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sábado, 26 de novembro de 2011

Geotécnica I -2o Apontamento;

Geotécnica I-2o Apontamento;
*Baseado no Livro: Mecânica dos Solos- Homero Pinto Caputo;

7. Classificação dos solos: Por tipo de solo: Com os ensaios para determinação das propriedades de compressibilidade, resistência e permeabilidade se procederá a sua identificação de acordo com os índices do solo.
Classificação genética: da origem dos solos, não é tecnicamente utilizável;
Classificação granulométrica: Para solos grossos sem interresse em sua plasticidade.
Classificação Geotécnica: Leva em conta a granulometria, o Limite de Liquidez e o Índice de Plasticidade. (laboratório). Classificação HBR- Engenheiros Rodoviários, MCT e unificada.
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8- Tensões Atuantes nos Solos;
Exercício 3.8- pág. 63- Mec.solos 3-Homero Caputo- Uma amostra de areia seca foi submetida a um ensaio de compressão triaxial. O ângulo de atrito interno determinou-se ser aproximadamenet 37 graus. Se a tensão principal menor é de 2 Kg/cm3, para que valor da tensão principal maior ocorrerá a ruptura da amostra?
Solução para areia:
£1= Tensão =2 x tg^2 x (45+ø/2)= 2 x tg^2(45 graus + 37/2)= 8 Kg/cm2.
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9- Movimento de água no Solo; Permeabilidade/Fenômenos Capilares, baseado no livro: Mecânica dos Solos 1- Homero Pinto Caputo, página 66.
2.1- Considerações Gerais: A permeabilidade: é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento da ága através dele, sendo o seu grau de permeabilidade expresso numericamente pelo "coeficiente de permeabilidade".
Usamos a Lei experimental de DARCY: Vp= Kp x i
Sendo:
Vp= velocidade real de percolação da água;
Kp= coeficiente de percolação, que é a velocidade real média de escoamento dos vazios do solo, quando i=1;
i= gradiente hidráulico= h/l;
h= diferença entre os níveis de água;
L= espessura da camada de solo, medida na direção do escoamento;
-O conhecimento da permeabilidade de um solo é de importância em diversos problemas práticos de engenharia, tais como: drenagem, rebaixamento do nível d´água, recalques, etc.
- Filtros: São os drenos de uma barragem, após o núcleo impermeável, no centro da barragem, são colocados diversos drenos para a retirada da água de percolação, assim antes da metade da barragem toda a água é bloqueada, e depois da metade da barragem toda água é drenada e retirada para não estourar a barragem.
-Drenagem superficial, são drenos nas laterais da rodovia com intuito de retirar a água excessiva da saia do aterro, segue o projeto de drenagem, é normalmente feito com escavação com caimento usando retro-escavadeira, escavadeira ou manual; seguido da colocação de manta não tecido de drenagem (BIDIM); uma camada de aproximadamente 10 cm de brita 1; coloca-se o tubo dreno (DRENOFLEX ou manilha porosa); completa-se a vala com brita e fecha a manta não tecido fazendo a costura com arame galvanizado; deixando aproximadamente 10 cm mais baixo que o nível do terreno para colocação de aterro para a proteção da manta não tecido.
-Areia movediça: solos expansíveis, extremamente finos, podendo ter partículas lamelares, com propriedade de aumentar de volume na presença de água.
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10- Compactação dos Solos: Processo manual ou mecânic que visa reduzir o volume de seus vazios e, assim, aumentar sua resistência, tornando-o mais estável. Depende da energia dispendida e do teor de umidade do solo.
-Ensaio normal de Proctor: cilindro de 1 litro, 3 camadas de 25 golpes, um soquete de 2,5 Kg-caindo de 30cm de altura. Energia de compactação desse ensaio é de 6 Kg.cm/cm3.
-E (energia de compactação)= P (peso soquete).h (altura queda soquete).N(golpes).n(camadas)/V (volume).

-Exercício Página 72-Mec.solos-3: Numa série de cinco ensaios de Compactação (Proctor) foram obtidos os seguintes resultados:
Teor de umidade(%)- 20.2; 21.4; 22.5; 23.4; 25.6;
Peso do cilindro+solo úmido (g)- 5037; 5115; 5162; 5173; 5160;
O cilindro tem volume de 0,942 litros e peso de 3375g.
Traçar a curva de compactação, determinando a umidade ótima e o peso específico máximo.

