cod: WYF 0196 
Prof: Edilson Duarte
EMENTA
• Apto a determinar as tensões existentes no solo, devido ao seu peso
próprio e sobrecargas, e traçar os perfis das principais tensões
identificadas.
• Determinar medidas que evitem recalques prejudiciais ou ruptura do
terreno, com o consequente colapso da obra, na interação do solo com a
fundação e a estrutura da edificação;
• Avaliar o comportamento de solos moles, aplicando as principais
técnicas de estabilização, observando suas características técnicas;
• Resolver problemas de ruptura de uma massa de solo, de estabilidade
de maciços terrosos e empuxos de terra, aplicando a teoria de Mohr.
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OBJETIVOS
1. Determinar as tensões existentes no solo, devido ao seu peso próprio e
sobrecargas, e traçar os perfis das principais tensões identificadas.
2. Determinar medidas que evitem recalques prejudiciais ou ruptura do
terreno, com o consequente colapso da obra, na interação do solo com a
fundação e a estrutura da edificação.
3. Avaliar o comportamento de solos moles, aplicando as principais técnicas
de estabilização, observando suas características técnicas.
4. Resolver problemas de ruptura de uma massa de solo, de estabilidade de
maciços terrosos e empuxos de terra, aplicando a teoria de Mohr.
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CONTEÚDO
1. Tensões nos solos: conceitos de tensão total, tensão efetiva e pressão
neutra; princípios das tensões efetivas e sua importância no estudo de solos;
distribuição das tensões no solo, devido ao peso próprio.
2. Tensões nos solos: comportamento do solo devido a aplicação das
tensões impostas devido à aplicação de sobrecargas; tipos de sobrecargas; e
avaliação de distribuição de tensões com a presença de sobrecargas.
3. Recalques: definição; causas que favorecem o aparecimento dos
recalques; análise de obras em que ocorreram recalques devido à aplicação
e alivio de tensões no solo; recalques aceitáveis; e patologias nas edificações
decorrentes de recalques.
4. Recalques: tipos (imediatos, secundários e recalques diferenciais);
cálculos estimados de recalques; relacionamento entre as características dos
solos grossos e solos finos com o surgimento de recalques.
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CONTEÚDO
5. Compressibilidade e adensamento: relação entre a sobrecarga imposta
aos solos finos e os recalques; previsão de recalques em solos compressíveis;
estimativa de tempo de ocorrência dos recalques; procedimentos para
acelerar a ocorrência dos recalques.
6. Solos moles: principais características dos solos moles; classificação;
determinação da altura crítica de aterros e aplicação de sobrecargas sobre
solos moles para avaliação do comportamento destes solos.
7. Solos moles: técnicas de estabilização (remoção da camada de solo -
estimativa de custos e previsão de áreas de bota fora); Get Grount; aplicação
de estacas de concreto e metálicas; e utilização de EPS.
8. Ruptura de uma massa de solo: estabilidade de maciços terrosos
aplicando a teoria de Mohr. Ângulo de atrito e coesão dos solos:
determinação, características a depender do tipo de solos e previsão
empírica de valores.
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CONTEÚDO
9. Taludes: definição; ângulos de inclinação indicados para determinados
tipos de solo. Principais tipos de deslizamentos de massas em solos e em
rochas: características; velocidade de deslizamentos; e causas e
consequências.
10. Empuxo de terra: definição; tipos (ativo, passivo e em repouso); cálculos
dos empuxos horizontais; características dos empuxos; empuxos em solos
coesivos; e influência das sobrecargas no cálculo dos empuxos.
11. Obras de contenção: características dos principais tipos existentes (muro
de arrimo, estaca pirulito, estaca prancha, muro de flexão, "cribwall"e
parede diafragma); aplicações e procedimentos executivos.
