2002/2003

 

 

MECÂNICA DOS SOLOS 1

Exame de Recurso

 

II Parte                                                                                                           Duração – 1h 45 m

 

1          Pretende-se construir um aterro de grande desenvolvimento em planta sobre um terreno cujo perfil geotécnico está representado na Figura 1. Admita que o aterro aplica ao terreno uma tensão vertical uniformemente distribuída. A Figura 2 representa a curva de compressibilidade obtida de um ensaio edométrico sobre uma amostra recolhida à profundidade de 7 m. Considere que tal curva é representativa do estrato de argila. 0 quadro da figura mostra as alturas piezométricas registadas num piezómetro situado à profundidade de 7 m em três instantes diferentes. Considere a areia saturada acima do nível freático.

 

 

Text Box: 0,0

-1,0

 

Areia

g = 18,2 kN/m3

 

-2,0

 

g w = 9,8 kN/m3

 

 

 

 

 

 

 


Registos de alturas piezométricas (m)

Antes da construção do aterro

6,00

Logo após a construção do aterro

11,00

1 ano após a construção do aterro

10,00

 

-7,0

 

Argila

g = 17,5 kN/m3

e 0 = 1,656

R oc = OCR = 1

 
 

 

 

 

 

 

-12,0

 
 

 

 

 

 


Figura 1

 

 

a)     Determine o índice de compressibilidade pela construção de Schmertmann e estime o valor do assentamento por consolidação do estrato argiloso. Se não determinou o valor de Cc pela referida construção, admita Cc = 0,90.

 

b)     Sabendo que o valor de cv da argila é de 6,72x10-7 m2/s e que 1 ano após a construção do aterro já se processou 90% do assentamento por consolidação da camada de argila, verifique a natureza permeável ou impermeável do estrato subjacente à camada de argila.

 

c)     Estime o assentamento total 50 anos após a construção do aterro tendo em conta não só o assentamento calculado em a) mas também o associado à consolidação secundária. Tome ca=0,27.

 

 

 

 

 

 

2         Na Figura 3 representa-se o corte geológico–geotécnico de um maciço sobre o qual irá ser construído um edifício industrial. As sapatas de fundação dos pilares são corridas pelo que a tensão transmitida pode ser assimilada a uma tensão vertical uniformemente distribuída com desenvolvimento infinito. À construção de cada um dos pisos correspondem tensões aplicadas na base das sapatas de 100 kPa, para o pilar central, e de 75 kPa, para os pilares extremos.

Ensaios realizados sobre amostras indeformadas colhidas a meia altura da camada argilosa permitiram determinar os seguintes parâmetros: f’=30º; c’=20 kPa e A=Af=0,6. Admita gw = 9,8 kN/m3 e que todos os estratos estão saturados.

a)       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 do piso 1, admitindo que a sua construção se processa muito rapidamente, sem praticamente haver dissipação dos excessos de pressão neutra gerados; iii) após completa dissipação dos excessos de tensão neutra associados à construção neste piso; iv) logo após a construção do piso 2, admitindo que esta se processa muito rapidamente; v) após dissipação dos excessos de tensão neutra gerados pala construção deste piso. No gráfico represente ainda as linhas K0 e Kf ;

b)       Marque no gráfico os valores das resistências não drenadas no ponto P no início do carregamento e no final da consolidação associada à construção do piso 2. Confirme os valores obtidos por intermédio de expressões teóricas apropriadas;

c)       Teria sido necessário aguardar a completa dissipação do excesso de tensão neutra associado à construção do piso 1 para que tal ponto não sofresse rotura por corte aquando da construção do piso 2? Em caso negativo, diga que valor do excesso de pressão neutra poderia estar ainda por dissipar sem que tal acarretasse rotura por corte do ponto P com a construção do piso 2;

d)       Tomando um coeficiente de consolidação cv = 10-7 m2/s, estime o tempo que seria necessário aguardar entre a construção dos pisos para que o ponto P não sofresse rotura por corte quando o piso 2 fosse construído.

Figura 3

Cotação das questões

 

a

b

c

d

Total

1

1,75

1,75

1,00

-

4,50

2

2,00

1,00

0,75

1,00

4,75