Transcript 1) O peso específico de um solo é 16,5 kN/m , teor de

nstituto de Ciências Jurídicas
Campus Brasília
Curso: Engenharia Civil
Disciplina: GEOLOGIA E MEC. SOLOS
Prof(a): Camilla Rodrigues Borges
Turma: DEPENDENCIA
NOTA
TRABALHO
DATA:
_______/_______/ 2013
Nome do aluno:
RA:
1) O peso específico de um solo é 16,5 kN/m3, teor de umidade 15% e gravidade
específica 2,7. Determinar:
a)
b)
c)
d)
Peso específico seco ;
Porosidade (n);
Grau de saturação (S);
Quantidade de água, em kg/m3, a ser adicionada para alcançar a saturação
completa.
2) Um recipiente de vidro e uma amostra indeformada de um solo saturado tem massa
de 68,959 g. Depois de seco baixou para 62,011 g. Amassa do recipiente é 35,04 g e o
peso específico dos grãos é 28 kN/m3. Determine o índice de vazios, a porosidade e o
teor de umidade da amostra original.
3) Uma amostra de solo saturado tem um volume de 0,028 m3 e massa de 57,2 kg.
Considerando que os vazios estão tomados por água, determinar o índice de vazios, o
teor de umidade e o peso específico seco deste solo. Considerar Gs = 2,79.
4) Para se construir um aterro, dispõe-se de uma quantidade de solo, que é chamada de
“área de empréstimo”, cujo volume foi estimado em 3.000m3. Ensaios mostraram que o
peso específico natural é da ordem de 17,8 kN/m3 e que a umidade é de cerca de 15,8%.
O projeto prevê que o aterro seja compactado com uma umidade de 18% ficando com
um peso específico seco de 16,8 kN/m3. Que volume de aterro é possível construir com
o material disponível e que volume de água deve ser adicionado?
5) A construção de um aterro consumirá um volume de 400.000m3 de solo de
empréstimo com índice de vazios após a compactação de 0,64. Há três jazidas que
podem ser utilizadas com as seguintes características:
JAZIDA
Serrinha
Araras
Pitomba
DISTÂNCIA (km)
3
5
4
Índice de vazios (e)
1,85
0,78
1,1
Admitindo-se que o preço do transporte do material por km seja igual, qual a jazida
economicamente mais favorável?
6) Com relação à compactação dos solos responda:
a) Explique por que, partindo do menor teor de umidade do ramo seco, o solo ao
ser compactado a uma mesma energia aumenta o γd com o aumento de w até
atingir γdmax e wótimo, e passa a diminuir o γd a medida em que se aumenta w a
partir deste ponto.
d) Porque o solo é compactado na umidade ótima e não no ramo seco (que possui
uma resistência maior)?
e) Qual é o efeito da energia de compactação na curva de compactação? O que
acontece com a umidade ótima de compactação quando se aumenta a energia
utilizada?
f) A partir dos resultados obtidos no laboratório, traçar uma curva de
compactação, plotar os pontos e a linha de saturação. E determinar o valor de
massa específica seca máxima e umidade ótima.
#
g
g
g/cm³
#
g
g
g
g
g
%
%
g/cm³
16
53,82
48,53
22,52
5,29
26,01
20,34
05
8190
3200
1,53
19
56,68
50,62
20,84
6,06
29,78
20,35
20,36
1,27
14
57,87
51,79
21,96
6,08
29,83
20,38
12
49,45
44,86
24,64
4,59
20,22
22,70
09
8620
3660
1,75
08
57,39
50,63
20,93
6,76
29,70
22,76
22,72
1,43
22
54,97
48,53
20,15
6,44
28,38
22,69
9
55,59
48,54
20,16
7,05
28,38
24,84
37
8780
3930
1,89
17
59,85
52,53
23,07
7,32
29,46
24,85
24,85
1,51
04
45,90
40,93
20,95
4,97
19,98
24,87
Massa Específica Seca (g/cm³)
CILINDRO
M + T(c)
M
ρ
Cápsula
M + M(c)
MS + M(c)
M(c)
MW
MS
w
w média
ρd
Teor de Umidade (%)
14
55,40
48,56
23,11
6,84
25,45
26,88
33
8880
3920
1,88
35
54,69
47,93
22,72
6,76
25,21
26,81
26,84
1,48
33
54,66
48,18
24,02
6,48
24,16
26,82
07
52,25
45,36
21,27
6,89
24,09
28,60
02
8750
3900
1,86
20
52,66
45,54
20,81
7,12
24,73
28,79
28,79
1,45
5
57,94
49,99
22,56
7,95
27,43
28,98
7) Trace ao longo da profundidade o gráfico das tensões totais, neutras e efetivas para o
perfil seguinte:
a) nas condições atuais;
b) após uma drenagem permanente, rebaixando o NA até a cota -4, escavação da
argila orgânica e lançamento de um aterro de extensão infinita (γnat = 18 kN/m3)
até a cota +3.
