Grátis: Em razão das diversas formas e da variação no volume dos grãos no solo, ocorrem as deformações, que resultam no deslocamento das partículas, e que ... – Questões Respondidas

Mecânica dos Solos

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Em razão das diversas formas e da variação no volume dos grãos no solo, ocorrem as deformações, que resultam no deslocamento das partículas, e que são as forças transmitidas entre as partículas por influências dos vazios e da água.

Assinale a alternativa correta:

- A As forças que interferem na estrutura do solo, de uma partícula para outra, são reconhecidas pelo Princípio da Tensão Reflexiva.
- B A tensão efetiva (s') no plano representa apenas a tensão transmitida através do esqueleto do solo (isto é, devida às forças en as partículas).
- C A força que representa a pressão de água nos poros não age igualmente em todas as direções.
- D A tensão efetiva é interpretada como a soma de todas as componentes forças (N') dentro da área (A), dividida por N.
A As forças que interferem na estrutura do solo, de uma partícula para outra, são reconhecidas pelo Princípio da Tensão Reflexiva.
B A tensão efetiva (s') no plano representa apenas a tensão transmitida através do esqueleto do solo (isto é, devida às forças en as partículas).
C A força que representa a pressão de água nos poros não age igualmente em todas as direções.
D A tensão efetiva é interpretada como a soma de todas as componentes forças (N') dentro da área (A), dividida por N.

Aprendendo com Desafios

há 2 meses

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Mecânica dos Solos: Tensão e Permeabilidade

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Respostas

Ed

há 2 meses

Vamos analisar cada uma das alternativas para identificar a correta: - A: O Princípio da Tensão Reflexiva não é um conceito amplamente reconhecido na mecânica dos solos. Portanto, essa alternativa não parece correta. - B: A tensão efetiva (s') é, de fato, a tensão que é transmitida através do esqueleto do solo, ou seja, é a tensão que atua nas partículas sólidas do solo, excluindo a pressão da água nos poros. Essa alternativa está correta. - C: A pressão da água nos poros (ou pressão de poro) age igualmente em todas as direções, de acordo com o princípio da hidrostática. Portanto, essa alternativa está incorreta. - D: A definição da tensão efetiva não é expressa dessa forma. A tensão efetiva é calculada como a tensão total menos a pressão de poro, e não como a soma de componentes de forças dividida por N. Dessa forma, a alternativa correta é: B. A tensão efetiva (s') no plano representa apenas a tensão transmitida através do esqueleto do solo (isto é, devida às forças nas partículas).

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A teoria da tensão efetiva foi muito bem aplicável aos solos saturados, contanto não foi o suficiente para solos não saturados. Para esclarecer essa afirmação, Marangon (2018) nos ensina que:

Assinale a alternativa correta:

- A Para valores referentes ao grau de saturação, usa-se o valor de X=1 para solos saturados, e para solos secos X=2.
- B A sucção é fator do comportamento do solo saturado, em que a pressão da água fica positiva nos poros (vazios).
- C Para solos com grau de saturação 0

A PERMEABILIDADE é capacidade de um material transmitir seus fluidos por meio dos vazios do solo.
Para prevenir os possíveis impactos no comportamento do solo, no estudo do fluxo da água será adotado o permeâmetro como um modelo para exemplificar o caminho que a água percorre.

Sobre este assunto, assinale a alternativa correta:

- A Permeâmetro é um dispositivo, normalmente em formato de um cubo, adotado para a medição da quantidade de permeabilidade eletromagnética de substâncias naturais.
- B A relação entre a razão da perda de carga ( h ) e a distância ao longo da carga ( L ) é denominada Divergente.
- C O coeficiente de permeabilidade (k) foi desenvolvido pelo Darcy (1850), que, pela Lei de Darcy, indica as influências da vazão c água, resultando que a velocidade de percolação é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico, tendo como expressão d vazão:
Q=k·\frac{h}{c}·A
- D De acordo com Caputo (2022), é mais conveniente trabalhar com a área média (A) da seção transversal da amostra do solo do que con área total de seus vazios.
A Permeâmetro é um dispositivo, normalmente em formato de um cubo, adotado para a medição da quantidade de permeabilidade eletromagnética de substâncias naturais.
B A relação entre a razão da perda de carga ( h ) e a distância ao longo da carga ( L ) é denominada Divergente.
C O coeficiente de permeabilidade (k) foi desenvolvido pelo Darcy (1850), que, pela Lei de Darcy, indica as influências da vazão c água, resultando que a velocidade de percolação é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico, tendo como expressão d vazão:
Q=k·\frac{h}{c}·A
D De acordo com Caputo (2022), é mais conveniente trabalhar com a área média (A) da seção transversal da amostra do solo do que con área total de seus vazios.

