Lista de Exercícios 3 ADENSAMENTO - 2019.2

 

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO DE ENGENHARIA ENGENHARIA CIVIL  – CAMPUS CARAÚBAS DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II PROFESSORA: DESIREÉ ALVES DE OLIVEIRA

Lista de Exercícios 3  – COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO Atenção I. 

Questões de cálculo: Os resultados devem ser acompanhados de todos os cálculos necessários, assim como também das considerações utilizadas para a resolução das questões.

II. 

As questões teóricas devem ser respondidas com as próprias palavras. Não serão aceitas respostas idênticas às das listas de exercícios respondidas de outros alunos.  III. Seja organizado organizado e indique as respostas das questões com uso de caneta. IV. As lista lista resolvida resolvida deve ser escaneada na sequencia sequencia das questões e escritas à mão. mão.

1)  Num solo saturado as fases presentes são apenas a sólida e a líquida, que são consideradas incompressíveis. Como então se explica a compressão de um solo saturado? O que acontece com o índice de vazios dos solos, saturados ou não, após serem comprimidos? 2)  Utilize a analogia do sistema água-mola de Terzaghi para explicar a Teoria do adensamento dos solos, deixe claro a distribuição de tensões em cada fase do fenômeno. De que dependem a diferença de altura entre o início e o final do fenômeno (h0 - hf) e o tempo para atingir-se a condição final, no caso real e no caso da analogia sistema água-mola? 3)  Exemplifique situações práticas em que a variação no estado de tensões totais é igual à variação de poro-pressão. (no instante inicial de carregamento) 4)  Serão construídos 2 aterros com diferentes alturas (1 m e 3 m) em uma área de fundação argilosa, utilizando um material de empréstimo arenoso. Comente a relação entre magnitudes e tempos de recalque esperados, em função da construção dos aterros. 5)  Sobre uma camada de argila compressível de 10 m se construiu um edifício. A camada de argila está entre duas camadas contínuas de areia. Um ensaio de adensamento realizado em uma amostra de 2 cm de espessura, drenada por ambas as faces, retirada do solo compressível revelou que 50% do recalque ocorreu em 20 min. Calcule, em anos, o tempo que o edifício recalcará a mesma percentagem de recalque da amostra. 6)  Explique a analogia mecânica de Terzaghi para o adensamento, ressaltando a permeabilidade e a compressibilidade do solo. 7)  Um ensaio de adensamento foi executado em uma amostra de solo argiloso. Existe dúvida quanto ao valor da tensão efetiva vertical de pré-adensamento. Comente os possíveis erros de projeto, caso tenha sido definido por um valor maior que o real, justifique sua resposta. 8)  Explique o comportamento quanto ao recalque representando cada situação usando uma ilustração:

 

a) Sapata Flexível em argila b) Sapata Rígida em argila c) Sapata Flexível em areia d) Sapata Rígida em areia 9)  Estime quanto tempo será necessário para que uma argila sofra um recalque por adensamento de 33 cm, devido um aterro com grande extensão de área e recentemente 10 −4 cm²/s; 0 = 1,2. construído. O perfil está esquematizado abaixo. = 0,6; = 10−

10) Uma carga concentrada é aplicada no terreno do perfil da figura abaixo. Com o adensamento da camada de argila, qual o recalque ocorrido sob o ponto de aplicação da sobrecarga, para um tempo de 6 106s? Dados da camada de argila: Cc= 0,50; CV = 3 x 10-4 cm²/s ; eo = 1,2 Obs.: para a distribuição de pressão devido à sobrecarga considerar a solução de Boussinesq.

11)  Um armazém de 15 x 30 m será construído sobre o perfil de solo mostrado abaixo. A estrutura apoia-se sobre um radier que distribui as tensões geradas pela obra sobre o terreno de apoio. Determinar o recalque total do centro do prédio devido à compressão da camada de argila, o recalque parcial deste ponto depois de 5 anos e o tempo necessário para a ocorrência de 90% do recalque total.

 

 

σ = 50 kPa 0,0 m N.A.

Areia siltosa

γ=17 kN/m3

-3,0 m

Areia fina γ = 19 kN/m3 -6,0 m Argila arenosa mole, normalmente adensada γ = 16 kN/m3, Cc = 0,45, e0 = 0,78, Cv = 2,5 x 10-4 m2/dia

