Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica Departamento de Ciência e Tecnologia dos Materiais (Setor de Geotecnia)

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1 Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica Departamento de Ciência e Tecnologia dos Materiais (Setor de Geotecnia) MECÂNICA DOS SOLOS I e II Exercícios Autores: Sandro Lemos Machado e Miriam de Fátima C. Machado

2 MECÂNICA DOS SOLOS I e II Exercícios Origem, Formação e características básicas do solo 1) Descreva, de maneira sucinta, os processos de formação rocha solo. Comente a possibilidade de em um perfil qualquer de solo encontrarmos uma camada de solo residual sobrejacente a uma camada de solo sedimentar. 2) Distinga intemperismo físico de intemperismo químico citando as principais características dos solos formados pela predominância de um ou outro tipo de intemperismo. 3) Fale sobre a influência do agente de transporte na formação de solos sedimentares (se possível desenhar curvas granulométricas típicas para diferentes agentes de transporte). Descreva um perfil de solo residual, citando as características predominantes de cada horizonte de intemperismo. 4) Fale sobre as principais diferenças entre as partículas de textura grossa e fina e como cada um destes grupos influi nas características dos solos (estrutura, sensibilidade, atividade, etc). 5) Descreva, de maneira sucinta, os arranjos estruturais típicos de solos grossos e finos, enfatizando o porquê da complexidade e variação estrutural dos solos finos. 6) O que você sabe sobre os seguintes termos? a) Superfície específica b) Estrutura indeformada e amolgada c) Tixotropia d) Sensibilidade e) Atividade 7) O que você entende por laterização? 8) Diga o que você sabe sobre os termos apresentados abaixo e descreva como estes termos estão relacionados. superfície específica estrutura plasticidade atividade 9) Fale sobre os processos de identificação tátil visual e como estes podem ser úteis para a engenharia geotécnica. 10) Cite os estados de consistência que o solo pode apresentar, descrevendo os e indicando os limites de consistência que os separam. 11) Descreva, de maneira resumida, os processos de obtenção dos limites de plasticidade e liquidez e o que cada limite significa.

3 12) Qual a importância da curva granulométrica e dos limites de Atterberg na identificação de solos grossos e finos? 13) É possível se falar de amolgamento de uma areia? Porque? 14) Cite os principais índices utilizados no estudo da forma da curva granulométrica, indicando a sua função na caracterização dos solos. 15) O que você entende por índice de plasticidade e índice de consistência?. Cite uma maneira de como o índice de consistência pode ser utilizado na previsão do comportamento do solo em campo. 16) Fale sobre as diferentes formas de como a água pode se apresentar no solo, dando ênfase à água capilar e adsorvida. 17) Fale o que você sabe sobre os tipos estruturais dos argilo minerais e como estes podem influenciar no comportamento dos solos. 18) Explique porque as classificações da USCS e AASHTO podem não ser aplicáveis, em alguns casos, para solos tropicais. 19) Quais os principais agentes ou processos que predominam no intemperismo físico e químico? Qual o tipo de intemperismo predominante no interior do Nordeste? E nas regiões Sul e Sudeste do país? Explique porque. 20) Quais os processos utilizados na obtenção da curva granulométrica de solos em laboratório? Explique o procedimento e/ou a teoria envolvida em cada processo. 21) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: 100% do material passando na peneira 4. 25% retido na peneira 200 O material que passa na peneira 200 exibe: Média a baixa plasticidade Não apresenta dilatância Resistência dos torrões secos média a alta 22) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: 65% do material retido na peneira 4 32% do material retido entre a peneira 4 e a peneira 200 C u = 3 e C c = 1. 23) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: 100% passando na peneira 4 90% passando na peneira 200 Resistência dos torrões secos ao ar baixa a média Dilatância moderadamente rápida LL = 23 e LP = 17

4 24) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: 5% retido na peneira 4. 70% passando na peneira 4 e retido na peneira 200. Finos exibindo baixa plasticidade e alta dilatância 25) Dois solos, possuindo cada um 15% das partículas com diâmetro menor do que 0,002 mm, apesar de exibirem curvas granulométricas idênticas, quando da realização de ensaios para a definição dos limites de plasticidade de Atterberg apresentaram os resultados apresentados abaixo. O que se pode falar a respeito dos argilo minerais que compõem cada um dos diferentes solos? Solo 1: LL = 30 e LP =20 Solo 2: LL = 80 e LP = 50 26) Um determinado laboratório de geotecnia ao realizar ensaios em duas amostras de solo chegou aos seguintes resultados: O solo 1 apresentou cerca de 20% de suas partículas com diâmetro inferior a 0,002 mm. Sabe se ainda que a maior parte da fração argila do solo 1 era composta de caulinita. O solo 2 apresentou cerca de 15% de suas partículas com diâmetro inferior a mm. Sabe se ainda que o argilo mineral predominante na fração argila deste solo era do mesmo grupo da montmorilonita. Baseando se apenas nestas informações, qual solo deverá apresentar maior índice de plasticidade? Explique porque. 27) Sua empresa foi contratada para a realização de ensaios de caracterização (identificação tátil visual, granulometria e limites de consistência) de solos de uma determinada região, que serão utilizados como jazidas para a construção de uma barragem homogênea de terra. Para que estes sejam realizados no menor tempo possível, o consórcio de empresas que irão construir a obra resolveu que os ensaios de caracterização serão realizados no próprio local de construção. Faça uma lista dos principais equipamentos que deverão ser enviados a campo para a realização dos ensaios. 28) Comente a textura de solos coluvionares, aluvionares (pluviais e fluviais) e eólicos e que problemas estes solos podem apresentar às obras assentes sobre eles. 29) Explique porque somente é possível se construir "castelos de areia" na praia utilizando se areia úmida, não sendo possível construí los com areia totalmente seca ou saturada. 30) Explique porque o quartzo forma a fração mineralógica predominante nos solos grossos. 31) Descreva um perfil típico de solo residual, citando as principais características de cada horizonte. Como deve variar a resistência à compressão simples de um solo residual ao longo de seu perfil de intemperismo? Em um determinado local você acharia possível encontrar uma camada de solo residual sobreposta a uma camada de solo sedimentar?