Para uma carga distribuída uniformemente, pode-se adotar a equação de Boussinesq para calcular sua tensão vertical, que passa pelo centro do carregamento. No entanto, para um carregamento do tipo circular, sendo exemplos práticos de carregamento uniformemente distribuído sobre uma área circular (tanques, depósitos cilíndricos, torres etc.), para superfícies flexíveis, a tensão vertical abaixo do centro é dada pela expressão conforme a fórmula de Love (1927), sendo:
σ_x=P·\left\{1-\left[\frac{1}{1+\left(\frac{x}{c}\right)^{2}}\right]^{2}\right\}

Em que:
- ??? = tensão vertical;
- r= raio da área carregada;
- z= profundidade;
- P= carregamento.

A imagem mostra um diagrama de uma placa circular aplicando uma carga P uniformemente distribuída sobre a superfície do solo. O diâmetro da placa é de 4 metros. O diagrama indica um ponto A localizado a uma profundidade z abaixo do centro da placa. A profundidade z é marcada como a distância vertical da superfície até o ponto A.

Assinale a alternativa correta:

- A A tensão vertical no ponto A é de 121,08 KN/m².
- B A tensão vertical no ponto A é de 131,08 KN/m².
- C A tensão vertical no ponto A é de 141,08 KN/m².
- D A tensão vertical no ponto A é de 111,08 KN/m².
A A tensão vertical no ponto A é de 121,08 KN/m².
B A tensão vertical no ponto A é de 131,08 KN/m².
C A tensão vertical no ponto A é de 141,08 KN/m².
D A tensão vertical no ponto A é de 111,08 KN/m².

A A tensão no solo relativa ao próprio peso não influencia nos cálculos de resistência e sobre as cargas aplicadas.

- B As tensões possuem valores significativos em relação ao próprio peso do solo e não podem ser menosprezadas em hipótese alguma.
- C Estudar as tensões nos solos não está relacionado a aprender sobre as tensões atuantes no interior das partículas (grãos).
- D Independente de carga, o solo não absorve tensões advidas do meio externo.
A A tensão no solo relativa ao próprio peso não influencia nos cálculos de resistência e sobre as cargas aplicadas.
B As tensões possuem valores significativos em relação ao próprio peso do solo e não podem ser menosprezadas em hipótese alguma.
C Estudar as tensões nos solos não está relacionado a aprender sobre as tensões atuantes no interior das partículas (grãos).
D Independente de carga, o solo não absorve tensões advidas do meio externo.

Em se tratando de um carregamento não linear, considerado a aplicação de uma carga uniformemente distribuída como uma placa retangular, em que as dimensões possam ter grandezas tendendo ao comprimento infinito e largura constante, os esforços podem ser alcançados por meio da solução desenvolvida por Terzaghi e Carothers.

A imagem mostra um diagrama de uma placa retangular aplicando uma carga uniformemente distribuída sobre a superfície do solo. A placa tem uma largura b e uma pressão p(t/m²) aplicada. O diagrama indica um ponto M localizado a uma profundidade z abaixo da superfície, com ângulos α e β marcados em relação à posição da carga. O diagrama também mostra as tensões σ_z, σ_x e τ_zx no ponto M.

Fonte: Caputo; Caputo, 2022, p. 98.
Considerando a figura acima, em um ponto (M) que esteja na profundidade (z), com localização em ângulos e radianos, as tensões nesse ponto se darão pelas expressões:

- A

σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α+sen2α·cos2β)
Δσ_x=\frac{2·P·z^{3}}{\pi·(x^{2}+z^{2})^{2}}

- B

σ_x=\frac{3·z^{3}}{2·\pi·(r^{2}+z^{2})^{\frac{3}{2}}}·P
σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α-sen2α·cos2β)
τ_zx=\frac{P}{\pi}·sen2α·cos2β

- C

σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α+sen2α·cos2β)
σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α-sen2α·cos2β)
τ_zx=\frac{P}{\pi}·sen2α·cos2β

- D

Δσ_x=\frac{2·P·z^{3}}{\pi·(x^{2}+z^{2})^{2}}
τ_zx=\frac{P}{\pi}·sen2α·cos2β
A

σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α+sen2α·cos2β)
Δσ_x=\frac{2·P·z^{3}}{\pi·(x^{2}+z^{2})^{2}}
B

σ_x=\frac{3·z^{3}}{2·\pi·(r^{2}+z^{2})^{\frac{3}{2}}}·P
σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α-sen2α·cos2β)
τ_zx=\frac{P}{\pi}·sen2α·cos2β
C

σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α+sen2α·cos2β)
σ_x=\frac{P}{\pi}·(2α-sen2α·cos2β)
τ_zx=\frac{P}{\pi}·sen2α·cos2β
D

Δσ_x=\frac{2·P·z^{3}}{\pi·(x^{2}+z^{2})^{2}}
τ_zx=\frac{P}{\pi}·sen2α·cos2β

As tensões totais do solo são representadas pelo peso próprio do solo, na condição em que se encontra, e ocorrem no interior de uma amostra de solo ou maciço caracterizadas em geral por um ponto. Dessa forma, basta saber a profundidade e as condições em que o maciço se encontra para determinar o valor do peso específico.

