2002/2003

          

            

MECÂNICA DOS SOLOS 1

Exame

 

II Parte                                                                                                           Duração – 2 Horas

 

1         Na Figura 1 representa-se o corte vertical numa formação sedimentar dum vale aluvionar num local situado nas proximidades duma albufeira criada por uma obra de retenção de água que vai ser objecto de uma remodelação visando a subida da cota do coroamento e do nível de retenção. Em virtude dessa remodelação o nível freático no local da figura vai sofrer uma subida permanente de 2 metros, isto é, vai passar da cota 108 para a cota 110.

Posteriormente à remodelação e subida do nível freático, no local da figura está prevista a realização de um aterro com uma espessura média de 3 metros sobre o qual irá ser construído um parque industrial. No topo superior deste aterro serão edificadas diversas estruturas ligeiras cujas fundações transmitem ao aterro tensões negligenciáveis e cujo assentamento se pretende que não exceda 3 cm.

Responda às questões das alíneas seguintes justificando devidamente as respostas.

 

a)       Estime o valor do empolamento da superfície original do terreno provocada pela subida permanente do nível freático.

b)       Admitindo que o processo de consolidação associado à subida do nível freático se encontra terminado quando for executado o aterro, estime o assentamento por consolidação primária devido ao carregamento gerado pelo aterro.

c)       Determine os valores da pressão neutra no ponto A nos seguintes instantes: i) situação inicial, antes da subida do nível freático; ii) logo após a subida do nível freático, suposta instantânea; iii) 240 dias após a subida do nível freático; iv) antes da realização do aterro; v) 240 dias após a realização do aterro; vi) após a conclusão do processo de consolidação devida ao carregamento do aterro.

d)       Estime o tempo que deverá decorrer após a realização do aterro para que o assentamento posterior da plataforma devido à consolidação primária não exceda 3 cm.

 

Figura 1

 

2         No maciço terroso cujo corte geológico – geotécnico se representa na Figura 2, pretende-se implantar um reservatório de planta circular com o diâmetro de 10,0 metros. A estrutura vazia transmite ao terreno uma tensão vertical uniformemente distribuída de 20 kPa. A cada metro de altura de material armazenado corresponde uma tensão adicional de 8 kPa. Admita gw = 9,8 kN/m3. Na figura representam-se ainda os parâmetros determinados a partir de ensaios realizados sobre amostras indeformadas colhidas a meia altura da camada argilosa.

a)       Considerando que o enchimento se vai efectuar imediatamente após a execução do reservatório, determine a altura máxima de armazenamento, de forma a que o ponto P, situado a meia altura da camada argilosa e na vertical do centro do reservatório, não sofra rotura por corte.

b)       Trace num diagrama p, p’, q as trajectórias de tensões totais e efectivas no ponto P, nas seguintes fases: i) estado de repouso; ii) logo após a execução e enchimento do reservatório até 4 m de altura, admitindo que estas operações se processam muito rapidamente, sem praticamente haver dissipação dos excessos de pressão neutra gerados; iii) fim da consolidação. Marque no desenho as linhas K0 e Kf e o excesso de pressão neutra gerado pela intervenção.

c)       Determine, analítica e graficamente, o aumento da resistência não drenada no ponto P, após conclusão da consolidação associada à execução e ao enchimento do reservatório até 4 m.

 

Figura 2

 

Cotação das questões

 

a

b

c

d

Total

1

1.00

1.00

1.25

1.00

4.25

2

1.75

1.75

1.00

-

4.25