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MARÇO (09, 16, 23, 30)
09/03/2021 - Empuxo
16/03/2021 
23/03/2021 
30/03/2021
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(23/02 e 02/03)
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Dunas do Cumbuco / Garrote
MARÇO (09, 16, 23, 30)
09/03/2021
16/03/2021 
23/03/2021 
30/03/2021
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(23/02 e 02/03)
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Praia do Futuro
ABRIL (06, 13, 20, 27)
06/04/2021
13/04/2021
20/04/2021 – Visita Técnica
27/04/2021
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MAIO (04, 11, 18, 25)
04/05/2021
11/05/2021 – Visita Técnica
18/05/2021
25/05/2021
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Praia do Futuro
JUNHO (01, 08, 15, 22, 29)
01/06/2021
08/06/2021 – Visita Técnica
15/06/2021
22/06/2021
29/06/2021
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Aquaduto - Trecho Intermediário – Gavião Pecém
JULHO (02)
06/07/2021
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CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
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CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
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https://smartlabbr.org/sst
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https://smartlabbr.org/sst
CONTEÚDO
1. Empuxo de terra: definição, tipos;
2. Tensões nos solos: conceitos;
3. Tensões nos solos: comportamento do solo;
4. Recalques: definição;
5. Recalques: tipos (Imediatos, Secundários e Recalques Diferenciais);
6. Compressibilidade e adensamento;
7. Solos moles: principais características
8. Solos moles: técnicas de estabilização
9. Ruptura de uma massa de solo:
10. Taludes: definição;
11. Obras de contenção.
(Colaboração professor Msc. Euclides Melo)
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EMPUXO DE TERRA
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• São esforços exercidos por camadas 
de solos sobre estruturas de contenção
• Interação Solo-Estrutura
• Projetos de Obras
– Muros de Arrimo
– Cortinas de Estacas-pranchas
– Encontros de Pontes
Encontros de Pontes 
(Tierra-armada, 2014)
Magnitude do empuxo depende:
Topografia
Tipo e característica do solo
Deformação sofridapela estrutura
Posição do N.A.
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Esta material tem a contribuição do professor Euclides Lourenço 
ESTADOS DE REPOUSO, ATIVO E PASSIVO
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• Empuxos são calculados utilizando um coeficiente que é
multiplicado pelo valor da tensão vertical efetiva
• Coeficiente de empuxo no repouso (K0)
• Coeficiente de empuxo ativo (Ka)
• Coeficiente de empuxo passivo (Kp)
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G
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te
c
n
ia
 I
I
a. EMPUXO PASSIVO → maciço de solo resiste à ação 
transmitida pelo muro / compressão do solo; 
b. EMPUXO ATIVO → maciço de solo se apoia sobre o muro / 
distensão do solo
ESTADO ATIVO E PASSIVO
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G
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te
c
n
ia
 I
I
Baseia-se na equação de ruptura de Mohr e na hipótese que uma
ligeira deformação no solo é suficiente para provocar uma total
mobilização da resistência de atrito, produzindo o estado ativo
(expansão) e passivo (compressão)
MÉTODO DE RANKINE
Teoria de Rankine → desconsidera atrito entre terrapleno e parede
do muro (a favor da segurança → empuxo ativo); solo homogêneo;
isotrópico; inclinação do terrapleno.
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G
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te
c
n
ia
 I
I
Parâmetros a serem analisados:
Ka e Kp → f (ângulo de atrito)
Tensões devido ao próprio peso do solo
Inclinação do Terrapleno (β)
Coesão
Sobrecarga
Nível de Água (N. A.)
Empuxo (kN/m)
Tensão horizontal deve ser multiplicada pela
área correspondente x 1 metro de extensão
(volume de massa de solo)
MÉTODO DE RANKINE
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G
e
o
te
c
n
ia
 I
I
Coesão
F (propriedade do solo; formação pedogenética; independe
da profundidade)
Sobrecarga
Carregamento uniformemente distribuído sobre uma área
infinita, o efeito da sobrecarga aplicada sobre o terreno
pode ser considerado como uma altura equivalente de solo
Nível de Água (N. A.)