5 32) Dois solos, o solo 1 possuindo 60% das suas partículas com diâmetro inferior a 0,002 mm e o solo 2 15% das suas partículas com diâmetro menor do que 0.002, apresentaram os resultados apresentados abaixo. O que se pode falar a respeito dos argilo minerais que compõem cada um dos diferentes solos? Solo 1: LL = 55 e LP =30 Solo 2: LL = 60 e LP = 20 33) A carta de plasticidade pode ser utilizada de modo a se ter uma idéia sobre a atividade e o tipo predominante dos argilo minerais presentes no solo? Explique. 34) São listados a umidade natural e os limites de consistência de seis solos diferentes. Para cada solo (caso seja possível), determinar o seu índice de plasticidade, seu estado de consistência em campo e falar sobre a atividade dos seus argilo minerais. Propriedade Solo 1 Solo 2 Solo 3 Solo 4 Solo 5 Solo 6 Wn(%) LL LP NP 28 % φ < mm ) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: 50% retido na peneira 4. 35% retido na peneira 200. Finos exibindo plasticidade média a alta. Resistência dos torrões secos média a alta. 36) Fale sobre a influência do clima no tipo de intemperismo. Quais os principais agentes dos intemperismo físico e químico? Quais as características principais dos solos formados por um ou outro tipo de intemperismo? 37) Dois solos possuem uma mesma percentagem de partículas com diâmetro inferior a 2µ: 15%. Sabe se que no primeiro solo há uma predominância de argilo minerais do tipo 1:1, enquanto que no segundo é predominante a presença de argilo minerais do tipo 2:1. O que se pode esperar destes solos em termos de plasticidade e atividade dos argilo minerais? 38) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: 20% retido na peneira 4. 20% passando na peneira 200. Finos exibindo plasticidade média a alta. Alta resistência dos torrões secos ao ar. 39) Esboce curvas granulométricas típicas para um solo bem graduado e para uma areia siltosa uniforme. Para cada curva desenhada, determine o seu coeficiente de uniformidade e o seu diâmetro efetivo (d 10 ).

6 40) Escreva uma pequena nota sobre "métodos de determinação dos limites de Atterberg". 41) Uma amostra de solo seca em estufa com massa de 189g é colocada em um picnômetro o qual é então cheio com água. O peso total do picnômetro com água e solo é de 1581gf. O picnômetro cheio somente com água pesa 1462g. Determine o peso específico das partículas sólidas do solo (γ s ). 42) Em uma análise de sedimentação, 50 g de solo seco da fração fina foi misturada em água de modo a formar um litro de uma suspensão homogênea. Uma pipeta com capacidade para 10 cm 3 foi utilizada para obter uma amostra da suspensão a uma profundidade de 10cm decorridos 40min do início do processo de sedimentação. O peso de sólidos na pipeta foi de 0,20g. Determine as coordenadas do ponto correspondente na curva de distribuição granulométrica. Assuma γ s = 27 kn/m 3. 43) Uma argila apresenta uma resistência à compressão simples de 180 kn/m 2 no estado indeformado e 18 kn/m 2 após remoldagem conservando se o mesmo valor de umidade saturada. Classifique o solo com respeito a sua sensibilidade e indique, de maneira sucinta, as prováveis características estruturais do mesmo. 44) Quais os procedimentos utilizados na obtenção dos limites de liquidez e de plasticidade?. Cite as principais características de cada estado de consistência do solo e os índices de consistência que os separam. Para que serve o índice de consistência de um determinado solo?. (2,0) 45) Descreva um perfil típico de solo residual, citando as principais características de cada horizonte. Como deve variar a resistência à compressão simples de um solo residual ao longo de seu perfil de intemperismo? Com relação aos ensaios de laboratório, que horizontes de solo residual apresentam maiores problemas quanto à representatividade das amostras? Porque? 46) Diferencie os termos "estrutura do argilomineral" e "estrutura do solo" e diga como estes influem no comportamento do solo. 47) Você dispõe de três amostras de solo, classificadas pela AASHTO como A3, A7 5 e A7 5 novamente, sendo que este último é de natureza laterítica. Desenhe curvas de compactação comparativas para estes solos, uma comparando o solo A3 com o a7 5 (não laterítico) e outra comparando os dois solos A7 5, mas de diferentes gêneses geológicas (um de natureza laterítica e o outro não). 48) Quais as principais diferenças entre os procedimentos para obtenção da curva granulométrica utilizados na caracterização de agregados para a construção civil e aqueles utilizados na caracterização dos solos? 49) Para que serve o ensaio de sedimentação? Descreva os procedimentos de laboratório utilizados na realização do mesmo. 50) Quais as principais diferenças entre os grupos A1 e A2 da AASHTO? Que grupos você escolheria na SUCS para obter comportamento de engenharia análogo?

7 51) Fale, de maneira sucinta, como devem variar as propriedades de engenharia dos solos (permeabilidade, compressibilidade e resistência) quando passamos dos grupos A1 e A3 para os grupos A2, A4, A5, A6 e A7, nesta ordem, na classificação da AASHTO? 52) Descreva três procedimentos de identificação tátil visual e como estes são utilizados na classificação dos solos. 53) Para que servem as linhas A e U da carta de plasticidade de Casagrande? 54) Cite os principais índices caracterizadores de uma curva granulométrica indicando a sua função na caracterização dos solos. 55) Quais os processos utilizados na obtenção da curva granulométrica de solos em laboratório? Explique o procedimento e/ou a teoria envolvida em cada processo. Comente como os resultados devem ser apresentados, quais os índices caracterizadores obtidos nesta curva e o que cada um representa. 56) Diferencie solos colapsíveis de solos expansivos. Quais os principais problemas de engenharia relacionados com estes solos e que cuidados podemos tomar para evita los? 57) Quais as principais características dos grupos A 2 6 e A 2 7 (AASHTO) e SC e GC (SUCS)? Em se tratando de solo laterítico, e estando estes solos próximos ao local de execução da obra, que procedimentos seria interessante adotar? 58) Ordene as possíveis classificações da SUCS segundo o valor de permeabilidade esperado para cada grupo. 59) O que você entende por laterização? O que você acha do uso de classificações como a USCS e AASHTO para solos de comportamento tipicamente laterítico?. Um determinado solo foi classificado como SW (USCS) e A3 (AASHTO). Você usaria este solo como base de um pavimento rodoviário?. Um outro solo, de comportamento laterítico, foi classificado pela AASHTO como A6. A distância de transporte de todas as outras áreas de empréstimo é tal que oneraria em muito a construção de seu aterro rodoviário. Que providência poderiam ser tomadas no sentido de viabilizar o uso deste solo.

