Mecanicadossolosufsm.pdf - Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Departamento de Transporte NOTAS DE AULA MEC\u00c2NICA DOS SOLOS Jos\u00e9

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Unformatted text preview: Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Departamento de Transporte NOTAS DE AULA MECÂNICA DOS SOLOS José Mario Doleys Soares Rinaldo J. B. Pinheiro Ildomar S. Tavares Santa Maria Maio / 2006 Notas de Aula - Mecânica dos Solos i SUMÁRIO UNIDADE 1 – INTRODUÇÃO A MECÂNICA DOS SOLOS 1.1 1.2 Introdução ........................................................................................................................................................ Origem e formação dos solos............................................................................................................................ 1 1 UNIDADE 2 - ÍNDICES FÍSICOS E RETIRADA DE AMOSTRAS 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.6 Introdução ........................................................................................................................................................ Relação de fases ............................................................................................................................................... Relação entre pesos ....................................................................................................................................... Relação entre volumes .................................................................................................................................. Relação entre pesos e volumes ..................................................................................................................... Fórmulas de correlação .................................................................................................................................... Determinação experimental dos índices físicos ............................................................................................... Determinação do peso e volume de uma amostra ......................................................................................... Determinação do teor de umidade ................................................................................................................. Determinação do peso específico real dos grãos ........................................................................................... Retirada de amostras ........................................................................................................................................ Equipamentos e acessórios ........................................................................................................................... Procedimentos para a amostragem ................................................................................................................ Cuidados a serem tomados ........................................................................................................................... Dimensionamento da amostra ....................................................................................................................... Exercícios ........................................................................................................................................................ 3 4 4 4 6 7 8 8 8 9 10 11 11 15 16 21 UNIDADE 3 - GRANULOMETRIA DOS SOLOS 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6 Introdução ........................................................................................................................................................ Classificação dos solos baseados em critérios granulométricos ...................................................................... Determinação granulométrica do solo ............................................................................................................. Processo de peneiramento ............................................................................................................................. Processo de sedimentação ............................................................................................................................. Cálculo do ensaio de granulometria ................................................................................................................. Propriedades que auxiliam na identificação dos solos ..................................................................................... Textura .......................................................................................................................................................... Compacidade ................................................................................................................................................ Forma dos grãos ............................................................................................................................................ Uso da granulometria ....................................................................................................................................... 23 24 25 26 27 31 33 33 35 36 37 UNIDADE 4 - PLASTICIDADE E CONSISTÊNCIA DOS SOLOS 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.11.1 4.11.2 4.11.3 4.11.4 Introdução ........................................................................................................................................................ Composição mineralógica das argilas .............................................................................................................. Argilo-minerais ............................................................................................................................................. Estrutura dos argilo-minerais......................................................................................................................... Estados de consistência .................................................................................................................................... Determinação experimental dos limites de consistência .................................................................................. Limite de liquidez ......................................................................................................................................... Limite de plasticidade ................................................................................................................................... Limite de contração ...................................................................................................................................... Índice de plasticidade ....................................................................................................................................... Índice de consistência ...................................................................................................................................... Índice de liquidez ............................................................................................................................................. Atividade coloidal ............................................................................................................................................ Grau de contração ............................................................................................................................................ Gráfico de plasticidade .................................................................................................................................... Estrutura dos solos ........................................................................................................................................... Estrutura granular simples ............................................................................................................................. Estrutura alveolar .......................................................................................................................................... Estrutura floculenta........................................................................................................................................ Estrutura esqueleto......................................................................................................................................... 38 38 38 39 41 43 43 44 45 46 47 48 48 48 49 50 51 51 51 51 Notas de Aula - Mecânica dos Solos ii 4.12 Amolgamento ................................................................................................................................................... 52 4.13 Tixotropia ......................................................................................................................................................... 53 4.14 Exemplos de limites de consistência ................................................................................................................ 54 UNIDADE 5 - CLASSIFICACÃO E IDENTIFICACÃO DOS SOLOS 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Introdução ............................................................................................................................................................ Classificação textural ........................................................................................................................................... Classificação H.R.B / A.A.S.H.O ........................................................................................................................ Sistema Unificado de Classificação dos Solos ..................................................................................................... Classificação Geotécnica M.C.T. para solos Tropicais ........................................................................................ Classificação Táctil-Visual .................................................................................................................................. Exercícios ............................................................................................................................................................ 