F (altura de coluna d’água)
Isotrópica
A_retangulo = B x h
A_retangulo = B x h
MÉTODO DE RANKINE
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Tensões nos Solo
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Tensões numa massa de solo
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• Os esforços no interior das massas de solo são gerados pelas
cargas externas aplicadas e pelo peso próprio do solo
(tensões geostáticas).
• Os esforços causados por carregamentos externos, de um
modo geral, são bastante complexos:
O seu tratamento, normalmente, é realizado a partir de
hipótese formuladas pela Teoria da Elasticidade (tópico
“Propagação de tensões no solo”).
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Tensões numa massa de solo
Tensões Geostática
• Tensões devido ao Próprio Peso do Solo
Se a superfície do terreno for horizontal, as tensões totais numa
determinada profundidade são determinadas considerando-se
apenas o peso próprio do solo sobrejacente.
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Tensões Geostática
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• Admitindo-se que o solo seja isotrópico (mesmas propriedades em
todas as direções) e homogêneo (mesma característica), e que não
ocorram deformações horizontais, o valor do coeficiente de empuxo em
repouso pode ser determinado pela Teoria da Elasticidade:
Onde v o coeficiente de Poisson do material. 
O coeficiente de Poisson, ν, mede a deformação transversal (em relação 
à direção longitudinal de aplicação da carga) de um material homogêneo 
e isotrópico. 
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Tensões numa massa de solo
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
O Princípio das tensões efetivas se aplica somente à solos
totalmente saturados, ou seja:
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• Seja considerado um elemento de solo totalmente saturado;
• Pelos pontos de contato entre os grãos passa um “plano” XX.
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Princípio das Tensões Efetivas
• Dentro de uma massa de solo, o “plano” ondulado XX é muito próximo
de um plano real, devido ao tamanho muito pequeno das partículas
sólidas;
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• A força normal P aplicada sobre uma área total A do solo é resistida
parcialmente pelas contatos intergranulares (contatos entre as
partículas) e parcialmente pela água que preenche os vazios do solo;
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• Tanto as direções como as intensidades das forças intergranulares
(R) são aleatórias;
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• Cada uma dessas forças intergranulares pode ser decomposta em uma
componente normal (N’) e em uma componente tangencial (T ) ao
plano que se aproxima do “plano” XX;
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• A tensão normal total (σ) é dada por:
• Assumindo que o contato entre
as partículas seja realizado através
de pontos infinitesimais (áreas de
contato muito pequenas), então a
pressão de água (u) atuará
praticamente sobre toda área A.
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• Por equilíbrio deve-se ter:
Princípio das Tensões Efetivas
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Peso Específico Submerso
• Seja o perfil de solo esquematizado
• A tensão total (σ) no plano A-A se deve à contribuição do peso de água
e do peso de solo saturado:
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• A pressão neutra (ou poropressão) (u) no plano considerado
corresponde à pressão hidrostática:
Peso Específico Submerso
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
• Dessa forma, a tensão efetiva será:
Peso Específico Submerso
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS SOLOS
Você foi contratado para projetar um muro de arrimo e frente
uma edificação que está sendo invadida pela maré. Existe
também indícios de desmoronamento da parte frontal da
edificação. De acordo com o debatido até o momento,
apresente parâmetros e condições que justificarão sua
construção. Croqui, material, esforços atuantes.
Perceba que é um projeto inicial e você até o momento não
tem todas as informações necessárias para execução correta
do muro.
1 slide por aluno / 3minutos / Apresentação dia 23/03/2021
Prazo final de entrega : 22/03/2021 no TEAMS (Trabalho) 
Trabalho individual .
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2º Atividade da AV1
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BONS ESTUDOS
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edilson.nduarte@unifanor.edu.br
9.9901-3326 (WhatsApp) 
Obrigado pela oportunidade
Atentem ao que debatemos em sala.
DECRETO Nº33.965, de 04 de março de 2021
05/03/2021 a 28/03/2021
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