8 Índices Físicos 1) Uma amostra de areia totalmente seca enche um cilindro de metal de 200 cm 3 e pesa 260 g. Tendo se γ s = 26 kn/m 3 calcule o seu índice de vazios e sua porosidade. R e = 1 2) A umidade de um solo saturado é de 40%. O peso específico de suas partículas sólidas (γ s ) vale 26,5 kn/m 3. Calcule seu índice de vazios, seu peso específico e seu peso específico seco. R e=1,06 e γ m 18 kn/m 3. 3) Em um solo parcialmente saturado temos: e = 1,2; w = 30%; γ s = 26,6 kn/m 3 Calcule γ γ d e Sr. R γ = 15,7 kn/m 3 e γ d = 12,10 kn/m 3 4) Uma amostra de solo tem massa de 122g e um peso específico de 18,2 kn/m 3. O peso específico dos solos é de 26,3 kn/m 3. Se depois de secada em estufa a amostra passa a apresentar uma massa de 104g, quais serão os seus volumes iniciais de sólidos e de ar? R Va = 7,9 cm 3 e Vs = 41,1 cm 3. 5) Uma amostra de argila saturada pesa 1526g e 1053g depois de levada em estufa. Calcule sua umidade. Considerando se γ s = 27 kn/m 3. Calcule e, n, e γ. R w = 45%; e = 1,22; n = 0,55 e γ =1,78. 6) Uma amostra quartzosa típica tem 45 cm 3 quando está úmida e pesa 80g. Depois de secada em estufa pesa 70g. Supondo um γ s adequado calcule w, Sr, e, γ s, γ γ d. R w = 14,3%; Sr = 54%; e = 0,7; γ s 26,5 kn/m 3 ; γ = 17,8kN/m 3 ; γ d = 15,5kN/m 3. 7) Em um solo parcialmente saturado temos: γ s = 26 kn/m 3 ; e = 1,0 e γ = 1,6. Calcule Sr, n, w e γ d. R Sr = 60%; n = 50%; w =23% e γ d = 13 kn/m 3. 8) Em um solo parcialmente saturado temos: e = 1,0; w = 32%; γ s = 27 kn/m 3 Calcule Sr; γ; γ sub ; γ d e n. R γ= 17,8 kn/m 3 ; Sr = 86,5%; γ sub =?; γ d = 13,5 kn/m 3 e n = 50%. 9) Para a construção de uma barragem de terra é previsto um volume de m 3 de terra, com um índice de vazios de 0,8. Dispõem se de três jazidas, as quais são designadas por A, B e C. O índice de vazios do solo de cada uma delas, bem como a estimativa do custo do movimento de terra até o local da barragem, são indicados no quadro abaixo. Qual a jazida mais viável economicamente? Jazida Índice de vazios Custo do movimento de terra/m 3 A 0,9 R$ 1,20 B 2,0 R$ 0,89 C 1,6 R$ 0,96

9 10) Fale, de maneira sucinta, das faixas de valores que você esperaria encontrar em campo, envolvendo a maioria dos solos, para os seguintes índices físicos: w (solos grossos e solos finos); e (solos grossos e solos finos) e γ s. 11) A porosidade de uma areia é de 37% e o peso específico das partículas sólidas é igual a 26,5 kn/m3. Pede se determinar: a) O seu índice de vazios; b) O seu peso específico seco; c) O seu peso específico quando Sr = 50% e d) O seu peso específico saturado. 12) Uma amostra de argila saturada tem um volume de 162 cm 3 e massa de 290g. Sendo γ s = 26,5 kn/m 3, pede se determinar o índice de vazios, a porosidade, o teor de umidade e o peso específico do material. 13) Um solo saturado tem teor de umidade de 42%. Se seu γ s = 27 kn/m 3, calcule o índice de vazios, a porosidade e o peso específico do solo. 14) Uma amostra de areia no seu estado natural tem massa de 875g e ocupa um volume de 512 cm 3. A sua massa seca é de 803g e a densidade relativa das partículas sólidas, G = 2,68.Determine o índice de vazios, a porosidade, o teor de umidade e o grau de saturação do solo. 15) Uma amostra de solo tem massa de 200 g e o seu teor de umidade é igual a 30%. Calcule a quantidade de água que deve ser retirada da amostra para que o seu teor de umidade caia para 20%. 16) Sabe se que o peso específico de um solo é γ = 16 kn/m 3, o teor de umidade é 33% e o peso específico das partículas sólidas é γ s = 26,4 kn/m 3. Pede se calcular o índice de vazios, a porosidade e o grau de saturação do solo. Qual a quantidade de água que se deve adicionar a 1m 3 de solo para saturá lo? 17) Um corpo de prova cilíndrico de solo apresenta as seguintes características: Diâmetro: 5 cm; altura: 12,5 cm; massa: 440g; massa específica dos sólidos: 2,820 g/cm 3 ; teor de umidade 29%. Pede se: Massa específica ρ (g/cm 3 ) Índice de vazios e Porosidade n (%) Massa específica seca ρ d (g/cm 3 ) Grau de saturação Sr (%) Peso específico saturado γsat (kn/m 3 ), se o mesmo corpo de prova atingir Sr = 100% Volume de água acrescentado, quando o mesmo corpo de prova atingir Sr = 100%. 18) Um solo apresenta massa específica igual a 1,72g/cm 3, teor de umidade de 28% e massa específica dos sólidos de 2,72g/cm 3. Determinar a massa específica seca, o índice de vazios, a porosidade, o grau de saturação e a quantidade de água que deve ser adicionada ao solo para saturá lo. 19) Uma amostra indeformada de solo apresenta porosidade de 52%, grau de saturação de 86% e massa específica de 1,58g/cm 3. Determinar a massa específica dos sólidos, índice de vazios e massa específica seca.

