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Mecnica dos Solos
Segundo Semestre de 2017
Universidade Federal do Paran - UFPRSetor de TecnologiaDepartamento de Construo Civil DCC
Mecnica dos Solos TC-035Teras-feiras e Quintas-feiras das 7:30 s 9:10
A tenso de pr-adensamento
'vm = mxima tenso que o solo j foi solicitado.
v
vmOCR
'
'
'vm > 'v
OCR > > 1
'vm = 'v
OCR = 1
'vm < 'v
OCR < 1
Reviso
Determinao da tenso de pr-adensamento
Reviso
Exerccio:
1) Determine a tenso de pr-adensamento para este ensaio, pelo Mtodo de Casagrande ou Mtodo de Pacheco Silva, sendo o ndice de vazios inicial (eo) = 2.570
2) Para o ramo normalmente adensado, determine ao ndice de compresso (Cc)
3) Esta amostra indeformada de solo foi retirada na profundidade de 7 m e a tenso calculada nessa profundidade era de 30 kPa. Pergunta-se: Este solo sobre-adensado ou normalmente adensando?
ndices fsicos entre as trs fases
Peso especfico da gua (w): Embora varie com a temperatura, adota-se valoresde 10kN/m.
Peso especfico natural (n): Relao entre o peso total do solo e o seu volume. Osvalores variam entre 19 e 20 kN/m. Podendo ser maior que 21 kN/m ou menorque 17 kN/m. Argilas orgnicas apresentam valores de 14 kN/m.
Peso especfico saturado (sat): Peso especfico do solo saturado sem variao devolume. Valores na ordem 20kN/m.
Peso especfico submerso (sub): Peso especfico efetivo do solo quandosubmerso. Serve para os clculos de tenses efetivas. Igual ao peso especificonatural (n) do solo ou saturado (sat)menos o peso especfico da gua.
Reviso
Tenses nos solos
Conceito de tenses num meio particulado
Os solos so constitudos de partculas e as foras aplicadas aseles so transmitidas de partcula a partcula, alm das que sosuportadas pela gua dos vazios.
Conceito de tenses num meio particulado
As transmisso das foras se faz nos contatos, em reasreduzidas em relao a rea total envolvida.
Tenses normais
Tenses cisalhantes
s reas de contato real entre as partculas corresponde amenos que 1% da rea total. Assim, na prtica considera-se omeio como continuo para o clculo das tenses.
Tenses devido ao peso prprio do solo
Acima do nvel dgua
Tenses nos solos
Tenses devido ao peso prprio do solo
Caso o solo constitudo por camadas aproximadamentehorizontais, a tenso vertical o somatrio das diferentescamadas. Acima do nvel dgua.
Tenses nos solos
Presso neutra e tenses efetivas
Agora vamos trabalhar baixo do nvel dgua. A gua no interiordos vazios, est sob uma presso que independe da porosidadedo solo; dependendo da profundidade em relao ao nvel dagua. A presso de gua dada por:
A tenso normal total (v) dada:
tenses na gua (u)= poropresso ou presso neutra
tenses no solo (v) = tenso efetiva.
Terzaghi identificou estas parcelas!
Tenses nos solos
Presso neutra e tenses efetivas
Princpio das tenses efetivas:
1. A tenso efetiva para solos saturados pode ser expressa por:
2. Todos os efeitos de distoro (deformao sem variaode volume), compresso (deformao com variao devolume V) e resistncia ao cisalhamento devido avariao das tenses efetivas.
Deformao > deslocamento de partculas
Tenses nos solos
Exerccio:
Presso neutra e tenses efetivas
(RESPONSVEL PELO COMPORTAMENTO MECNICO DO SOLO)
Exerccio:
Presso neutra e tenses efetivas
u = 10x2,1= 21 kN/m
u = 10x6,1= 61 kN/m
u = 10x9,1= 91 kN/m
CARREGAMENTO
CAMADA MAIS COMPRESSVEL
Universidade Federal do Paran - UFPRSetor de TecnologiaPrograma de Ps-Graduao em Engenharia de Construo Civil PPGECC
Exerccio:
Clculo do recalque por adensamento
Aterro ser construdo e transmitir uma presso uniforme de 40kPa;
A tenso de pr-adensamento 18kPa superior que a tenso efetiva;
Cc = 1,8 e Cr = 0,3 = ?
