MECÂNICA DOS SOLOS E DAS ROCHAS FORMULÁRIO

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1 MECÂNICA DOS SOLOS E DAS ROCHAS FORMULÁRIO Ano Lctivo 29-21

2 IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS Principai fracçõ granulométrica d um olo Epcificação E-219 Propcção Gotécnica d trrno: vocabulário Argila Silt Aria Sixo fino médio groo fina média groa fino médio groo Calhau Pdra,2,6,2,6,2,6 2, 6, [mm] Claificação Unificada Cacalho Matrial com dimnõ ntr 75 mm (#3 ) 4,75 mm (#4) Aria Matrial com dimnõ ntr 4,75mm (#4),75mm (#2) Silt Argila (Fino) Matrial com dimnõ infrior a,75 mm (#2) Dimnõ do pniro (ASTM) Nº do Pniro # 2 # 14 # 8 # 6 # 4 # 2 # 16 # 1 Diâmtro [mm],75,16,177,25,425,85 1,14 2, Nº do Pniro # 4 # 3/8 # 1/2 # 3/4 # 1 #11/2 # 2 # 3 Diâmtro [mm] 4,75 9,5 12,5 19, , Coficint da curva granulométrica Coficint d Uniformidad Coficint d Curvatura D 2 3 D 6 C u C c D 1 D 1 D 6 Principai índic do olo fino com platicidad Índic d platicidad IP LL LP LL ou w LL - limit d liquidz LP ou w LP - limit d platicidad Índic d conitência I C (LL-w) / IP Índic d liquidz I L (w-lp) / IP 1- I C Importância do índic d conitência /índic d liquidz no problma d traficabilidad, xtracção compactação d olo: I C,25,5 1, 1,5 2, I L 1,,75,5 -,5-1, Muito Pouco Muito Conitência Líquido Mol Conitnt Mol Conitnt Conitnt Problma Traficabilidad Extracção Compactação Claificação da fracção argiloa quanto à actividad A IP % Argila A > 1,25 argila activa,75 < A < 1,25 actividad normal A<,75 argila inactiva 1

3 Solo Groo % rtida no #2 >5% Cacalho % cacalho> % aria Aria % aria % cacalho %fino< 5 5 %fino 12 %fino> 12 %fino< 5 5 %fino 12 %fino> 12 CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DE SOLOS C u>4 1 C c 3 C u 4 /ou [C c<1 ou C c>3] C u>4 1 C c 3 fino ML ou MH C u>4 1 C c 3 fino CL ou CH ou CL-ML C u 4 /ou [C c<1 ou C c>3] fino ML ou MH C u 4 /ou [C c<1 ou C c>3] fino CL ou CH ou CL-ML fino ML ou MH fino CL ou CH fino CL-ML C u>4 1 C c 3 C u 4 /ou [C c<1 ou C c>3] C u>4 1 C c 3 fino ML ou MH C u>4 1 C c 3 fino CL ou CH ou CL-ML C u 4 /ou (C c<1 ou C c>3) fino ML ou MH C u 4 /ou [C c<1 ou C c>3] fino CL ou CH ou CL-ML fino CL ou CH fino ML ou MH fino CL-ML GW GP GW GM GW GC GP GM GP GC GM GC GC GM SW SP SW SM SW SC SP SM SP SC SC SM SC SM %aria<15% - cacalho bm graduado %aria 15% - cacalho bm graduado com aria %aria<15% - cacalho mal graduado %aria 15% - cacalho mal graduado com aria %aria<15% - cacalho bm graduado com ilt %aria 15% - cacalho bm graduado com ilt aria fino CL ou CH: %aria<15% - cacalho bm graduado com argila %aria 15% - cacalho bm graduado com argila aria fino CL-ML: %aria<15% - cacalho bm graduado com argila iltoa %aria 15% - cacalho bm graduado com argila iltoa aria %aria<15% - cacalho mal graduado com ilt %aria 15% - cacalho mal graduado com ilt aria fino CL ou CH: %aria<15% - cacalho mal graduado com argila %aria 15% - cacalho mal graduado com argila aria fino CL-ML: %aria<15% - cacalho mal graduado com argila iltoa %aria 15% - cacalho mal graduado com argila iltoa aria %aria<15% - cacalho iltoo %aria 15% - cacalho iltoo com aria %aria<15% - cacalho argiloo %aria 15% - cacalho argiloo com aria %aria<15% - cacalho argilo-iltoo %aria 15% - cacalho argilo-iltoo com aria %cacalho<15% - aria bm graduada %cacalho 15% - aria bm graduada com cacalho %cacalho<15% - aria mal graduada %cacalho 15% - aria mal graduada com cacalho %cacalho<15% - aria bm graduada com ilt %cacalho 15% - aria bm graduada com ilt cacalho fino CL ou CH: %cacalho<15% - aria bm graduada com argila %cacalho 15% - aria bm graduada com argila cacalho fino CL-ML: %cacalho<15% - aria bm graduada com argila iltoa %cacalho 15% - aria bm graduada com argila iltoa cacalho %cacalho<15% - aria mal graduada com ilt %cacalho 15% - aria mal graduada com ilt cacalho fino CL ou CH: %cacalho<15% - aria mal graduada com argila %cacalho 15% - aria mal graduada com argila cacalho fino CL-ML: %cacalho<15% - aria mal graduada com argila iltoa %cacalho 15% - aria mal graduada com argila iltoa cacalho %cacalho <15% - aria argiloa %cacalho 15% - aria argiloa com cacalho %cacalho<15% - aria iltoa %cacalho 15% - aria iltoa com cacalho %cacalho <15% - aria argilo-iltoa %cacalho 15% - aria argilo-iltoa com cacalho 2