10 20) Um solo cuja massa específica era 1,95g/cm 3 e cuja umidade era de 14%, foi deixado secar até que sua massa específica baixou para 1,88g/cm 3. Admitindo que não houve variação de volume, qual será o novo teor de umidade desse solo? 21) Uma amostra de solo com 1000g tem uma umidade de 8%. Deseja se compactar um corpo de prova com esse solo num cilindro com 255cm 3 de volume. As características desejadas para o corpo de prova são massa específica seca de 1,78g/cm 3 e umidade de 15%. Qual a quantidade de água que deve ser adicionada à amostra para atingir a umidade desejada? Qual a massa de solo que deve ser utilizada na compactação do corpo de prova? 22) Um corpo de prova cilíndrico de solo argilosos tinha altura e diâmetro de 12,5 e 5,0cm, respectivamente. A sua massa era de 478,25g, após secagem em estufa, passou a 418,32g. Sabendo que a massa específica dos sólidos desse solo era 2,70g/cm 3, determinar: Peso específico aparente seco (kn/m 3 ) Índice de vazios e Porosidade n (%) Grau de saturação Sr (%) Teor de umidade (%) 23)Sendo conhecidos γ = 21,8kN/m 3, γ d = 18,6kN/m 3, e = 0,48. Determinar os valores de w, Sr, γ sat. 24) Se m 3 de solo são escavados de uma área de empréstimo, no qual o índice de vazios é de 1,50. a)pergunta se qual será o volume correspondente de aterro, se o índice de vazios especificado para o mesmo for de 0,75. Sabendo se ainda que o teor de umidade na área de empréstimo é 2% e que o aterro, depois de pronto, terá umidade de 8%. b) Pede se calcular o volume de água (em m 3 ) que deverá ser adicionado ao material escavado. Considerar o peso específico das partículas sólidas γs=2,70g/cm 3. 25) É possível se encontrar no solo um valor de peso específico maior do que o peso específico das partículas sólidas? Porque? 26) Um determinado solo possui γ s = 27 kn/m3, Sr = 70% e w = 30%. Ao ser saturado, o seu volume sofre um acréscimo de 20%. Calcular a sua umidade final. 27)Tomou se uma amostra do Solo pesando 200g e o seu teor de umidade é de 32,5%. Calcule: a) A quantidade de água que se deve retirar da amostra para que o teor de umidade fique reduzido a 24,8%. b) Do peneiramento fino obteve se 61,79g de material retido acumulado na peneira #200. Determinar a porcentagem que passa na respectiva peneira. 28) Uma amostra de areia de 800g tem porosidade de 37% e o peso específico das partículas sólidas igual a 26,5 kn/m 3. Uma porção desta areia foi colocada em uma cápsula com massa de 22,5g, sendo que a massa do conjunto foi 94,7g. Após a completa secagem a massa do conjunto caiu para 87,5g. Pede se determinar: a) peso específico seco do solo; b) peso específico do solo; c) grau de saturação; d)volume de ar; e) com base na condição inicial, qual a quantidade de água que deve ser colocada na amostra para a mesma atingir a saturação?

11 Compactação e CBR 1) Fale o que você sabe sobre o ensaio de compactação: Suas finalidades, procedimentos de execução em laboratório e em campo, energia de compactação, forma da curva de compactação, controle de compactação em campo. Porque os ensaios de compactação em laboratório devem ser realizados em uma energia próxima à utilizada em campo?. 2) Como a água influencia na forma da curva de compactação? É possível se obter uma curva de compactação que cruze a curva de 100% de saturação? Porque os solos em campo devem ser compactados na umidade ótima?. 3) Desenhar uma curva de compactação típica, em conjunto com a curva de saturação de 100%. Deduzir, a partir de índices físicos, a fórmula para as curvas de saturação para diversos valores de Sr. Mostrar esquematicamente a influência do tipo de solo e da energia de compactação nas curvas de compactação dos solos. 4) Falar dos principais equipamentos de compactação em campo, citando suas principais características e para que solos são mais indicados. 5) Desenhar, em conjunto com uma curva de compactação, estruturas típicas geradas no ramo seco e no ramo úmido da curva. Porque a curva de compactação apresenta um máximo valor de γ d? Como a energia de compactação influi nas curvas de compactação de um solo? 6) Desenhe, esquematicamente, as curvas de compactação para dois solos contendo: solo 1: IP = 5 e solo 2: IP = 18. Estime valores de γ dmax e umidade ótima para os dois solos. Se você dispusesse dos dois solos em áreas próximas, qual dos dois você utilizaria para construção de um pavimento rodoviário, baseando se somente nestes dados?. 7) Descreva o procedimento de compactação em laboratório. Quais as quantidades de material a serem utilizadas em um ensaio com e sem reuso. Comente algumas desvantagens da realização de ensaios de compactação com reuso. 8) Descreva os procedimentos adotados na realização de um ensaio de CBR. Fale sobre suas finalidades básicas. Mostre como é obtido o ISC (Índice de Suporte Califórnia). 9) Porque o Índice de suporte Califórnia é determinado após o ensaio de expansão? Porque, no ensaio de expansão, o solo é submetido a uma sobrecarga de 4,5 kgf? Fale como cada resultado de um ensaio completo de CBR pode ajudar no julgamento das potencialidades do solo para fins rodoviários. 10) Após ser submetido a uma bateria de ensaios de compactação e CBR, um determinado solo apresentou as seguintes características: γ dmax = 14 kn/m 3, w ot = 25%, expansão no ensaio CBR de 8% e ISC = 10%. Você utilizaria este solo para a execução de bases para pavimentos flexíveis? 11) Fale sobre a influência da energia de compactação nas curvas de compactação de um determinado solo. Desenhe, esquematicamente, em um mesmo gráfico, curvas de compactação obtidas para dois solos classificados como SW e CH, falando o porquê das

12 diferenças obtidas. Quais os principais índices obtidos de um ensaio CBR e quais as suas aplicações? 12) Pede se determinar o índice de suporte Califórnia, I.S.C. (ou C.B.R.) para um ensaio em que a força exercida pelo pistão à amostra foi de 825 kgf e 1000 kgf para os valores de penetração de 0,1"(2,5mm) e 0,2"(5,0mm). Dados: Diâmetro do pistão: 5cm. Pressão padrão para 0,1": 70 kgf/cm 2. Pressão padrão para 0,2": 105 kgf/cm 2. 13) Porque os solos, para uma dada energia de compactação, devem ser compactados o mais próximo possível da umidade ótima? A umidade ótima fornece ao solo o maior valor de resistência ao cisalhamento? 14) Quais os principais equipamentos utilizados na compactação em campo (fale de suas características e para quais tipos de solos são mais apropriados). Relate algumas variáveis influindo na energia de compactação de campo. 15) Fale o que você sabe sobre o processo de compactação de campo. Quais as variáveis influindo na energia de compactação dos equipamentos? Como é feito o controle de compactação em campo?. 16) Fale porque, no método original, proposto pela AASHTO, deve se compactar três amostras de solo, na umidade ótima, com 55, 25 e 12 golpes, e utilizar um valor de ISC obtido para um valor de 95% do γ dmax, obtido a partir de uma curva de compactação construída com a energia do Proctor modificado. 17) No caso da compactação de campo, quais as principais variáveis influenciando na energia empregada? Como se comparar a energia utilizada em campo com a utilizada em laboratório? 18) Quais as principais vantagens do rolo pneumático com relação ao rolo liso, no processo de compactação? Explique porque podemos compactar camadas mais espessas com o uso do rolo pneumático

