MUROS DE CONTENÇÃO E ESTABILIDADE DE TALUDES. Trabalho Prático

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1 Universidade do Estado de Mato Grosso UNEMAT - Campus de Sinop Curso de Engenharia Civil Geotecnia II MUROS DE CONTENÇÃO E ESTABILIDADE DE TALUDES Trabalho Prático Prof.: Flavio A. Crispim Sinop - MT 2016

2 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 1/8 Parte 01 - Muro de contenção Com base no relato de Luiz (2014) pede-se para dimensionar uma estrutura de contenção. Luiz (2014) relata a implantação de uma obra de contenção na ampliação de um estaleiro. Serão construídos um refeitório e vestiários além de uma área em seu entorno para circulação. A Figura 1 apresenta o local onde será implantada a estrutura de contenção. Figura 1. Local de implantação da estrutura de contenção. Fonte: Luiz (2014). O perfil geotécnico da área é formado por duas camadas de solo, uma camada de areia siltosa e uma camada de arenito, e sobre estas um aterro. Os parâmetros de resistência dos solos são mostrados na Tabela 1. Tabela 1. Caracterização geotécnica dos solos Amostra Aterro Areia siltosa Arenito γ (kn/m³) c (kn/m²) O resultado do levantamento topográfico da área é mostrado na Figura 2, bem como a indicação de seções transversais do terreno.

3 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 2/8 Figura 2. Seções transversais ao muro e indicação do alinhamento do corte do talude. Fonte: Luiz (2014). A partir das seções transversais foi gerada uma seção genérica apresentada na Figura 3. Figura 3. Seção transversal genérica. Fonte: Adaptado de Luiz (2014).

4 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 3/8 Com os dados apresentados dimensionar um muro de contenção de flexão ou gravidade com face na posição 0 (extensão 0) da Figura 3 e considerando as seguintes verificações: a) Verificação da segurança ao deslizamento; b) Verificação da segurança ao tombamento; c) Verificação da capacidade de carga do terreno. muro. A Tabela 2 indica os componentes de cada Grupo de Trabalho e o tipo de Tabela 2. Grupos de trabalho, componentes e tipo do muro de contenção Grupo Componentes Tipo de muro 01 Bruna, Elaise, Emília, Louysse Flexão 02 David, Denise, Lincon, Vanessa Gravidade 03 Cristiane, Leonardo Paiva, Marcos, Renata Flexão 04 Juliane, Laís, Leonardo Dias, Victor Gravidade 05 Amanda, Eduardo, Juliana, Karolina Flexão 06 Crysthian, Diego, Mateus Rota, Vinícios Gravidade 07 Andressa, Haila, Luana, Taiane Flexão 08 Kade, Hugo, Mateus Ferreira, Rodrigo Gravidade 09 Jonas, Luís, Tiago, Wanderson Flexão No cálculo dos esforços laterais considere os coeficientes de empuxo de Rankine ou Coulomb e desconsidere o empuxo passivo à frente do muro. Admitir nível de água de 1 m atrás do muro e considerar, no que couber, os critérios de cálculo da Instrução de Projeto IP-DE-C00/005 do Departamento de Estradas de Rodagem de São Paulo DRE/SP (SÃO PAULO, 2005). Para o pré-dimensionamento admita os parâmetros da Figura 4.

5 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 4/8 (a) (b) Figura 4. Parâmetros para pré-dimensionamento do muro de contenção: (a) gravidade e (b) flexão. No cálculo dos esforços na fundação utilizar o esquema da Figura 5 e as Equações 1 a 3. Figura 5. Forças atuantes e tensões na fundação do muro. Em que: Equação 1

