UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA Departament de Engenharia Civil Setr de Getecnia Paul Sérgi de Almeida Barbsa Lista de exercícis de resistência a cisalhament ds sls 1.ª ) Uma amstra de uma argila nrmalmente adensada fi cnslidada cm = 350 kpa e levada à ruptura pr cisalhament em cndições drenadas (ensai triaxial CID) a qual rmpeu cm σ 1 = 1050 kpa. Pergunta-se: a) Qual é ângul de atrit efetiv desta argila? b) Quais sã as tensões finais (ttais e efetivas) de uma amstra da mesma argila que fi ensaiada em cndições nã drenadas (ensai CIU), adensada cm = 500 kpa e que apresentu parâmetr de pr-pressã A na ruptura igual 0,40? c) Qual é plan de ruptura da amstra nã drenada? d) Quais sã as tensões n plan de ruptura da amstra nã drenada? e) Qual é ângul de atrit em terms das tensões ttais para ensai CIU? 2.ª ) Represente graficamente caminh de tensões descrits ns itens a) a e) para uma argila que tenha a envltória de resistência dada pr s = 20 + σ tg (30º) (em kpa). a) Adensament istrópic até = 250 kpa e ruptura cm cnstante e σ 1 crescente b) Adensament istrópic até = 250 kpa e ruptura cm cnstante e σ 1 decrescente. c) Adensament anistrópic cm σ 1 / = 2 até = 200 kpa e ruptura cm decrescente e σ 1 cnstante. d) Adensament anistrópic cm σ 1 / = 3 até = 100 kpa e ruptura cm decrescente e σ 1 crescente na mesma razã. CIV 333 Mecânica ds sls II - 2004-I 1/6
3.ª ) Três amstras de uma argila fram cisalhadas n ensai triaxial nã drenad e apresentaram s resultads listads abaix. Uma quarta amstra desta mesma argila fi ensaiada em cndições drenadas na cmpressã triaxial cm = 300 kpa. Pergunta-se: a) Os parâmetrs de resistência desta argila. b) A tensã desvi na ruptura para ensai CD. c) O ângul d plan de ruptura. d) As tensões nrmal e cisalhante n plan de ruptura d ensai CD. σ 1 u 80 220 65 200 442 120 350 720 190 4.ª ) Um crp de prva fi ensaiad em cmpressã triaxial cm tensã de adensament de 125 kpa, prém a tensã desvi na ruptura nã fi determinada. Cm mesm sl, três crps de prva fram ensaiads n cisalhament diret. Os resultads sã apresentads abaix: Frça nrmal (kgf) 100 50 36 Frça cisalhante (kgf) 45 32,5 29,2 As dimensões da caixa de cisalhament sã 6cm X 6cm. a) Qual fi a tensã de cisalhament à ruptura d ensai triaxial apresentad acima? 5.ª ) Três crps de prva fram adensads e cisalhads em cmpressã triaxial sem drenagem. Os resultads sã apresentads na tabela abaix. Qual seria a prpressã gerada na ruptura de um crp de prva cisalhad sem drenagem e adensad sb uma tensã de 400 kpa. σ 1 u 100 180 50 200 360 102 350 630 178 CIV 333 Mecânica ds sls II - 2004-I 2/6
6.ª ) Cm base ns dads acima, qual seria a tensã desvi na ruptura de um crp de prva ensaiad em cndições drenadas e adensad sb uma tensã hidrstática de 200 kpa. 7.ª ) Explique prque a ruptura de um crp de prva, em ensais triaxiais cnvencinais, nã se dá n plan de máxima tensã desvi. 8.ª ) Os resultads mstrads na tabela abaix fram btids na ruptura em ensais CIU em amstras de argila saturada. Determinar s parâmetrs de resistência, c' e φ'. Qual será valr da tensã desvi na ruptura de uma amstra desta mesma argila cnslidada cm = 250 kpa e levada à ruptura após ter sid elevad para 350 kpa nã send permitida a drenagem? (Sugestã: usar diagramas pxq) (σ 1 - ) u 150 156 82 200 220 140 450 352 252 600 450 336 9.ª ) Duas amstras de uma argila nrmalmente adensada fram cisalhadas nas seguintes cndições: Adensada drenada cm pressã celular de 200 kpa e σ 1 = 360 kpa Adensada nã drenada cm pressã celular de 98 kpa e σ 1 = 158 kpa. a) Determine as pr-pressões geradas na ruptura nas duas amstras. b) Qual é parâmetr de pr-pressã A na ruptura da amstra adensada e nã drenada? 10.ª ) Duas amstras de uma argila nrmalmente adensada fram cisalhadas nas seguintes cndições: Adensada nã drenada cm tensã celular de 200 kpa e σ 1 = 300 kpa Adensada drenada cm tensã celular de 98 kpa e σ 1 = 258 kpa. a) Determine as pr-pressões geradas na ruptura nas duas amstras CIV 333 Mecânica ds sls II - 2004-I 3/6