57 57 58 60 67 67 71 UNIDADE 6 - PERMEABILIDADE DOS SOLOS 6.1 Introdução ............................................................................................................................................................ 6.2 Regime de escoamento nos solos ......................................................................................................................... 6.3 Ley de Darcy ........................................................................................................................................................ 6.4 Fatores que influenciam a permeabilidade ........................................................................................................... 6.5 Ordem de grandeza do coeficiente de permeabilidade ......................................................................................... 6.6 Determinação da permeabilidade ......................................................................................................................... 6.6.1 Ensaios de laboratório ................................................................................................................................... 6.6.2 Ensaios de campo (in situ) ............................................................................................................................ 6.7 Fórmulas empíricas .............................................................................................................................................. 6.8 Exemplos de ensaios de permeabilidade .............................................................................................................. 6.9 Exercícios ............................................................................................................................................................ 73 73 74 75 77 77 77 82 88 89 91 UNIDADE 7 – PRESSÕES E TENSÕES NO SOLO 7.1 Introdução ............................................................................................................................................................ 7.2 Tensões geostáticas .............................................................................................................................................. 7.1.1 Água no solo ................................................................................................................................................. 7.1.2 Tensão vertical total ...................................................................................................................................... 7.1.3 Princípio das tensões efetivas ....................................................................................................................... 7.1.4 Solos submersos ............................................................................................................................................ 7.1.5 Solos não saturados ....................................................................................................................................... 7.1.6 Pressões efetivas em condições hidrodinâmicas ........................................................................................... 7.1.7 Tensões horizontais ...................................................................................................................................... 7.1.8 Superfície de terreno inclinado ..................................................................................................................... 7.1.9 Capilaridade .................................................................................................................................................. 7.2 Propagação de tensões no solo devido a carregamentos externos ........................................................................ 7.2.1 Tensões induzidas no interior do maciço ...................................................................................................... 7.2.2 Efeito de sobrecarga ..................................................................................................................................... 7.2.3 Teoria de distribuição de pressões no solo por efeito de sobrecarga ............................................................ 7.2.4 Hipótese simples ou antiga ............................................................................................................................ 7.2.5 Teoria da elasticidade ................................................................................................................................... 7.2.5.1 Carga concentrada - Solução de Boussinesq ................................................................................................. 7.2.5.2 Carga linear - Solução de Melan ................................................................................................................... 7.2.5.3 Área carregada - Carga uniforme sobre uma placa retangular de comprimento infinito .............................. 7.2.5.4 Área carregada - Carregamento uniformemente distribuído sobre uma placa retangular.............................. 7.2.5.5 Área carregada - Carregamento uniformemente distribuído sobre uma área circular ................................... 7.2.5.6 Área carregada - Carregamento triangular (Osteberg, Carothers, Fadum) ................................................... 7.2.5.7 Área carregada - Carga uniforme distribuída sobre uma superfície de forma irregular (Newmark) ............. 7.2.6 Solução de Westergaard ................................................................................................................................ 7.3 Bulbo de pressões ................................................................................................................................................ 7.4 Pressão de contato ................................................................................................................................................ 7.5 Exercícios ............................................................................................................................................................ 93 93 94 95 96 97 97 98 99 101 102 104 105 105 106 106 107 107 109 109 111 113 115 118 119 121 123 124 UNIDADE 8 – COMPRESSIBILIDADE, ADENSAMENTO E RECALQUES NO SOLO 8. 1 Introdução .................................................................................................................................................... 8.2 Elemento de solo submetido a tensões ............................................................................................................. 130 131 Notas de Aula - Mecânica dos Solos 8.3 Processp de adensamento – solos finos saturados ............................................................................................ 8.4 Modelo mecânico de Terzaghi ......................................................................................................................... 8.5 Teoria de adensamento de Terzaghi ................................................................................................................. 8.6 Solução da equação diferencial do adensamento ............................................................................................. 8.7 Altura de drenagem........................................................................................................................................... 8.8 Solução gráfica – grau de adensamento localizado .......................................................................................... 8.9 Solução gráfica – grau de adensamento médio ................................................................................................ 8.10 Soluções aproximadas da equação de adensamento ........................................................................................ 8.11 Ensaio de adensamento ou compressão confinada ........................................................................................... 8.12 Apresentação dos resultados dos ensaios de adensamento .............................................................................. 8.12.1 Pressão de adensamento ............................................................................................................................... 8.13 Recalques por adensamento .............................................................................................................................. 8.14 Recalques devido ao rebaixamento do lençol freático ..................................................................................... 8.15 Correções do recalque por adensamento .......................................................................................................... 8.16 Compressão secundária .................................................................................................................................... 8.17 Recalques por colapso ...................................................................................................................................... 8.18 Recalques ........................................................................................................................................................ 8.19 Exercícios ........................................................................................................................................................ iii 131 131 133 136 137 138 140 140 142 143 144 149 153 154 157 158 159 160 UNIDADE 9 – RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS 9.1 Introdução ........................................................................................................................................................ 9.1.1 Tensões no solo ............................................................................................................................................ 9.1.2 Círculo de Mohr ........................................................
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  • Winter '16
  • The Land, Cilindro, Rocha, MECÃNICA DOS SOLOS, Pressão, Argila

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