Resposta: H-otima= 22,8%; Gama-máx= 1560 Kg/m3.
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Equipamentos de compactação: Os equipamentos mais comuns são:
-Escavação/Transporte: Escavadeira (pc-150), com caminhões basculante trucados (+-10, depende da distância, com aproximadamente 12 m3 de volume);
-Homogenização: trator c/ disco de arado+caminhão pipa+motoniveladora;
-Acabamento de camada: rolo CA-15 ou CA-25 mais motoniveladora.
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Compressão: Estudar a estabilidade do muro de arrimo de concreto, indicado na figura 8.6, com gama do solo=1,71 t/m3 e Ø=30º e MURO com peso específico do concreto=2,2 t/m3, com largura da base inferior=2,8m, largura da base superior=0,8m, altura=6,5m. Verifique a segurança ao tombamento, ao escorregamento (atrito= 0,6) do terreno de fundação, sabendo-se que a pressão admissível é de 3 Kg/ cm2.
Solução:
a) Empuxo: (Ø=30º achando Ka= 1/3)
Ea= 0,5 * gama do solo * h * h * Ka = 0,5* 1,7* 6,5* 6,5* 1/3= 12 t/m.
B) Peso do muro: P= (0,8+2,8/2)* 6,5* 1* 2,2= 25,8 t/m = V.
C) Momento de tombamento: M= 12 * 2,17 = 26 T.m
Momento de estabilidade: M´= 25,8 * 1,8= 46,5 T.m
d) Segurança ao tombamento: 46,5/26= 1,8- OK não cai.
e) Segurança ao escorregamento: 25,8 * 0,6 /12= 1,29- OK não cai.
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-Relatório ATPS: Ensaios de Laboratório executados: Teor de Umidade (h) pelo Método da Estufa, ensaio de granulometria (peneiramento), ensaio de LP- limite de plasticidade e LL-limite de liquidez. Umidade pelo método Speed; Ensaio: Resist. compressão de solo-cimento; Ensaio Proctor Normal; COMPARANDO O SOLO DE 2 CIDADES;
-Trabalho: Patologia das fundações e aterros (em Matogrosso e Rondonópolis);
-Relatório: Visita ao Hotel Confort.







Geotécnica II -2o Apontamento;

Geotécnica II -2o Apontamento;
Talude:
Ex.11.3)Em um terreno de peso específico= 1,6 t/m3 e resistência á compressão= 0,46 Kg/cm2, qual a profundidade de escavação vertical?
Solução: C= 0,46/2 = 0,23 Kg/cm2.

gama= 1,6 t/m3 = 0,0016 Kg/cm3

Obten-se: H= 4 x C/ gama = 4 x 0,23/ 0,0016= 575 cm.
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11.4) Calcular a altura crítica de uma escavação vertical em um solo com gama=1,8 t/m3, Ø=10 graus, e c= 0,3 Kg/cm2.
H= (2,67 c / gama) x tg ( 45+Ø/2)= (2,67x 3/1,8) x tg (45+10/2)= 5,3m.
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11.5) Calcular a inclinação de um talude de um aterro com 8m de altura, sendo o peso específico, a coesão e o ângulo de atrito interno, respectivamente, 1700 Kg/m3, 0,15 Kg/cm2 e 10 º. Adotar um coeficiente de segurança igual a 1,5.
Solução: Gama= 1700 Kg/m3= 1,7 t/m3
c=0,15 Kg/cm2= 1,5 t/m2
H=8m
S= 1,5
Obtém-se: N= c/ S.gama.H
N= 1,5/ 1,5 x 1,7 x 8= 0,074
o inverso= 1/N = 13,5.
Do gráfico da página 331 (vol.2) com 1/N=13,5 e angulo=10 graus, a inclinação i=30 º.
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Barragem:
EX.1) Calcular o volume de terra de uma barragem em 3 divisões, com talude á montante e a jusante de 45º, as três com largura de 1m, e 3m de crista (acesso de veículos), com alturas de 3m, 4m e 3,5m respectivamente. B) Calcular o volume de água de um lago com 3 alturas cotadas a cada 1 metro, sendo a área do lago na cota -2 = 500 m2, na cota -1= 1000 m2 e na cota 0=2000 m2.
Solução: Barragem Volume 1= (3+(3/2)+(3/2)) * 3 * 1= 18 m3,
Barragem Volume 2= (3+(4/2)+(4/2)) * 4 * 1= 28 m3,
Barragem Volume 3= (3+(3,5/2)+(3,5/2))*3,5*1= 22,75 m3.
Barragem Soma do Volume= 68,75 m3.
Lago Volume 1= 1 x (500+1000)/2= 750 m3,
Lago Volume 2= 1 x (1000+2000)/2= 1500 m3,
Lago, Soma do Volume= 2250 m3.
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EX.12.2) Sobre uma camada de argila mole com coesão 1,3 t/m2, pede-se calcular a altura admissível de um aterro com material de peso específico 1,7 t/m3, tomando-se um fator de segurança 1,3.
Solução: H= c/ 0,18 x gama = 1,3/ 0,18 x 1,7= 4,25m
H adm= 4,25/1,3= 3,27m.
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Empuxo: Estudar a estabilidade do muro de arrimo de concreto, indicado na figura 8.6, com gama do solo=1,71 t/m3 e Ø=30º e MURO com peso específico do concreto=2,2 t/m3, com largura da base inferior=2,8m, largura da base superior=0,8m, altura=6,5m. Verifique a segurança ao tombamento, ao escorregamento (atrito= 0,6) do terreno de fundação, sabendo-se que a pressão admissível é de 3 Kg/ cm2.
Solução:
a) Empuxo: (Ø=30º achando Ka= 1/3)
Ea= 0,5 * gama do solo * h * h * Ka = 0,5* 1,7* 6,5* 6,5* 1/3= 12 t/m.
B) Peso do muro: P= (0,8+2,8/2)* 6,5* 1* 2,2= 25,8 t/m = V.
C) Momento de tombamento: M= 12 * 2,17 = 26 T.m
Momento de estabilidade: M´= 25,8 * 1,8= 46,5 T.m
d) Segurança ao tombamento: 46,5/26= 1,8- OK não cai.
e) Segurança ao escorregamento: 25,8 * 0,6 /12= 1,29- OK não cai.