8) Um ensaio de laboratório com permeâmetro de carga variável foi realizado para
determinação do coeficiente de permeabilidade de uma amostra de solo (ver Figura).
Com a instalação da amostra no permeâmetro, verificou-se, a variação do nível d’água
da cota 500 mm (H0) para a cota 485 mm (H1) levou 500 segundos. Qual o coeficiente
de permeabilidade e como você classificaria este solo quanto a sua granulometria?
9) Um perfil de solo consiste em quatro camadas heterogêneas de espessura (H1=3 m;
H2 = 6 m; H3= 3 m; H4 = 4 m . O valor do coeficiente de permeabilidade k das
camadas são k1= 1.10-9m/s; k2= 1.10-5m/s; k3= 1.10-4m/s; k4= 1.10-7m/s. Qual é o
valor do coeficiente de permeabilidade equivalente na horizontal e na vertical?
10) Após a construção de uma barragem, detectou-se a presença de uma camada
permeável de espessura uniforme igual a 20 m e que se estende ao longo de toda a
barragem, cuja seção transversal está ilustrada abaixo. Essa camada provoca, por
infiltração, a perda de volume de água armazenada.
Sabe-se que, sob condições de fluxo laminar, a velocidade de fluxo aparente da água
através de um meio poroso pode ser calculada pela lei de Darcy, que estabelece que
essa velocidade é igual ao produto do coeficiente de permeabilidade do meio pelo
gradiente hidráulico (perda de carga hidráulica por unidade de comprimento
percorrido pelo fluido, ou seja Δℎ/. A vazão de água através do meio é o produto
da velocidade de fluxo pela área da seção atravessada pela água, normal à direção
do fluxo. Suponha que o coeficiente de permeabilidade da camada permeável seja
igual a 10-3 m/s, que ocorram perdas de carga hidráulica somente no trecho
percorrido pela água dentro dessa camada e que a barragem e as demais camadas
presentes sejam impermeáveis. Sob essas condições, qual é a vazão (Q) ao longo de
10 m comprimento ao longo da extensão da barragem, que é perdida por infiltração
através da camada permeável?
11) Sobre a matéria de adensamento: Calcule o recalque final da área devido ao
adensamento da argila (normalmente adensada) e o recalque após um período de 4 anos
a partir do início da construção do aterro.
a) Dados:
e = 0,74 − 0,62log σ′⁄100
= 1,67 /
! = !" − 0,5!$ (onde !$ = 1ano)
Aterro (% = 19'(/))
Areia (% = 17,5'(/) )
Argila (*+, = 16'(/) )
a) Dados:
e = 0,64 − 0,53log σ′⁄100
= 3,4 /
! = !" − 0,5!$ (onde !$ = 1ano)
Aterro (% = 18'(/))
Areia (% = 19'(/))
Argila (*+, = 16,5'(/))
b) Calcular o tempo decorrido (em anos) para ocorrer 90% do recalque de uma
estrutura apoiada em um solo compressível de 8,0 m de espessura e uma face
drenante no topo da camada (c0 = 3,5x1023 m/s. E se o solo estivesse entre duas
camadas drenantes?
12) Num corpo de prova são aplicadas tensões verticais, horizontais e de cisalhamento,
como pode ser visualizado na Figura abaixo. Calcular as tensões principais maior (σ
( 9 e
menor σ) ,, o ângulo de atrito deste solo (ϕ,
( , a inclinação do plano de ruptura (α
(
e as
tensões de ruptura dos mesmos (σ
( 7 , τ7 .
a)
b)