4 Solo Fino % rtida no #2 5% Inorgânico w L (co m tufa),75 w L (m cagm) Orgânico w L (co m tufa) <,75 w L (m cagm) Silt Argila w L<5% Silt Argila w L 5% Silt Argila w L<5% Silt Argila w L 5% IP>7 itua- na linha A ou acima 4 IP 7 itua- na linha A ou acima IP<4 ou itua- abaixo da linha A IP>7 itua- na linha A ou acima 4 IP 7 itua- na linha A ou acima IP<4 ou itua- abaixo da linha A CL CL ML ML CH CH MH Solo altamnt orgânico Principalmnt matéria orgânica: cor cura odor orgânico Pt turfa MH OL OH %rtida no #2 15: argila magra 15< %rtida no #2 <3: % aria % cacalho - argila magra com aria % cacalho %aria - argila magra com cacalho %rtida no #2 3: % aria % cacalho - %aria 15 -argila magra arnoa % aria % cacalho - %aria<15 -argila magra com aria % cacalho %aria - %cacalho 15 - argila magra cacalhnta % cacalho %aria - %cacalho<15 - argila magra com cacalho %rtida no #2 15: argila iltoa 15< %rtida no #2 <3: % aria % cacalho argila iltoa com aria % cacalho %aria - argila iltoa com cacalho %rtida no #2 3: % aria % cacalho - %aria 15 -argila iltoa arnoa % aria % cacalho - %aria<15 -argila iltoa com aria % cacalho %aria - %cacalho 15 - argila iltoa cacalhnta % cacalho %aria - %cacalho<15 - argila iltoa com cacalho %rtida no #2 15: ilt 15< %rtida no #2 <3: % aria % cacalho - ilt com aria % cacalho %aria - ilt com cacalho %rtida no #2 3: % aria % cacalho - %aria 15 -ilt arnoo % aria % cacalho - %aria<15 - ilt com aria % cacalho %aria - %cacalho 15 ilt cacalhnto % cacalho %aria - %cacalho<15 ilt com cacalho %rtida no #2 15: argila gorda 15< %rtida no #2 <3: % aria % cacalho - argila gorda com aria % cacalho %aria - argila gorda com cacalho %rtida no #2 3: % aria % cacalho - %aria 15 -argila gorda arnoa % aria % cacalho - %aria<15 -argila gorda com aria % cacalho %aria - %cacalho 15 - argila gorda cacalhnta % cacalho %aria - %cacalho<15 - argila gorda com cacalho %rtida no #2 15: argila gorda iltoa 15< %rtida no #2 <3: % aria % cacalho argila gorda iltoa com aria % cacalho %aria - argila gorda iltoa com cacalho %rtida no #2 3: % aria % cacalho - %aria 15 -argila gorda iltoa arnoa % aria % cacalho - %aria<15 -argila gorda iltoa com aria % cacalho %aria - %cacalho 15 - argila gorda iltoa cacalhnta % cacalho %aria - %cacalho<15 - argila gorda iltoa com cacalho %rtida no #2 15: ilt lático 15< %rtida no #2 <3: % aria % cacalho - ilt lático com aria % cacalho %aria - ilt lático com cacalho %rtida no #2 3: % aria % cacalho - %aria 15 -ilt lático arnoo % aria % cacalho - %aria<15 - ilt lático com aria % cacalho %aria - %cacalho 15 ilt lático cacalhnto % cacalho %aria - %cacalho<15 ilt lático com cacalho Idêntico ao olo ML ou CL, ma acrcntar orgânico ao primiro nom tirar dignação magra argila Idêntico ao olo CH ou CH, ma acrcntar orgânico ao primiro nom tirar dignação gorda argila, lático ilt 3