11.ª ) Faça um esquema mstrand estad de tensões (em funçã de γ, K, z e ds parâmetrs de pr-pressã A e B) para s 3 tips ensais de cmpressã triaxial, UU, CIU e CID, para cada um das fases em que crp de prva é submetid, a saber: Após a extraçã d camp. Durante a fase de aplicaçã de pressã celular, e Durante a fase de cisalhament. σ u u 1 u 2 σ 12.ª ) Represente graficamente caminh de tensões ds seguintes ensais triaxiais para uma argila que tenha a seguinte envltória de resistência: s = 50 + σ tg (20º) em kpa. a) Adensament istrópic até = 250 kpa e ruptura cm cnstante e σ 1 crescente. b) Adensament istrópic até = 250 kpa e ruptura cm cnstante e σ 1 decrescente. c) Adensament anistrópic cm σ 1 / = 2 até = 300 kpa e ruptura cm decrescente e σ 1 cnstante. d) Adensament anistrópic cm σ 1 / = 4 até = 150 kpa e ruptura cm decrescente e σ 1 crescente na mesma razã. e) Adensament anistrópic cm σ 1 / = 4 até = 200 kpa e ruptura cm e σ 1 decrescente. CIV 333 Mecânica ds sls II - 2004-I 4/6
13.ª ) Quais sã as diferenças entre uma cnslidaçã edmétrica (ensai de adensament incremental) e uma cnslidaçã hidrstática. 14.ª ) Sejam 1,0 e 3,0 kgf/cm 2 as tensões nrmais atuantes em um element de sl cm mstrad na figura abaix: a) Determinar as tensões que atuam num plan que frma um ângul de 30 cm plan principal mair b) Determinar a inclinaçã d plan em que a tensã nrmal é 2,5 kgf/cm 2 e valr da tensã de cisalhament que atua neste plan. c) Determinar a máxima tensã de cisalhament que atua neste element 3,0 1,0 15.ª ) Duas amstras de sl fram ensaiadas n cisalhament diret em cndições drenadas. Os resultads sã s seguintes: Frça nrmal (kgf) 150 250 Tensã cisalhante (kgf/cm 2 ) 6,0 7,5 d) Qual é a cesã e ângul de atrit desse sl. Se um ensai de cmpressã simples fsse realizad sbre uma amstra d mesm sl, qual seria a valr da cesã encntrada. As dimensões da caixa de cisalhament sã 5cm X 5cm. 16.ª ) Explique que e índice de vazis crítics. Qual sua imprtância na prática da engenharia getécnica? 17.ª ) Três crps de prvas de uma argila saturada e nrmalmente adensada fram ensaiads em cndições nã drenadas (ensai UU) a) Qual seria valr esperad de φ u e c u. Explique a repsta. b) Tds s crps de prva apresentaram plans de ruptura em trn de 54º, indicand que sl apresenta um ângul de atrit efetiv em trn de 18º. Cm vcê explicaria a diferença entre φ u e φ? CIV 333 Mecânica ds sls II - 2004-I 5/6
18.ª ) Duas amstras idênticas de uma argila nrmalmente adensada fram levadas à ruptura após serem adensadas hidrstaticamente à mesma tensã (pr exempl 400 kpa). Uma das amstras fi cisalhada na cndiçã nã drenada enquant que a utra na cndiçã drenada. A tensã desvi máxima de uma amstra fi 50% mair que a utra. Qual das amstras apresentu mair tensã desvi na ruptura, e prque? 19.ª ) Cm base ns dads da questã anterir e sabend-se que a amstra rmpida em cndições drenadas apresentu uma tensã desvi de 600 kpa, perguntase: a) Qual fi a tensã desvi em terms de tensões efetivas da amstra nã drenada? b) Qual valr da pr-pressã gerada na ruptura d a amstra nã drenada? c) Qual fi parâmetr de pr pressã A na ruptura da amstra nã drenada? d) Qual é ângul de atrit em terms de tensões efetivas? e) Qual é ângul d plan de cisalhament das duas amstras? f) Quais sã as tensões atuantes n plan principal mair (das duas amstras)? g) Quais sã as tensões atuantes n plan de 45 graus cm a hrizntal (das duas amstras)? h) Quais sã as tensões atuantes num plan de 60 graus cm a hrizntal. 20.ª ) Um crp de prva apresentu as seguintes características após a mldagem: Vlume 80 cm 3 Massa úmida 133 g γ s 2,69 g/cm 3 Ter de umidade 20 % Pede-se determinar ter de umidade d crp de prva após a aplicaçã de uma cntra pressã nde se bteve parâmetr de pr pressã B = 1. 21.ª ) Mstre que (quand se utiliza critéri de ruptura de Mhr-Culmb) ângul d plan de ruptura, θ, é dad pr: θ = 45 + φ /2 CIV 333 Mecânica ds sls II - 2004-I 6/6