Geotecnia e Fundações, Arquitectura. Capítulo 7 ESTRUTURAS DE SUPORTE DE TERRAS

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1 Capítulo 7 ESTRUTURAS DE SUPORTE DE TERRAS

2 1. Tipos de estruturas de suporte Há necessidade de construir uma estrutura de suporte sempre que se pretende um desnível de terreno com altura h e o terreno não tem resistência suficiente para manter a geometria. h Na natureza os desníveis ocorrem com uma dada inclinação α (taludes). Contrói-se uma estrutura de suporte sempre que há necessidade de minimizar a inclinação do terreno. h α

3 Existem dois tipos de estruturas de suporte: Estruturas de suporte rígidas Quando a estrutura não se deforma. Comporta-se como um corpo rígido (muros de betão armado pouco esbeltos, muros de gabiões). Estruturas de suporte flexíveis Há que ter em conta a flexibilidade da estrutura no seu dimensionamento (cortinas de betão ou de aço, paredes moldadas, paredes de Berlim).

4 Estruras de suporte rígidas: Muro de gravidade Muro em consola contraforte Muro com contrafortes

5 Estruras de suporte flexíveis: Cortina encastrada Cortina ancorada Cortina escorada ancoragem escora ficha Bolbo de selagem tirante Múltiplos níveis de ancoragens

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9 2. Impulsos de terras Superfície do terreno Na ausência de carregamento, num ponto à profundidade z, as tensões são devidas ao peso do solo: z Tensões verticais: σ V = γ h z σ V =σ I Tensões horizontais: σ = kσ = H V kγ z h σ H =σ II σ H =σ II k coeficiente de impulso (há várias expressões para o seu cálculo) σ V =σ I Convenciona-se que a direcção vertical e a horizontal são direcções principais Convenciona-se k 0 = 1- sinφ Coeficiente de impulso em repouso

10 Estruturas de suporte rígidas Movimento do muro LADO PASSIVO Há acréscimo das tensões horizontais LADO ACTIVO Há alívio das tensões horizontais

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12 a) Coeficiente de impulso activo diminuição de σ H V σ H σ V B A σ H Envolvente de rotura de Mohr Coulomb (Hip: solo puramente friccional) σ ' σ V H σ Ha (lado activo) é o valor mínimo que σ H pode ter 1 sinφ' = σ 1+ sinφ' Ha ' V k a τ τ Rotura 1 sinφ' = 1+ sinφ' A C 90º-φ φ B σ H,a σ V σ H,i A tensão vertical (peso próprio) é constante no momento em que o muro se começa a mover σ A tensão horizontal vai diminuir até o círculo ficar tangente à envolvente de rotura de Mohr Coulomb (no ponto C) k a - Coeficiente de impulso activo

13 b) Coeficiente de impulso passivo aumento de σ H V σ H σ V B A σ H Envolvente de rotura de Mohr Coulomb (Hip: solo puramente friccional) σ ' σ V H σ Hp (lado activo) é o valor máximo que σ H pode ter 1+ sinφ' = σ 1 sinφ' Hp ' V k p τ τ Rotura 1+ sinφ' = 1 sinφ' σ H,i B σ V C 90º-φ φ A σ Hp A tensão vertical (peso próprio) é constante no momento em que o muro se começa a mover σ A tensão horizontal vai aumentar até o círculo ficar tangente à envolvente de rotura de Mohr Coulomb (no ponto C) k p - Coeficiente de impulso passivo

14 c) Impulso de terras LADO PASSIVO LADO ACTIVO σ ' I 1 + sin φ ' σ 1 sin φ ' Hp = ' V Ha V p = 1 2 k p γh 2 σ ' I a = 1 sinφ' = σ ' 1+ sinφ' 1 2 k a γh 2 h h 3 I p I a σ H =k p σ V σ H =k a σ V H 3 H A distribuição das tensões horizontais é linear porque é igual à distribuição das tensões verticais devidas ao peso próprio tensões horizontais tensões horizontais

15 Lado passivo Geotecnia e Fundações, Arquitectura d) Solos coerentes O coeficiente de impulso calcula-se tal como anteriormente mas a envolvente de rotura de Mohr- Coulomb incluí o termo da coesão I p = 1 k pγh c' h k p

16 Lado activo Geotecnia e Fundações, Arquitectura I a 1 = k 2 ( aγ H z ) 2 0 Profundidade da fenda de tracção: z 0 = γ 2c' k a

17 3. Acção de forças exteriores a) Carregamento uniforme 1 2 I a, = kaγh + total 2 k a sh s I a I as I as I a H/3 H/2 k a γh k a s

18 b) Carga pontual

19 c) Carga em linha

20 d) Carga em faixa Impulso no muro:

21 4. Verificação da segurança Como se admite que os muros de suporte rígidos se comportam como um corpo rígido, a verificação da segurança é feita considerando movimentos de corpo rígido: Deslizamento (movimento de translação) Derrubamento (movimento de rotação) Na verificação da segurança vê-se se podem ocorrer este movimentos admitindo que têm o sentido correspondente à instabilidade da estrutura de suporte.

22 a) Deslizamento nforças instabilizantes< nforças estabilizantes H=6,0m s I as Sentido do movimento em caso de instabilidade H I W a 2 H 3 1/3I p h 3 h=1,5m F a I a +I as -I p /3 < F a F a =Wtgδ δ - ângulo de atrito solo-muro

23 b) Derrubamento M O ( Forças instabilizantes)< M O (Forças estabilizantes) s H=6,0m I as Sentido do momento W instabilizante H I a 2 H 3 I p h h=1,5m 3 O M(I a )+M(I as )-M( I p /3) < M(W)