5 CARTA DE PLASTICIDADE 6 Linha U IP,9(wL-8) Linha A IP,73(wL-2) IP - Índic d platicidad (%) 5 CH ou OH 4 3 CL ou OL 2 MH ou OH 1 CL-ML ML ou OL w L - Limit d liquidz (%) Símbolo Prmabilidad quando compactado TABELA I PROPRIEDADES IMPORTANTES Ritência ao cort quando compactado aturado Compribilidad quando compactado aturado Trabalhabilidad como matrial d contrução GW Prmávl Exclnt Dprzávl Exclnt GP Muito prmávl Boa Dprzávl Boa GM Smi-prmávl a prmávl Boa Dprzávl Boa GC Imprmávl Boa a razoávl Muito baixa Boa SW Prmávl Exclnt Dprzávl Exclnt SP Prmávl Boa Muito baixa Razoávl SM Smi-prmávl a imprmávl Boa Baixa Razoávl SC Imprmávl Boa a razoávl Baixa Razoávl ML Smi-prmávl a imprmávl Razoávl Média Razoávl CL Imprmávl Razoávl Média Boa a razoávl OL Smi-prmávl a imprmávl Má média Razoávl MH Smi-prmávl a imprmávl Razoávl a má Alta Má CH Imprmávl Má Alta Má OH Imprmávl Má alta Má Pt

6 TABELA II IABILIDADE RELATIA DE UTILIZAÇÃO Símbolo do grupo Maciço Homogéno Barragn d Trra Canai Fundaçõ Etrada Núclo Maciço latrai Ritência à roão Rvtimnto d trra compactada Prcolação important Prcolação não important Impoívl mpolamnto por conglação Atrro Poívl mpolamnto por conglação GW GP GM GC SW - - SP com ixo 4 com ixo SM Rvtimnto com ixo 8 com 5ixo roão crítica SC ML roão crítica CL OL roão crítica MH CH variação d vol. crítica OH Pt

