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
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 0.10 0.008 0.55 0.238 0.15 0.019 0.60 0.287 0.20 0.031 0.65 0.342 0.25 0.050 0.70 0.403 0.30 0.071 0.75 0.490 0.35 0.097 0.80 0.567 0.40 0.126 0.85 0.700 0.45 0.160 0.90 0.848 0.50 0.196 0.95 1.125 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
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*10-3 0 1 2 3 4 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. 33 - 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
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
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. 22 20 18 16 14 12 10 9 8 6 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. 35 - 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 0,24 0.48 1,0 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
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
Mecânica ds Sls Engª Gelógica DEC/FCT/UNL 4.7
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 : 1 100 U = ( 100 100 100 U U v)( R) em que s valres de U, U v e U R sã epresss em percentagens. 37 - 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