13 Investigações geostáticas 1) O perfil mostrado foi obtido através de uma sondagem de simples reconhecimento. Responda às seguintes questões: a) Descreva o que você sabe sobre o procedimento de execução da sondagem de simples reconhecimento (abertura do furo, ensaio propriamente dito, resultados, etc). b) Calcule e traçe os diagramas de tensões totais, efetivas e neutras para o perfil abaixo. 0m 2m Areia média argilosa w = 26,1% γs = 2,700 g/cm 3 γd = 1,484 g/cm 3 5m 8m 12m 18m Argila siltosa γs = 29,0 kn/m 3 n = 43,8% Areia fina siltosa med. compacta γs = 26,9 kn/m 3 e=0,75 w=23,2% Argila siltosa dura γ = 21,6kN/m 3 Impenetrável à percussão 2) Do perfil anterior, deseja se coletar uma amostra indeformada na camada de areia média argilosa, a 1,5metro da superfície do terreno e outra, na camada de argila siltosa (na cota de 6m). Pergunta se: quais os procedimentos deverão ser adotados em cada caso. Descreva cada um deles e comente quais os cuidados a serem tomados no envio das amostras do campo para o laboratório. 3) Quais os requisitos que um amostrador deve obedecer para ser considerado amostrador de parede fina, capaz de coletar amostra indeformada. Comete sobre os tipos de amostradores que existem. 4) Escreva uma breve nota sobre o ensaio de paleta (vane teste) e em tipo de solo deve ser utilizado. 5) Descreva como podem ser obtidas amostras indeformadas de solo. b) O que é valor N, obtido do ensaio de penetração SPT, e para que serve na engenharia. c) Discuta os fatores que podem influenciar os resultados obtidos do ensaio SPT.

14 6) Escreva uma breve nota sobre o ensaio de penetração do cone (CPT) e em tipo de solo deve ser utilizado. 7)Diferencie amostrador de parede fina e amostrador de parede grossa, indicando as caracteristicas principais de cada um e quando são utilizados. 8) Explique e discuta os fatores a serem observados para definição do número e paralização de uma investigação de sub solo. 9) Descreva sobre os principais fatores que podem afetar os resultados de uma sondagem de simples reconhecimento e do ensaio de penetração contínua.

15 Tensões geostáticas 1) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo: NT SOLO1, γ s = 27 kn/m 3, n = 0,4, w = 15% SOLO1 3m 4m SOLO2, γ s = 26,5 kn/m3 e γ d = 14 kn/m 3 6m 2) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo. Determinar também, a distribuição de tensões resultantes caso fosse construído neste local um aterro com h = 5m e γ = 19 kn/m 3. NT SOLO1, γ s = 26 kn/m 3, e = 0,9, Sr = 85% SOLO2, γ s = 27 kn/m 3, n = 0,3, 2m 5m SOLO2, γ s = 28 kn/m3 e γ d = 14 kn/m 3 5m 3) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo. Determinar também, a distribuição de tensões resultantes caso fosse construído neste local um aterro com h = 4m, e = 0,5, Sr = 80%, γ s = 27,5 kn/m 3. NT SOLO1, γ s = 26 kn/m 3, γ d = 15 kn/m 3, Sr = 75% 2m SOLO1 6m SOLO2, γ s = 28 kn/m3 e n = 0,4 5m

16 4) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo. Determinar também, a distribuição de tensões resultantes caso fosse o nível do lençol freático fosse rebaixado em 1,5m. NT SOLO1, γ s = 28 kn/m 3, γ d = 13 kn/m 3, Sr = 82% 2m SOLO1 5m SOLO2, γ s = 28 kn/m3 e e = 0,8 4m 5) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo: NT SOLO1, γ s = 27 kn/m 3, w = 15% SOLO1, γ s = 27 kn/m 3, w = 35% 3m 4m SOLO2, γ s = 26,5 kn/m 3 e n = 0,45 6m 6) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo. O valor de γ s deve ser estimado considerando se que os dois solos apresentados no perfil abaixo tem como mineral predominante o quartzo. NT SOLO1, γ s =?, w = 15%, e = 0,8 SOLO1 3m 4m SOLO2, γ s =? e n = 0,45 6m

17 7) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo: NT SOLO1, w = 15% SOLO1, γ d = 15 kn/m 3, w = 45% 3m 4m SOLO2, γ s = 26,5 kn/m3 e e = 0,75 6m 8) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo: NT SOLO1, w = 15% 2m SOLO1, γ s = 26,5 kn/m 3, w = 45% 6m SOLO2, γ s = 26,5 kn/m 3 e γ d = 15 kn/m 3 4m 9) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo (considerar a camada de argila como impermeável). NT SOLO1, w = 15% 2m SOLO1, γ s = 26,5 kn/m 3, w = 45% 6m Argila impermeável seca, γ s = 26,5 kn/m 3 e e = 0,6 4m

18 10) Calcular as tensões geostáticas neutra, efetiva e total ao longo do perfil de solo apresentado a seguir, para as duas posições do nível de água apresentado na figura. O que ocorre com as tensões verticais efetivas devido ao rebaixamento do nível de água da posição 1 para a posição 2? 1 2 2m 2m NT Areia, γ s = 26,5 kn/m 3 e n = 40%. 2m Areia argilosa, γ s = 26,5 kn/m 3 e e = 40%. 3m 11) O quê você entende pelo princípio das tensões efetivas? Represente o princípio das tensões efetivas de Terzaghi em termos de tensores de tensão. 12) a)traçar os diagramas de pressões totais, pressões efetivas e neutras para o terreno indicado na figura abaixo: 0m 1,5m 4,5m 8,1m Areia úmida γ= 17 kn/m3 Areia saturada γsat = 21 kn/m3 Argila γsat = 20 kn/m3 b) Com base no diagrama do exercício, resolver o problema considerando que a camada de areia acima do encontra se saturada, devido a ascensão capilar.

19 13) Na investigação de um vale aluvial, as sondagens indicaram o perfil típico do terreno, conforme esquema abaixo, com a 4,0m e o substrato rochoso a 18,0m de profundidade. a) Traçar os diagramas de pressões verticais totais, efetivas e neutras ao longo do perfil do terreno b) Calcular a pressão vertical efetiva na base do perfil abaixo, admitindo um rebaixamento de 4,0m do lençol freático. Neste caso, admitir as camadas de solo situados acima do. Com um grau de saturação de 80%. 0m 4m 5m 8m 12m 18m Pedregulho γs = 26,5 kn/m 3 n = 45% Areia γs = 27,0 kn/m 3 e = 0,68 Silte γ = 19,5 kn/m 3 Argila γ = 21,0kN/m 3 14) Desenhar os tensores de tensão neutra, total e efetiva, explicando o porquê das diferentes componentes em cada tensor. Qual tensor é utilizado para a previsão do comportamento do solo para a grande maioria dos casos em geotecnia? Explique 15) Determinar as tensões no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo. Calcular a variação na tensão efetiva, para a profundidade de 7m, caso o nível de água suba até a superfície. Em tais situações, o que poderia ocorrer com o solo? NT SOLO1, γ s = 26,5 kn/m 3, Sr = 50% 3m SOLO1, w = 35% 4m SOLO2, γ s = 26,5 kn/m 3 e n = 0,45 6m