7 OLUMETRIA E GRAIMETRIA volum total da amotra [L 3 ] volum da partícula ólida [L 3 ] v volum do vazio [L 3 ] w volum da água [L 3 ] a volum do ar [L 3 ] v a Ar W a w Água W w W W po total da amotra [F] W po da partícula ólida [F] W w po da água [F] W a po do ar (W a ) [F] Partícula W ólida Rlaçõ volumétrica Rlaçõ gravimétrica + v + w + a [L 3 ] W W + W w [F] v poroidad: n(%) 1% volum pcífico: índic d vazio: v v w grau d aturação: S r (%) 1% v Ww tor m água: w (%) 1% W Dnidad da partícula ólida γ G γ w Po volúmico [FL -3 ] Rlaçõ fundamntai po volúmico aparnt húmido: po volúmico aparnt co: ( w ) γ W h γ W d ( 1+ ) v 1 + n n n po volúmico aparnt aturado: ( v w ) po volúmico ubmro: po volúmico da partícula: γ at W S r ( 1%) γ ' γ at γ (γ w po volúmico da água) W γ w γ γ ( 1 w) t d + G γ 1 γ d + S r G w w 6

8 PERCOLAÇÃO Li d Darcy: Caudal prcolado: vk i i q v A h L h prda d carga no coamnto L prcuro do coamnto Exprão d Hazn: 2 k 1D 1 [cm/] com D 1 m [cm] Carga hidráulica: Altura pizométrica: h z + u γ w u γ w Coficint d prmabilidad quivalnt num itma tratificado: k q Ecoamnto unidirccional prpndicular à camada Σ l i kq Σ l i k i Ecoamnto unidirccional parallo à camada Σ k i l i kq Σ l i Ecoamnto bidimnional Q k N N f d hd Lvantamnto hidráulico FS i crítico i aída i crítico γ at γ w γ w FS γ at γ w γ w i aída 7

9 RESISTÊNCIA AO CORTE Critério d rotura d Mohr-Coulomb: τ c + σ n tg φ Critério d rotura d Trca: τ c u Exprão d Skmpton: u B[ σ + A( σ ) 3 ] 3 1 σ Dtrminação prática do valor d c φ d um naio d comprão triaxial: σ - traçar diagrama (, t), com 1 + σ 3 σ 1 σ t 3 (tnõ fctiva); dtrminar a ordnada na origm, a, a inclinação da rcta d rgrão, α; a - fazr tg α n φ c ' coφ' Equipamnto d naio triaxial 8

10 COMPRESSIBILIDADE E ESTADOS CRÍTICOS Linha d Comprão Normal - LCN v N λ ln p' Linha k v v k k ln p' Linha d Etado Crítico - LEC v Γ-λ ln p' q M c p' ou q M p' com M c 6nφ ' c 3 nφ ' c (cort com comprão triaxial) (cort com xtnão axial) φ c - ângulo d ritência ao cort no tado crítico M 6nφ ' c 3 + nφ' c Índic d compribilidad C c 2,3λ Índic d xpanibilidad C 2, 3k Grau d obrconolidação (OCR ou Rp) Rp p' p y ' Curva d cdência ' q p (modlo Cam Clay) + ln 1 ' ' M c pc pc 9

11 ASSENTAMENTOS (TEORIA DA CONSOLIDAÇÃO) Edómtro Lgnda: a Anl cortant b Anl d contnção c Placa poroa infrior d Ba Prno fixo f Provt g Porca h Placa poroa uprior i Placa d carga j Anl xtrior l dant Compribilidad: Coficint d compribilidad Coficint d compribilidad volumétrica a v m v σ ' 1 1+ ' σ Módulo d comprão M ' 1 m v Índic d compribilidad Índic d rcompribilidad ou d xpanibilidad C c C logσ ' logσ ' Antamnto hidrodinâmico h H σ ' mvh 1+ Conolidação Scundária ou Fluência: Antamnto por conolidação cundária h 1+ H ou fluência Parâmtro d fluência C α log t 1

12 Evolução do antamnto ao longo do tmpo: Coficint d conolidação C v k γ m w v C t Factor Tmpo T v v 2 h Grau d Conolidação U z u 1 u σ ' u Zz/H Grau d Conolidação Médio U h( t) h alor aproximado d U d T v,5 4Tv π U ; 2,8,179 4T v 1 + π T v π U 4 2 5,6 ( 1 U ), 357 ou, pla tabla: U T v,1,8,2,31,3,71,4,126,5,197,6,287,7,43,8,567,9,848 11