-18,0 m

12) Uma camada de argila de 6 m de espessura está situada entre duas camadas de areia e recalca sob carga de um edifício. Sendo o Cv = 4,92 4,9 2 x 10-4 cm2/s, calcule: a) quanto tempo (em dias) a argila recalcará 50% do adensamento total; b) se existir uma camada de areia de 1,5 m de espessura no meio da camada de argila, quanto tempo levará para a camada de argila alcançar 50% do adensamento total sob esta nova condição. 13) Considere o perfil do terreno e os dados de compressibilidade apresentados abaixo. Uma amostra da camada de argila mostrada na Figura 1, com 20 mm de altura, quando sujeita a um acréscimo de tensão vertical de 150 para 300 kPa apresenta 40 % do adensamento em 12 minutos sendo a amostra drenada nas duas faces. Este incremento de tensão (de 150 a 300 kPa) produz uma compressão, ao final do adensamento, de 1,645 mm. Sobre essa camada de argila é construído “instantaneamente” um aterro de grandes dimensões que aplica sobre ela um acréscimo de tensão de 120 kPa, sabendo-se que SR = 0,0038, calcule: a) O tempo transcorrido para que se tenha 80% 8 0% do adensamento da camada de argila. b) O recalque total da camada de argila. c) A altura final de amostra descrita acima para uma tensão final aplicada de 300 kPa. d)  As poro-pressões no centro da camada da argila imediatamente e 2 anos após a construção desse aterro. e) Qual seria a tensão de pré-adensamento de uma amostra de argila retirada a 3,00 m de profundidade e 3 anos após a construção desse aterro.

 

 

14)  Um aterro com peso específico γ = 1,7 tf/m³, de 3,0 m de altura altura foi recentemente colocado sobre uma extensa área. a)  calcular o recalque total do aterro devido ao adensamento da camada de argila; Resposta: 12,7 cm cm   b)  qual o tempo necessário para se verificar um recalque de apenas 9,0 cm no mesmo caso; Resposta: t = 7,2 x 10 10  7 s  c)  se depois de estabilizado, o aterro for removido, qual será a expansão total da camada de argila; Resposta: -4,6 cm d)  qual será a espessura final da camada de argila, se houver um rebaixamento do N.A. de 3,0 m, após a expansão total da camada. Resposta: 14 cm cm   Após a aplicação do aterro sobre a superfície do terreno, calcule também: e)  qual o tempo necessário para que a poropressão atinja o valor de 120 e nesse mesmo tempo qual seria o valor da tensão efetiva no ponto cuja cota é - 14 m? Resposta: t = 7,56 x 10 7 s f)  qual o tempo necessário para que a tensão efetiva atinja o valor de 200 e qual seria o valor da poropressão nesse mesmo tempo no ponto cuja cota é - 14 m? Resposta: t = 8,46 x 10 7 s Dados da camada de argila: Cs = 0,15; Cv = 2 x 10 ^-3 cm²/s

 

15)  Dado o perfil geotécnico abaixo, calcule: a.  o recalque total da camada de argila provocado pela sobrecarga (aterro de 2,5m de espessura e peso específico de 20 kN/m²; b.  qual o tempo necessário após a aplicação do aterro para que a poropressão no ponto central da camada de argila atinja o valor de 76 kN/m² e nesse mesmo tempo qual seria o valor da tensão efetiva no ponto; c.  na superfície deste aterro será executado um piso industrial que admite no máximo recalques de 15 cm. Qual o tempo mínimo necessário de espera para a construção deste piso, para que não ocorram problemas. Determine os valores de tensão efetiva e poropressão nesse mesmo tempo no ponto de profundidade 7 m em relação à superfície do terreno (NT); d.  se depois de estabilizado qual a expansão da camada o aterro for retirado; e.  verifique o efeito de um rebaixamento do lençol freático para a profundidade de 4,0m após a expansão total da camada;

16) Para a análise do projeto das fundações será preciso determinar os recalques conseqüentes de uma obra. A carga do pilar de 1700 KN será transmitida à fundação através de uma sapata quadrada de 2,5m de largura. O NA coincide com a superfície da camada de argila mole. Cs= 0,03 e Cc= 0,24, tensão efetiva de pré-adensamento 160kPa, coeficiente de adensamento m²/s e índice de vazios de campo igual a 0,92. Dado o perfil geotécnico abaixo, calcule:

 

  a) 

b) 

c)  d)  e)  f) 

Antes da sua execução, a espera-se melhorar as condições do terreno lançando um aterro de 1 m de espessura e e removendo-o após o final do adensamento. Qual o recalque produzido por este aterro? Para acelerar os recalques deseja-se construir um novo aterro com peso específico natural de ( ) sobre o aterro já construído. Estimar a altura desse novo aterro tal que 50% do recalque de adensamento devido o primeiro aterro ocorra em 2 meses; Se depois de estabilizado o solo devido o primeiro aterro, qual a expansão da camada de argila se os aterros forem removidos? Calcular os valores de OCR nas profundidades de 2 m e 5 m em relação à superfície da argila mole, após a remoção dos aterros; Determinar o máximo recalque diferencial devido à carga da sapata com o adensamento da camada de argila. Utilizar o método de Newmark; Determinar a poropressão nas profundidades de 2 m e 5 m em relação à superfície da argila mole para o ponto abaixo do centro da sapata, 3 meses após à aplicação da carga da sapata e ao final do processo de recalque.