20 16) a) Determinar as tensões totais, efetivas e neutras no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo e traçar os diagramas. b) Determinar as tensões efetivas na profundidade 5,8m da superfície do terreno, após o rebaixamento do nível do lençol freático de 1,5m de sua posição inicial. NT SOLO1, γ s = 28 kn/m 3, γ d = 13 kn/m 3, Sr = 82% 2m SOLO1 5m SOLO2, γ s = 27,5 kn/m 3, e = 0,8 4m c) Considerando o estado de tensões antes do rebaixamento, determinar as tensões resultantes no ponto A posicionado na base do solo 1, após a construção neste local de um aterro extenso (h= 4m, e=0,5, Sr = 80%, γ s = 27,5 kn/m 3 ) e de uma estrutura que transmite carga concentrada de 350kN na superfície do aterro. A carga concentrada dista horizontalmente de 1,5m do ponto A. 17) Determinar as tensões totais, efetivas e neutras no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo. Determinar também, as tensões resultantes caso o nível do lençol freático fosse rebaixado em 1,5m de sua posição inicial. NT SOLO1, γ s = 28 kn/m 3, γ d = 13 kn/m 3, w =33,7% 2m SOLO1 5m SOLO2, γ sat = 20 kn/m 3 4m

21 Acréscimos de Tensões 1) Uma placa em forma de anel transmite uma carga uniforme de 500kN/m 2. Determinar os acréscimos de tensões induzidas nos pontos A e B indicados, situados a 2,5m de profundidade. Comentar os resultados. A 2,0m 3,0m B 2) a)explicar o conceito de bulbo de pressão, ilustrando com desenho. b) Qual o seu uso na prática de engenharia de solo. c) Comentar sobre a distribuição de tensões no solo para carga concentrada (teoria Boussinesq). 3) a)determinar as tensões totais, efetivas e neutras no solo devidas ao seu peso próprio dadas as condições apresentadas na figura abaixo e traçar os diagramas. b) Determinar também, as tensões efetivas na profundidade 5,5m da superfície do terreno, após o rebaixamento do nível do lençol freático de 1,8m de sua posição inicial. SOLO1, γ s = 26 kn/m 3, γ d = 15 kn/m 3, Sr = 75% 2m SOLO1 6m SOLO2, γ s = 28 kn/m 3, n = 40% 5m c) Calcular as tensões verticais finais no ponto A, posicionado na base da camada do solo1, após a construção de um aterro rodoviário esquematizado na figura abaixo. O aterro tem 3m de altura e peso específico de 20kN/m 3, considerar o estado de tensões antes do rebaixamento do. 4 m 5,6 m m Z A

22 4) a) Uma carga concentrada de 1000kN age na superfície do terreno. Utilizando a solução de Boussinesq determinar o acréscimo de tensão em um ponto do terreno, distanciado horizontalmente de 3m do ponto de aplicação da carga e a 4m de profundidade. b) Esboce a distribuição de tensões verticais em um plano horizontal nesta profundidade e também a distribuição de tensões verticais com a profundidade e comente os resultados. c) Quais são as suposições básicas para o desenvolvimento da teoria de Boussinesq para distribuição de tensões no solo? 5) a)o quê você entende pelo princípio das tensões efetivas em solos? b) Descreva como ocorre a distribuição de tensões em maciços de solos ilustrando com gráficos e comente em que se baseia esta teoria. 6) Uma sapata corrida de 2,0m de largura transmite uma carga de 250kN/m 2 à superfície de um depósito de areia com à superfície do terreno. O peso específico saturado da areia é 20kN/m 3 e o coeficiente de empuxo lateral (ko) igual a 0,40. Determinar as pressões efetivas, verticais e horizontais, em um ponto situado a 3m abaixo do centro da sapata, antes e após o acréscimo de carga à fundação. =NT 2m 250kN/m 2 3m 3m α σz σh 7) Uma fundação retangular de dimensões 6 m x 3 m transmite uma carga uniforme de 300kN/m 2 à superfície de uma massa de solo. Determinar a tensão vertical induzida no ponto A, na profundidade de 3m, usando o princípio da superposição. 6m 3m 1,5m A 8) Uma fundação retangular de dimensões 2 m x 3 m transmite uma pressão uniforme de 360kN/m 2 à superfície de uma massa de solo. Determinar a tensão vertical induzida no ponto A, na profundidade de 1m, usando o princípio da superposição.

23 0,5m 2m A m=a/z n=b/z 3m 1m 9) Traçar o diagrama de tensões totais, tensões efetivas e pressões neutras no perfil abaixo, nas seguintes condições: a) atualmente b) após rebaixamento do até a cota 873m, remoção da camada de argila orgânica mole e construção de um aterro até a cota 875,5m. Dados do aterro: w = 17%; γ d = 17kN/m 3 ; c) após desativação do rebaixamento e retorno do até a sua posição original 875,0 873,5 870,0 Argila orgânica mole γd = 8kN/m 3 w = 48% Argila média, cinza n=41% w = 25% γs = 28kN/m 3 865,0 Areia compacta, marron e=0,48 Sr = 100% γs = 26,7kN/m 3 10) Dois metros de aterro (γ=20,4kn/m 3 ) foi compactado na superfície de uma grande área (aterro extenso). No topo do aterro compactado foi colocada uma sapata retangular de 3x4m carregada com 1400kN. Assumir, peso específico médio do solo antes da colocação do aterro de 16,8kN/m 3 e nível de água a grande profundidade. a) Calcular o perfil de tensões verticais efetivas com a profundidade (até 20m) antes da colocação do aterro e traçar o diagrama; b) Calcular e plotar o acréscimo de tensões ( σ) devido a colocação do aterro; c)calcular as tensões adicionais com a profundidade após a colocação da sapata (3x4m) apoiada a 1m abaixo da superfície do aterro. Usar o método 2:1 e assumir o peso da sapata igual o peso do solo removido.

