H= C e. log 4 - CONSOLIDAÇÃO. 1 - Cálculo da tensão de pré-consolidação, σ' P. 2 - Cálculo da tensão efectiva inicial, σ' o

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1 4 - CONSOLIDAÇÃO 1 - Cálcul da tensã de pré-cnslidaçã, σ' P 2 - Cálcul da tensã efectiva inicial, σ' σ' =σ' P - sl nrmalmente cnslidad σ' <σ' P - sl sbrecnslidad σ' >σ' P - sl subcnslidad 3 - Cálcul d acréscim de tensã efectiva, σ' 4 - Cálcul d assentament a) sls nrmalmente cnslidads H C c e H σ ' + σ ' = lg 1 + σ ' Cc = e (lg σ ') b) sls sbrecnslidads b1) σ' + σ'>σ' P e 1 e 2 C e e P H 1 = C 1+ e 1 H σ +( σ - σ ) lg σ C c H = 2 C c P P 1+ e 2 H σ +[( σ + σ )- σ ] lg σ P b2) σ' + σ'<σ' P σ σ p σ + σ cm C = e - e 2 - e 1 σ ' lg σ ' P e C e C c H= C e 1+ e H σ + σ lg σ σ σ p σ + σ em que : e é índice de vazis inicial H é a altura da camada Cc é índice de cmpressibilidade Ce é índice de epansibilidade Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.1

2 c) sls subcnslidads e H= C c 1+e H σ P +( σ - σ P )+ σ P lg σ P Cc σ p σ σ + σ 5 Assentaments n temp kz Cv = γ w * mv em que: C v - ceficiente de cnslidaçã (cm 2 /s) a v - ceficiente de cmpressibilidade m v - ceficiente de cmpressibilidade vlumétrica k - ceficiente de permeabilidade v z T v = C.t k.t 2 = 2 d d. γ w.m em que: T v - factr temp d - altura ttal da camada de drenagem v Relaçã entre U e T v U T v U T v U é a parcela de variaçã d vlume ttal em tda a camada verificada a fim d temp t, u seja grau de cnslidaçã. Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.2

3 Prblemas 32 - Cnsidere perfil getécnic e s resultads d ensai edmétric de uma amstra representativa d sl argils das figuras: 15 m N.F. γ sat =20 kn/m 3 k=5*10-8 cm/s sl argils saturad areia mv (cm 2 /kg) 10*10-3 8*10-3 6*10-3 4*10-3 2* σ (kg/cm 2 ) Calcule assentament da camada argilsa a fim de um an para uma carga aplicada de 1 kg/cm 2. Despreze s efeits de perturbaçã da amstragem Cnsidere perfil de terren esquematizad na Fig. Admita que a camada de sei é incmpressível. Supnha que as cndições iniciais sã as seguintes: - nível d terren à sua cta natural; - nível freátic na psiçã 1. 9m 5m γ=20 kn/m 3 sei aterr a eecutar γ sat =20 kn/m 3 γ=18 kn/m 3 NF 2 NF 1 15 m 30m argila A γ sat =20 kn/m 3 impermeável Na figura da página seguinte apresenta-se resultad de um ensai edmétric realizad sbre uma amstra representativa clhida n pnt A. a) Caracterize tip de argila quant à cnslidaçã; b) Calcule assentament a lng praz da camada de argila, após a eecuçã d aterr previst, cm 9,0 m de altura. c) Calcule emplament da mesma camada a lng praz, depis de retirar uma espessura de aterr de 4 m. d) Admita agra que, em vez de retirar parte d aterr, se tinha verificad uma subida d nível freátic de 5,0 m (u seja de NF1 para NF2). Calcule a defrmaçã da camada de argila para uma situaçã a lng praz. Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.3

4 6 - Cnstruçã de Casagrande Para estimar valr da tensã de pré-cnslidaçã, é usual utilizar métd prpst pr Casagrande, esquematizad na figura: a) - Lcalizar pnt da curva e-lgσ' de mínim rai de curvatura (T). b) - Pr este pnt traçar uma hrizntal (h) e uma tangente (t) à curva. c) - Traçar a bissectriz d ângul frmad pr t e h (b). e Rai mínim T c D h α/2 b α/2 t d) - Prlngar a parte recta da curva de cnslidaçã (c). O pnt nde a recta c intersecta a recta b dá valr da tensã de pré-cnslidaçã. σ p lg σ Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.4