6 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 5/8 e = excentricidade da resultante de tensões de reação na base do muro; B = largura da base do muro; M R = somatório de momentos resistentes; M o = somatório de momentos solicitantes; V = somatório de forças verticais. Equação 2 Em que: Equação 3 q max = tensão de reação máxima na base do muro; q min = tensão de reação mínima na base do muro. No cálculo da capacidade de carga da fundação utilizar a Equação de Meyerhof (Equações 5 a 16). q r = c. N c. F cs. F cd. F ci + q. N q. F qs. F qd. F qi + 1. γ. 2 B. N γ. F γs. F γd. F γi Equação 4 Em que: q r =capacidade de carga de ruptura da fundação; c = intercepto coesivo do solo de fundação do muro; = peso específico do solo de fundação do muro; N c, N q, N γ = fatores de capacidade de carga; F cs, F qs, F γs = fatores de forma (= 1); F cd, F qd, F γd = fatores de profundidade; F ci, F qi, F γi = fatores de inclinação da carga. N c = cotφ. ( N q 1) N q = tan ²(45 + φ 2 ). exp (π. tanφ ) N γ = tan(1,4. φ ). ( N q 1) Equação 5 Equação 6 Equação 7

7 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 6/8 Equação 8 Equação 9 Equação 10 Equação 11 Equação 12 Equação 13 Equação 14 Equação 15 FS capacidade de carga = q r q max Equação 16 Em que: = ângulo de atrito do solo; D = profundidade face inferior da base da fundação do muro em relação à superfície do terreno; B = largura do muro; e = excentricidade.

8 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 7/8 Parte 02 - Estabilidade de taludes Considerando a seção da Figura 3 verificar a estabilidade do talude antes e depois da construção do muro de contenção. A verificação deve ser feita utilizando o método de Bishop simplificado (lamelas) com no mínimo 10 lamelas e utilizando centro e raio do círculo indicado na Tabela 3. Tabela 3. Centros e raios dos círculos de ruptura a ser utilizados nos cálculos Grupo Talude natural Talude com muro Centro* (m) Raio (m) Centro* (m) Raio (m) 01-8,3; 25,0 17,5-8,3; 20,0 8,0 02-8,3; 30,0 13,0-8,3; 25,0 13,0 03-3,2; 25,0 15,0-8,3; 30,0 18,0 04-3,2; 35,0 25,0-3,2; 25,0 15,0 05 1,9; 25,0 25,0-3,2; 35,0 24,0 06 7,0; 30,0 26,0-3,2; 40,0 29,0 07 7,0; 40,0 40,0 1,9; 20,0 17, ,0; 40,0 36,0 1,9; 25,0 22, ,0; 45,0 45,0 7,0; 30,0 28,0 * Extensão; cota. Depois de obtidos por cada Grupo de Trabalho os respectivos Fatores de Segurança (FS) analisar o conjunto e obter o FS mais desfavorável. Nas verificações do muro de contenção e do talude adotar os Fatores de Segurança (FS) mostrados na Tabela 4. Tabela 4. Fatores de segurança a ser utilizados nos cálculos Verificação FS Tombamento 1,5 Deslizamento 1,5 Capacidade de carga da fundação 3,0 Estabilidade do talude 1,5

9 Geotecnia II Prof. Flavio A. Crispim 8/8 Observações: Grupo com no máximo 4 alunos. Entrega do trabalho em 17/06/2016 (Parte 01) e 24/06/2016 (Parte 02), até 16:00h (ou até 23:59h se enviado para o crispim@unemat-net.br). Atrasos na entrega implicarão em redução na nota em 0,5 ponto por dia até o limite de 50% da nota. O trabalho deve ser entregue via impressa ou digital (folha A4 sem pauta) contendo: a) Capa; b) Introdução; c) Memorial de cálculo detalhado; d) Conclusões; e) Figuras necessárias em escala adequada. Referências LUIZ, B. J. Projeto geotécnico de uma estrutura de contenção em concreto. Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 114 p, (Projeto de Graduação Curso de Engenharia Civil) SÃO PAULO. Instrução de Projeto IP-DE-C00/005: Projeto de muro de arrimo. São Paulo: DEPARTAMENTO DE ESTRADAS E RODAGEM - DER/SP, 27p, março de 2005.