24 11) Calcular o acréscimo de pressão nos pontos A, B, C situados num plano horizontal a 10metros de profundidade sob o plano onde atua a carga distribuída de 10t/m 2 na área indicada na figura: B A C 6 Distâncias em metro 12) Calcular o acréscimo de pressões a 10 metros de profundidade sob o ponto P devido ao carregamento simultâneo das estruturas 1, 2 e 3 com uma carga distribuída de 25 t/m 2. 1 q = 25 t/m 2 z = 10m P 4,0 2 4,0 φ = 5m 7m 3 2,0 15m 2,0 Admitir carga pontual

25 13) Uma carga concentrada de 2250kg age na superfície de uma massa de solo homogênea de grande extensão. Encontrar a intensidade das tensões na profundidade de 15m: a) Diretamente abaixo do ponto de aplicação da carga b) A uma distância horizontal de 7,5m do ponto de aplicação. 14) Calcular o acréscimo de pressão vertical nos pontos A e B transmitido ao terreno por um tanque circular de 6m de diâmetro, cuja pressão transmitida ao nível do terreno é igual a 240kPa. Os pontos A e B estão à profundidade de 3m, porém A está sob o centro do carregamento e B, sob a borda. b) Calcular as tensões verticais, nos pontos A e B, após a construção do tanque. Considerar o solo seco (γ = 16,5 kn/m 3 ). 15) Um aterro de 3,0m de altura será construído com a seção indicada na figura abaixo. Sendo o peso específico do solo compactado igual a 18,8kN/m 3, pede se determinar as tensões verticais induzidas nos pontos A e B devido às cargas do aterro. 1,5m 1,5m 6,0 m m Z=3,0m B A

26 Fluxo de água em solos 1) Determine a vazão de água através do tubo ilustrado na figura abaixo. O tubo tem área transversal de 100 cm 2 e o solo tem um coeficiente de permeabilidade de k = 4x10 5 cm/s. 50 cm 30 cm 30 cm 2) Em quais fundamentos básicos se baseia a teoria de fluxo de água em solos? Defina o coeficiente de permeabilidade dos solos, citando valores típicos para diferentes tipos de solos. 3) Fale da importância do estudo do movimento da água no solo. Em que bases teóricas e teoria do fluxo de água em solos se baseia? Fale sobre as diferenças entre fluxo estacionário e transiente. 4) Estime a vazão de água através da camada de areia do terreno de fundação da barragem apresentada na figura a seguir. O coeficiente de permeabilidade da areia é de 5 x 10 2 cm/s e o comprimento da seção da barragem é de 100m. O solo utilizado na construção da barragem possui um coeficiente de permeabilidade muito inferior ao coeficiente de permeabilidade da areia, de modo que a parcela de fluxo através do maciço da barragem pode ser desprezada. N.A. 1 N.A. 2 40m Terreno impermeável 2m 80m 5) Quais os tipos de ensaios de laboratório utilizados para a determinação do coeficiente de permeabilidade e para quais tipos de solos são indicados? Quais os ensaios de campo normalmente utilizados na determinação do coeficiente de permeabilidade? Quais as vantagens/desvantagens dos ensaios de laboratório em relação aos ensaios de campo?

27 6) No esquema a seguir, determinar em diferentes cotas as cargas altimétricas, de pressão e total. Em seguida calcular a vazão que percola e verificar se a areia está sujeita ao fenômeno de areia movediça. Em caso negativo, determinar qual a carga mínima que poderá conduzir o solo àquela condição. Determinar ainda a curva granulométrica de um filtro que sirva para esse solo, sabendo que ele tem a seguinte composição granulométrica: Diâmetro (mm) 0,42 0,36 0,28 0,10 0,06 % retida acumulada K = cm/seg γ sat = 21kN/m x20 cm cm 7) Determinar o volume de água que passa pelo sistema esquematizado na Figura a seguir, em 15 minutos. Calcular as pressões neutras nos pontos A, B e C. O solo está sujeito ao fenômeno de areia movediça? Explicar. SOLO: Areia Fina γsat = 20kN/m 3 K = cm/seg seção 20x20 cm 2 20cm 40cm 40cm A B C 20cm

28 8) As pressões neutras nos pontos 1 e 2 da Figura a seguir valem, respectivamente, 200kPa e 30kPa. Calcular a vazão que percola pelo sistema. SOLO A: K = m/s (medidas em metros) SOLO B: K = m/s 2 A B A 10 seção ) A equação abaixo se constitui na equação geral para fluxo de água nos solos. No caso mais geral, considerando se o solo não saturado, tanto o valor da pressão neutra (sucção), quanto o valor do coeficiente de permeabilidade são funções da umidade do solo. Fale o que você entende sobre o comportamento do coeficiente de permeabilidade do solo e da pressão neutra à medida que o solo varia o seu teor de umidade. Como fica esta equação caso o solo seja homogêneo, isotrópico e esteja saturado? eo ( Sr e) t = k x h k y x + x h y y k y + h y z 10) Escreva a equação geral de fluxo em solos abaixo particularizando a para o caso de um solo homogêneo e isotrópico e para o caso de fluxo estacionário eo ( Sr e) t = k x h k y x + x h y y k y + h y z 11) Existem fórmulas empíricas que utilizam o índice de vazios do solo para determinar o seu coeficiente de permeablidade. Em tais fórmulas, o coeficiente de permeabilidade freqüentemente cresce com o índice de vazios do solo. Explique porque então os solos finos, que possuem em geral maiores índices de vazios que os solos grossos, possuem coeficientes de permeabilidade tão menores que estes 12) a) Num ensaio de permeabilidade com carga variável, a carga inicial é 300mm. Em três minutos de ensaio, a carga caiu 10mm. Determine quanto tempo o ensaio continuará para a carga atingir 180mm. b) Diferencie os termos velocidade de descarga e velocidade de percolação e descreva como elas são determinadas para as areias e paras as argilas em laboratório.

29 13) Descreva o significado de permeabilidade dos solos e comente pelo menos quatro fatores que podem influenciar o valor da permeabilidade. Quais os tipos de ensaios de laboratório utilizados para a determinação do coeficiente de permeabilidade e para quais tipos de solos são indicados? Quais os ensaios de campo normalmente utilizados na determinação do coeficiente de permeabilidade? Quais as vantagens/desvantagens dos ensaios de laboratório em relação aos ensaios de campo? 14) Uma amostra da camada de areia abaixo indicada, de 6,0cm de altura e 44,0cm 2 de seção transversal, foi submetida a um ensaio de permeabilidade em laboratório, observando se uma variação da coluna d água no tubo do permeâmetro (área da seção transversal igual a 2,1 cm 2 ) de uma altura inicial de 81,0cm para uma altura final de 39,5cm em um intervalo de tempo igual a 1min e 32seg. A temperatura da água era de 27 C (R t = 0,86). Pede se: a) Estimar o coeficiente de permeabilidade da areia a 20 C. b) Determinar a profundidade crítica (d) da escavação na camada de argila saturada (γ sat = 19,0kN/m 3 ), a partir da qual ocorrerá ruptura do fundo (ruptura hidráulica) da escavação. a.l k = 2,3. A. Ät. log h h o 1 10 m d =? Argila normalmente adensada γsat = 19kN/m3 1 6 m 2,5m AREIA