A imagem mostra um diagrama simplificado de um perfil de solo com uma camada de solo acima de um ponto A. A profundidade z é marcada como a distância vertical da superfície até o ponto A. A imagem também indica a tensão total horizontal (σ_v) no ponto A.

Crédito: Verona Marinho Ferreira, 2023.

Sobre as tensões totais de um solo, podemos afirmar que:

- A A tensão total horizontal (σ_v) no ponto A é a expressão:

σ_v=γ·z

- B Tendo dois tipos de solos e dois pontos de referência em cada um deles, a tensão vertical em B será calculada como:

σ_VB=γ_A·z_A+γ_B·z_B

A imagem mostra um diagrama de dois tipos de solos com diferentes pesos específicos (γ_A e γ_B) e profundidades (z_A e z_B). O diagrama indica um ponto A localizado na interface entre os dois tipos de solos e um ponto B localizado abaixo do ponto A. A imagem também mostra a tensão vertical em B calculada como σ_VB=γ_A·z_A+γ_B·z_B.

- C A tensão cisalhante acontecerá nos solos úmidos pois a água resiste a estas tensões.
- D As tensões horizontais (σ_s) são perpendiculares à superfície, anulando as resultantes, dando somente atenção às tensões verticais.
A A tensão total horizontal (σ_v) no ponto A é a expressão:

σ_v=γ·z
B Tendo dois tipos de solos e dois pontos de referência em cada um deles, a tensão vertical em B será calculada como:

σ_VB=γ_A·z_A+γ_B·z_B
C A tensão cisalhante acontecerá nos solos úmidos pois a água resiste a estas tensões.
D As tensões horizontais (σ_s) são perpendiculares à superfície, anulando as resultantes, dando somente atenção às tensões verticais.

As curvas que ligam cada ponto das tensões verticais, na estrutura interna do solo, são chamadas de isóbaras.
O desenho de várias camadas de linhas, sendo quase círculos, são as isóbaras, que formam o bulbo de "tensões", como indicado nas figuras a seguir para uma carga concentrada. Os bulbos de pressão receberam esse nome em razão da sua forma.

A imagem mostra dois diagramas de bulbos de tensões para cargas concentradas. Os diagramas mostram a distribuição das tensões verticais no solo em forma de isóbaras, que são linhas que ligam pontos de igual tensão. As isóbaras formam bulbos de tensões que se assemelham a elipses ou círculos. Os diagramas mostram a largura B da carga e a profundidade z em que as tensões são calculadas. As isóbaras são marcadas com valores de tensão como 0.2q, 0.4q, 0.6q, 0.8q e q, indicando a distribuição da tensão no solo.

Sobre este assunto, é correto afirmar que:

- A Os bulbos de tensões são as pressões no solo, que apresentam a distribuição conforme o carregamento aplicado na superfici terreno ou da base de uma fundação.
- B Os bulbos de tensões não interferem, na prática, na transmissão da carga da construção ao solo (fundação).
- C Para bulbo de tensões correspondentes a cálculos para pontos fora do carregamento, não existe solução.
- D Os bulbos de tensões apresentam a distribuição independente do carregamento aplicado na superfície do terreno.
A Os bulbos de tensões são as pressões no solo, que apresentam a distribuição conforme o carregamento aplicado na superfici terreno ou da base de uma fundação.
B Os bulbos de tensões não interferem, na prática, na transmissão da carga da construção ao solo (fundação).
C Para bulbo de tensões correspondentes a cálculos para pontos fora do carregamento, não existe solução.
D Os bulbos de tensões apresentam a distribuição independente do carregamento aplicado na superfície do terreno.

A água é um agente que está constantemente no solo, fluindo entre os grãos. A aplicação de uma carga, interferências externas, escavações, são exemplos de ações que desestruturam o solo da sua posição inicial de equilíbrio, resultando em alteração do fluxo da água contida entre os grãos.

Assinale a alternativa correta:

- A O lençol freático (ou nível d'água) é a área do solo que se divide em parte seca e com saturação em 50 %.
- B O lençol freático geralmente segue o formato da topografia superficial do terreno, pois qualquer superfície inclinada é uma indicação de fluxo de água subterrânea ou de percolação na direção da queda.
- C Os lençóis freáticos não mudam seu fluxo em condição alguma.
- D O lençol freático não segue o formato da topografia superficial do terreno.
A O lençol freático (ou nível d'água) é a área do solo que se divide em parte seca e com saturação em 50 %.
B O lençol freático geralmente segue o formato da topografia superficial do terreno, pois qualquer superfície inclinada é uma indicação de fluxo de água subterrânea ou de percolação na direção da queda.
C Os lençóis freáticos não mudam seu fluxo em condição alguma.
D O lençol freático não segue o formato da topografia superficial do terreno.