Exerccio:
Clculo do recalque por adensamento
Aterro ser construdo e transmitir uma presso uniforme de 40kPa;
A tenso de pr-adensamento 18kPa superior que a tenso efetiva;
Cc = 1,8 e Cr = 0,3 = ?
Hi =
13
-4 =
9 m
a = vm = 18kPa + i =40 kPaf = i + = i + 40 kPa
i = 18*1,5+(18-10)*2,5+(15-10)*9/2 =
i = 69,5 kPa
4,0
-1,5
= 2
,5 m
i = ? tenso iniciala = vm = 18kPa + i = ? tenso de pr-adensamento =40 kPa acrscimo de cargaf = i + = i + 40 kPa = ? tenso final
i = 69,5 kPa tenso iniciala = vm = 18kPa + i = 18+69,5 = 87,5 kPa tenso de pr-adensamento =40 kPa acrscimo de cargaf = i + = i + 40 kPa = 69,5 +40 = 109,5 kPa tenso final
Corresponde a 6% de H
m
2cm -> 0,1 cm2 m -> 0,1 m (10 cm)
(5%H)
Exerccio:
Uma amostra indeformada de solo foi retirada a 8 m de profundidade, tendo-se calculado a tenso efetiva nesta profundidade, sendo de 40 kPa.Foi moldado um corpo de prova para o ensaio de adensamento, com as seguintes caractersticas:
Altura 38 mmVolume 341, 05 cmMassa 459,8 gUmidade 125,7%Massa especfica real dos gros 2,62 g/cm
O corpo de prova foi submetido ao ensaio de adensamento. Para efetuar-se os clculos do ensaio necessrio conhecer os ndices fsicos e os dados de entrada.
Calcule os ndices fsicos e os dados de entrada!
Exerccio:
Uma amostra indeformada de solo foi retirada a 8 m de profundidade, tendo-se calculado a tenso efetiva nesta profundidade, sendo de 40 kPa.Foi moldado um corpo de prova para o ensaio de adensamento, com as seguintes caractersticas:
Altura 38 mmVolume 341, 05 cmMassa 459,8 gUmidade 125,7%Massa especfica real dos gros 2,62 g/cm
O corpo de prova foi submetido ao ensaio de adensamento. Para efetuar-se os clculos do ensaio necessrio conhecer os ndices fsicos e os dados de entrada.
Calcule os ndices fsicos e os dados de entrada!
Massa especfica naturalMassa especfica aparente secandice de vazio inicialGrau de saturao
Altura de slidos
O corpo de prova foi submetido ao ensaio de adensamento. Foi registradoos seguintes valores de altura de CP ao final de cada estgio de carregamento, determinadas por meio de um defletmetro, a partir da alturainicial do CP.
tenso (kPa) Altura (mm) ef
10 37.786
14 37.746
20 37.698
28 37.585
40 37.315
56 36.845
80 35.966
160 32.786
320 29.53
640 26.837
1280 24.786
640 24.871
160 25.197
40 25.684
10 26.461
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
e
tenso (kPa)
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
1 10 100 1000 10000
e
Log tenso (kPa)
tenso (kPa) Altura (mm) ef
10 37.786 3.362
14 37.746 3.358
20 37.698 3.352
28 37.585 3.339
40 37.315 3.308
56 36.845 3.254
80 35.966 3.152
160 32.786 2.785
320 29.53 2.409
640 26.837 2.098
1280 24.786 1.861
640 24.871 1.871
160 25.197 1.909
40 25.684 1.965
10 26.461 2.055
1.150
1.400
1.650
1.900
2.150
2.400
2.650
2.900
3.150
3.400
3.650
1 10 100 1000 10000
e
tenso (kPa)
1.150
1.400
1.650
1.900
2.150
2.400
2.650
2.900
3.150
3.400
3.650
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
e
tenso (kPa)
Determine: a tenso de pr-adensamento; OCR Cc coeficiente de compresso Cr coeficiente de recompresso
1.150
1.400
1.650
1.900
2.150
2.400
2.650
2.900
3.150
3.400
3.650
1 10 100 1000 10000
e
tenso (kPa)