Aula 1- Apresentação e Introdução

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1 Estruturas de Suporte e Melhoramento de Solos Aula 1- Apresentação e Introdução Paulo Coelho - FCTUC Mestrado em Engª. Civil - Construções Civis ESTG/IPLeiria Apresentação: Paulo Coelho Prof. Auxiliar da FCTUC Contactos: Departamento de Engenharia Civil da FCTUC, Pólo II da Universidade de Coimbra [email protected] Alunos- quem são, o que fazem? Motivação? 1

2 Avaliação: Duas provas de avaliação ao longo do ano (sujeito a aprovação); Exame Final; Elementos de Apoio: Slides das Aulas (disponibilização?) Ensino: Exposição de conceitos teóricos; Resolução de exercícios de aplicação; Apresentação de soluções práticas para problemas correntes (por vezes empíricas) 2

3 Motivação: As obras de Engenharia Civil interagem praticamente sempre com maciços de solos ou com maciços rochosos; Surpreendentemente nem sempre tal aspecto é reconhecido nem acautelado (falta de promoção da Engenharia Geotécnica?), como alguns exemplos facilmente demonstram Muitas das roturas/ deformações excessivas de obras de Engª Civil devem-se a deficiente comportamento dos maciços terrosos/ rochosos, em condições estáticas ou sísmicas (Portugal!) Taludes naturais sofrem roturas frequentes, com graves prejuízos humanos e materiais Só no Inverno??? Ao fim de muito tempo??? 3

4 Aterros construídos pelo homem nem sempre se comportam muito melhor... Fundações sofrem roturas ou deformações excessivas, sob diferentes mecanismos (compressão, tracção, etc ) e que em geral não são tão apreciadas como na Torre de Pisa! 4

5 Estruturas de suporte (vários tipos) podem causar graves consequências quando rompem! A liquefacção induzida por sismos pode causar grave destruição (fundações directas e indirectas) 5

6 Esta disciplina foca em particular dois tópicos fundamentais: - estruturas de suporte; - melhoramento de solos; A importância destes assuntos é grande numa sociedade cada vez menos tolerante a acidentes (aversão ao risco), mesmo que de origem natural (sismos ) e cada vez mais ávida de espaço, utilizando maciços de fraca qualidade e de forma cada vez mais arrojada (custo, arquitectura, ) Esta disciplina procura ainda: - alertar para as peculiaridades do comportamento dos solos; - entender as razões para o comportamento original dos solos (anisotrópico, variável, etc ); - demonstrar a importância de prospecção geotécnica em obras de engª civil; - identificar os aspectos fundamentais do comportamento do solo para um obra e seleccionar métodos de análise apropriados; - fomentar a identificação das limitações das análises (quase sempre limitadas). 6

7 Programa: Introdução aos temas abordados na disciplina: Estruturas de Suporte Rígidas: - Impulso em repouso; impulso das terras sobre paramento vertical rígido face aos deslocamentos - Teoria de Rankine e Teoria de Coulomb; - Tipos de muros rígidos e modos de rotura; - Verificação da estabilidade externa de muros: método tradicional e EC7; - Verificação da segurança sob acções sísmicas; - Liquefacção induzida por sismos; - Muros particulares; Drenos e Filtros Programa (cont.): Estruturas de Suporte Flexíveis: - cortinas autoportantes, monoapoiadas e multiapoiadas; - dimensionamento de cortinas autoportantes, monoapoiadas; - a importância da modelação numérica no dimensionamento de cortinas multiapoiadas; - calibração de modelos para simular o comportamento de obras de contenção; - a importância da observação na segurança de obras de contenção; o sistema de alarme. 7

8 Programa (conclusão): Prospecção geotécnica direccionada para obras de contenção; Técnicas de melhoramento do comportamento de solos: - solos argilosos; - solos arenosos e mistos; Importância das obras de escavação e das técnicas de melhoramento e reforço de solos em obras de Engenharia Civil Obras Urbanas Neste caso a importância resulta sobretudo de: - custo do uso do terreno=> usar pouca área e por vezes de fraca qualidade geotécnica; explorar espaço subterrâneo; - dificuldades impostas pelo meio envolvente=> limitar deformações 8

9 Grandes Obras Públicas (AE, LFAV, etc) Neste caso a importância resulta sobretudo de: - garantia de adequado funcionamento da infraestrutura com manutenção mínima; - comportamento face a desastres naturais, incluindo sismos (recuperação pós-desastre); - necessidade de atravessar maciços de fraca qualidade geotécnica (Baixo Mondego, Baixo Tejo, etc) - solicitações de grande intensidade e frequência (TGV, por exemplo) - questões de impacte ambiental (protecção da qualidade de vida humana e do ambiente natural) Obras de escavação e das técnicas de melhoramento e reforço de solos Factores de desenvolvimento Ponto de vista teórico/ experimental - domínio do comportamento dos solos, quer no estado natural quer melhorado; - domínio de técnicas de modelação numérica para previsão do comportamento de obras; - desenvolvimento de técnicas de modelação física (centrifugadora ou 1-G) - democratização da análise experimental 9

10 Ponto de vista construtivo - desenvolvimento de técnicas construtivas inovadoras; - aplicação de materiais novos com características vantajosas; Ponto de vista empírico - generalização das práticas de instrumentação e de observação de obras; - compilação e análise de situações em que ouve acidentes ou comportamentos imprevistos; Porque de facto os acidentes ainda continuam a acontecer - erro projecto/ construção difícil de evitar/ grosseiro - desconhecimento técnico ou fruto de caracterização geotécnica limitada aceitável/ inaceitável - má interpretação do projecto em obra (por exemplo do plano de observação e dos limites de alarme) 10

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14 Avaliação do conhecimento base dos alunos: O que distingue um solo residual de um solo sedimentar?; Quais as principais diferenças entre areias e argilas? O que representa o índice de vazios de um solo? O que relaciona o coeficiente de impulso em repouso? O que é o princípio da tensão efectiva, ou princípio de Terzaghi? O que se entende por processo de consolidação? Que parâmetros estão associados ao critério de rotura de Mohr-Coulomb?; Avaliação do conhecimento base dos alunos: Quais as direcções principais máxima e mínima em maciços com superfície horizontal? Em que solos são geradas variações de pressões neutras quando sujeitos ao corte a velocidades comuns em obras reais? Quais as principais alterações na verificação da segurança à rotura introduzidas pelo EC7? O que se entende por força de inércia no dimensionamento sísmico de estruturas com base no método pseudo-estático? O que é a liquefacção de maciços? 14