5 34 - Sbre terren representad pel perfil getécnic da figura, pretende-se cnstruir um edifíci cm uma área de 2020 m 2, cm fundaçã pr ensleirament geral a uma prfundidade de 2,0 m e cm um pes ttal de 1890 tf. Um piezómetr instalad na camada de sei inferir revelu a eistência de um nível piezmétric a 1,0 m da superfície d terren. Cnsidere que aument da tensã vertical n tp e na base da camada de argila pde ser tmad respectivamente, cm 0,95 e 0,25 da tensã de cntact d ensleirament NF (19 m) lcal de clheita da amstra areia argila sei γd=18 kn/m 3 γd=17 kn/m 3 G=2,65 k=510-9 cm/s Calcule assentament na camada de argila sb centr d edifíci, cnsiderand que nível freátic na camada de areia subiu 2 m, lg após fim da cnstruçã d edifíci, mantend-se prém nível piezmétric revelad pel piezómetr instalad. O resultad d ensai edmétric, realizad sbre a amstra clhida n lcal indicad, é apresentad na página seguinte N maciç representad em crte vertical, pretende fundar-se uma laje de 1015 m 2 a qual irá slicitar sl de fundaçã cm uma pressã unifrme de 200 kpa. a) Avalie assentament que terá crrid 4 ans após a bra terminada, sb ei (vertical) central da fundaçã, baseand-se para efeit ns resultads de um ensai edmétric dads em ane. b) A fim de que períd de temp terá crrid metade da cnslidaçã prevista para estrat argils (Cv=2,510-4 cm 2 /s) 1,0 1,0 2,4 3,0 areia argila NF 1510m 2 γd=17,6kn/m 3 γs=26,5 kn/m 3 n=30% γsat=2 tf/m 3 p (kg/cm 2 ) 0,12 0, ,0 2,0 4,0 8,0 m v (cm 2 /kg) 0,0465 0,046 0,045 0,031 0,026 0,015 0,005 Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.5

6 36 Cnsidere perfil getécnic representad na figura seguinte: Fi retirada uma amstra da camada de argila as 11 m de prfundidade. Esta amstra fi submetida a um ensais de cnslidaçã em edómetr tend-se btid resultad que se apresenta na figura em ane. a) Caracterize sl quant à cnslidaçã. b) Trace a curva de cnslidaçã in situ. c) Pretende-se cnstruir sbre terren um aterr cm 5 m de altura (γ=20 kn/m 3 ). Qual é valr de assentament pr cnslidaçã primária? d) A fim de quant temp prvcará aterr um assentament de 0,3 m? Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.6

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8 7 - Cnslidaçã frçada cm furs drenantes Dispsiçã ds drens em planta : em quadrad - R = 0,546 a em triângul - R = 0,525 a, send a espaçament ds drens. em que : cm R n = Tr r Ch * t = 2 R U R é grau de cnslidaçã médi para a drenagem radial; T r é factr temp; C h é ceficiente de cnslidaçã hrizntal; R é rai de influência efectiv de cada dren vertical; r é rai d dren. O grau de cnslidaçã resultante, U, devid à cmbinaçã das drenagens vertical e radial, vem : U = ( U U v)( R) em que s valres de U, U v e U R sã epresss em percentagens Vai ser cnstruíd um aterr numa área em que eiste um estrat cmpressível de argila sbre uma frmaçã rchsa. O aterr vai ter a altura de 7,20 m. Ist dará rigem a que a tensã efectiva média vertical na argila depis da cnslidaçã aumente d valr de 0,80 kg/cm 2 para 1,90 kg/cm 2. O estrat de argila tem a espessura de 7,50 m. O aterr, que se destina a uma estrada, vai ser eecutad em 4 meses, e é intençã eecutar paviment um an depis d iníci ds trabalhs. Só é admissível assentament de 2,50 cm depis da eecuçã d revestiment. Dimensine um sistema de drens de areia de frma a satisfazer estes cndicinaments. (C v = C h = 0,042 cm 2 /min e m v = 0,025 cm 2 /kg). Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.8