2002/2003

          

            

MECÂNICA DOS SOLOS 1

Exame de Recurso

 

I Parte                                                                                                            Duração - 1 h 45 m

 

Justifique cuidadosamente todas as respostas às questões que se seguem. Respostas não justificadas não serão consideradas.

1 -   A Figura 1 representa um maciço terroso sedimentar constituído por três estratos sobrejacentes a um maciço de calcário margoso. O nível freático encontra-se perto da superfície do terreno. Sobre o maciço vai ser construído um aterro para uma auto-estrada.

Figura 1

 

O Quadro 1 inclui características físicas e de identificação determinadas a partir de amostras recolhidas nos três estratos.

Quadro 1

Solo

%

argila

%

silte

%

areia

%

cascalho

γs

(kN/m3)

γ

(kN/m3)

emax

emin

wL

(%)

wP

(%)

1

25

45

30

-

26,0

19,0

-

-

35

19

2

-

-

20

80

26,0

21,6

0,27

0,98

-

-

3

65

30

5

-

26,3

15,6

-

-

120

40

a)      Determine o índice de vazios e o teor em água dos três solos. Deduza as expressões que empregar.

b)      Estabeleça a correspondência entre os solos do quadro e os estratos da figura.

 

 

c)      Acha plausível que possa haver problemas de estabilidade do aterro, isto é, rotura por deslizamento envolvendo parte do corpo do aterro e do solo de fundação? Em caso afirmativo, que solo(s) poderá(ão) causar tais problemas? Estes poderão surgir na altura da construção ou a longo prazo?

d)      Acha plausível a ocorrência de assentamentos elevados e diferidos no tempo? Em caso afirmativo, que solo(s) poderá(ão) causa-los e como podem ser evitados?

e)      Acha plausível que um sismo intenso possa induzir assentamentos significativos no maciço? Em caso afirmativo, que solo(s) poderá(ão) causa-los e como podem ser evitados?

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

g)      Ordene os solos por ordem crescente de permeabilidade.

h)      O Quadro 2 inclui quatro conjuntos de parâmetros de resistência (valores de pico), correspondendo três deles aos solos do Quadro 1. Estabeleça a correspondência que achar mais razoável entre os dois quadros.

Quadro 2

 

a

b

c

d

f’(º)

47

25

45

28

c´(kPa)

50

5

0

0

i) Falando agora do aterro propriamente dito, que parâmetros são medidos no âmbito do controlo da compactação? Que aparelhos são usados para o efeito?

 

2 -   A construção de um sistema de aduação de águas residuais implica o atravessamento por condutas de um maciço aluvionar submerso, em que a profundidade média da água é de cerca de 0,4m. Por questões de segurança, relacionadas com actividades de dragagem realizadas na proximidade do local, as condutas serão enterradas conforme se pode observar na Figura 2.

       De forma a executar os trabalhos de colocação das condutas será necessário que a vala se encontre a seco pelo que, durante a sua instalação, a rede de fluxo será a que se apresenta na mesma figura.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 2

 

 

 

a)      Uma vez que se pretende seleccionar as bombas necessárias para manter o interior da vala a seco, determine qual o caudal a bombear diariamente por metro linear de escavação.

b)      Diga, em qual dos seguintes 4 pontos: A; B; C ou D, deverá surgir uma partícula de água que iniciou a sua percolação através do maciço no ponto X. Justifique.

c)      Admitindo que as tensões totais no ponto P não são alteradas com a escavação, determine quais as tensões verticais, neutra e efectiva, naquele ponto antes e após a escavação (tome gw = 10 kN/m3).

d)      Caracterize (grandeza, direcção e sentido) a força de percolação no elemento a tracejado considerando que as duas dimensões aproximadas são as que constam do desenho.

 

 

 

 

 

Cotação das questões

 

a

b

c

d

E

f

g

h

i

Total

1

1.25

1.25

1.00

0.75

0.75

0.50

0.75

1.25

0.75

8.25

2

0.75

0.50

0.75

0.50

 

2.50