30 Capilaridade 1) Fale como se dá a formação da membrana contrátil. Se, para uma determinada condição, o menisco formado entre o líquido e as superfícies de contato se apresenta na posição horizontal, pode haver ascensão capilar? Fale sobre a definição do ângulo de contato no ponto da interface água ar superfície de contato. 2) Porque os solos finos, apesar de mais porosos, apresentam alturas de ascensão capilar maiores? Cite valores típicos de altura de ascensão capilar para solos grossos e solos finos. 3) Fale como se dá a formação da membrana contrátil. Calcule a altura de ascensão capilar da água em um solo contento como diâmetro efetivo de poro 5µ. Faça um diagrama de pressões neutras envolvendo a franja capilar e a parte da água abaixo do lençol freático. Fale porque a hipótese admitida no cálculo das tensões geostáticas (pressão neutra nula acima do lençol freático) é a favor da segurança. Adotar Ts = 0,074 N/m e θ =0 º. 4) calcule a altura de ascensão capilar de um solo possuindo como diâmetro característico de poro 2µ (adotar Ts = 0,074 N/m e θ = 0 o. Fale sobre a importância do fenômeno da capilaridade no comportamento dos solos. 5) Um tubo capilar é imerso em água pura. Calcular a altura de ascensão capilar capilar se o tubo tem diâmetro de : a) 0,1mm; b) 0,002mm 6) Calcular a altura de ascensão capilar e a pressão capilar em um solo cujo diâmetro efetivo (D10) é 0,05mm. Admitir que o diâmetro efetivo dos poros é cerca de 20% do diâmetro efetivo do solo.

31 Adensamento 1) Fale sobre as principais hipóteses adotadas na resolução da equação de fluxo para o caso de adensamento unidirecional. Quais as condições de contorno adotadas na resolução da equação diferencial? Ilustre em um gráfico, de forma esquemática, as variações da pressão neutra, da tensão total e da tensão efetiva com o tempo, durante o processo de adensamento. 2) Defina percentagem de adensamento média. Fale como a percentagem de adensamento média é utilizada na previsão de recalques diferidos no tempo. 3) Em um estrato de argila abaixo do nível d água, a pressão neutra é de 36 kpa. Se a distância entre o ponto considerado no estrato de argila e o nível d água é de três metros, pergunta se: O estrato de argila está totalmente consolidado? Explique porque. 4) Uma amostra argila saturada é sujeita a um acréscimo de pressão de 240 kn/m 2, após um determinado período de tempo, é determinado que a pressão neutra na amostra é de 72 kn/m2. Qual a percentagem de adensamento média da amostra? 5) O recalque total de uma camada de solo mole é estimado em 1,5m. Se após 9 meses a camada de solo mole recalcou 45cm, qual o recalque esperado para um período de tempo de 18 meses? 6) Um estrato de argila de 5m de espessura está entre duas camadas de areia altamente permeável. Se uma amostra desta argila, com 25mm de espessura, demora 12 min para adensar 50%, quanto tempo será necessário para que a camada de argila em campo adense 90%? 7) Uma amostra de argila saturada, normalmente adensada, tem uma altura de 24mm e uma umidade de 20% quando submetida a uma tensão vertical de 100 kpa. Se quando a tensão vertical na amostra é elevada para 200 kpa a amostra diminui em altura 3mm, calcule o índice de compressão da mesma (adotar γ s = 27 kn/m 3 ) 8) Uma camada de argila tem 4,5m de espessura e está assente sobre um leito de rocha sã (muito pouco fissurada). O coeficiente de consolidação da camada de argila é de 4.5 x 10 8 m 2 /s. Determine o período provável requerido para que a amostra sofra 50% do recalque total esperado. 9) Quais as bases teóricas sobre as quais se assenta a teoria para a resolução de problemas de fluxo? Cite uma diferença entre o caso de fluxo de água em solos e o caso de fluxo de água em condutos fechados. Diferencie fluxo estacionário de transiente, escrevendo a equação geral de fluxo particularizada para os casos de fluxo estacionário bidimensional e fluxo transiente unidirecional. 10) Uma camada de argila tem 4,5m de espessura e está assente sobre um leito de rocha sã (muito pouco fissurada). O coeficiente de adensamento (c v ) da camada de argila é de 4.5 x 10 8 m 2 /s. Se está previsto um recalque total para o solo de 80cm, quanto tempo demorará para o solo adensar 20cm?.

32 11) Em um determinado terreno, possuindo o perfil geotécnico apresentado a seguir, será construído um galpão o qual acrescerá a tensão vertical ao longo do perfil em 150 kpa. Calcular o recalque sofrido pela camada de argila (considerando um ponto situado na metade de sua espessura como representativo de toda camada), considerando se que: a) A camada de argila é normalmente adensada b) A camada de argila possui um OCR (razão de pré adensamento) igual a dois. Cc = 0,75 e Ce = 0,08. =NT AREIA, γ s = 28 kn/m 3, γ d = 13 kn/m 3 2m ARGILA, γ s = 28 kn/m 3, e = 1,2 6m AREIA SILTOSA 4m 12) Em um determinado local é encontrado o perfil geotécnico apresentado na figura a seguir. Calcule o recalque a ser apresentado pela camada de argila se neste local forem construídas obras as quais acrescerão a tensão vertical 400 kpa. A tensão de pré adensamento do solo no ponto médio da camada de argila é superior à tensão vertical efetiva de campo em 200 kpa. A partir de ensaios de laboratório realizados no solo obteve se: Cc = 0,90, Ce = 0,08 e C v = 1 x 10 4 cm 2 /s. Quanto tempo demorará para a camada atingir um recalque de 30cm? NT AREIA, γ s = 26,5 kn/m 3, n = 0,4, w = 15% 2m AREIA 2m ARGILA, γ s = 27 kn/m 3, e = 1,0 8m AREIA GROSSA 4m 13) Em um terreno, o qual possui o perfil geotécnico apresentado a seguir, será efetuado um rebaixamento do lençol freático de modo que o mesmo passará a se encontrar na mesma profundidade que o extrato de argila (2m). Calcular o recalque a ser apresentado pela camada de solo mole. Considerar o solo normalmente adensado como um Cc = 0,75 e a umidade da areia após o rebaixamento como igual a 30%.

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