2002/2003

          

            

MECÂNICA DOS SOLOS 1

Exame

 

I Parte                                                                                                            Duração - 1 h 30 m

 

 

 

1.   Sobre o maciço representado na Figura 1 vai ser construído um aterro de dimensões muito grandes em planta para a construção de uma unidade industrial. O nível freático encontra-se em geral muito perto da superfície do terreno.

Figura 1

 

 

 

      O Quadro 1 mostra alguns parâmetros físicos obtidos de amostras colhidas nos três estratos do maciço. Como informação adicional, tome nota de que os dois solos com plasticidade estão em contacto entre si.

 

 

 

Quadro 1

 

Solo

% argila

% silte

% areia

% cascalho

gs

(kN/m3)

wL

(%)

wP

(%)

gd min

(kN/m3)

gd max

(kN/m3)

e

1

35

50

15

-

26,1

100

50

-

-

1,2

2

-

5

80

15

26,0

-

-

13,0

20,0

0,9

3

45

40

15

-

25,9

85

35

-

-

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Justifique cuidadosamente todas as respostas às questões que se seguem.

 

a)       Calcule o peso volúmico dos solos do Quadro 1. Deduza as expressões que empregar.

b)       Descreva cada um dos solos para fins da Engenharia Civil usando no máximo seis palavras para cada um.

c)       Estabeleça uma correspondência entre os solos do quadro e os estratos da figura.

d)       Algum dos solos poderá exibir comportamento deficiente em caso de ocorrência de um sismo de grande intensidade? Em caso afirmativo identifique o solo e o comportamento e refira um processo que permita obstar essa ocorrência.

e)       Algum dos solos poderá ser um solo residual do granito? Em caso afirmativo, identifique-o.

f)        Algum dos solos poderá ser altamente sobreconsolidado? Em caso afirmativo, identifique-o e diga como poderia confirmar tal apreciação.

g)       Serão do mesmo tipo as fracções argilosas presentes nos solos 1 e 3?

h)       Se quisesse empregar um dos solos do quadro como material de aterro, qual deles escolheria? Que tipo de cilindro compactador recomendaria para o compactar?

i)         Imagine o ponto P no centro da camada B a 15 m de profundidade. Após a construção do aterro e da consequente consolidação, a resistência ao corte em P, para um carregamento em condições não drenadas, mantém-se constante ou varia? Neste último caso, atribua um valor plausível para tal variação.

j)         O Quadro 2 inclui quatro conjuntos de parâmetros de resistência em tensões efectivas. Três deles correspondem aos solos do Quadro 1. Estabeleça a respectiva correspondência.

 

 

Quadro 2

 

 

a

b

c

d

c’(kPa)

30

30

0

0

f’(º)

25

45

27

33

 

 

 

2.   Na Figura 2 está representada em corte transversal uma barragem com 120 m de desenvolvimento e a rede de escoamento no maciço de fundação para duas situações diferentes (a e b). Tome para este maciço = 2.5 10-3 m/s, g = 20 kN/m3 e gw = 9,8 kN/m3.

 

a)       Em que caso é maior o caudal que atravessa por dia o maciço de fundação da barragem? Justifique a resposta com cálculos e comente o resultado.

 

b)       Calcule a pressão neutra no ponto A da Figura 2a e caracterize em grandeza, direcção e sentido a força de percolação na região sombreada na mesma figura.

 

c)       Avalie a segurança em relação ao “piping” ou erosão interna na situação da Figura 2a . Na situação da Figura 2b a segurança relativamente ao “piping” será, em princípio, maior ou menor? Que característica do material constituinte do dreno de jusante é relevante no que respeita à segurança em relação ao “piping” ou erosão interna?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

 

 

 

 

 

b)

 

Figura 2

 

Cotação das questões

 

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

Total

1

1.00

1.00

0.50

1.00

0.50

1.00

0.75

0.75

1.00

1.00

8.50

2

1.00

1.00

1.00

 

3.00