ENGENHARIASUBMARINA

PROPRIEDADES E MECNICA DOS SOLOSPOR: ALOSIO DRSEMEYER

NDICE 1 Introduo 2 NoesBsicassobreGeotecnia 3 LevantamentodeDadosGeotcnicos 4 ImportnciadaDeterminaodosParmetrosGeotcnicos

1. INTRODUO O que h em comum entre essas estruturas?RODOVIA FERROVIA AEROPORTO PONTE VIADUTO TNEL BARRAGEM PRDIO RESIDENCIAL / COMERCIAL TORRE DE TRANSMISSO PLATAFORMA FIXA (JAQUETA, CAISSON) PER OLEODUTO, GASODUTO, AQUEDUTO isso mesmo! Todas elas so assentes, direta ou indiretamente, sobre o terreno: solo ou rochaPeculiaridade dos solos: no h como se especificar as caractersticas de resistncia e deformabilidade do terreno, como se faz com outros materiais como ao, concreto armado...

Da a necessidade de se investigar caso a caso, de acordo com as necessidades de cada projeto.

1. INTRODUO

CARACTERSTICAS DO PROJETO IMPORTANTES PARA A GEOTECNIA: Dimetro Variao do peso submerso (duto + revestimento + fluido transportado) Tipo de revestimento Caractersticas estruturais do duto Temperatura do fluido Alternativas de shore approach

1. INTRODUOQuais so as informaes geotcnicas demandadas pelos projetos de dutos submersos? Estratigrafia do solos ao longo da rota do duto; Parmetros de resistncia e deformabilidade do solo; Afundamento estimado do duto; Possibilidade de ocorrncia de vos livres; Viabilidade de enterramento do duto.

No sentido de suprir tais necessidades, atravs das investigaes a seguir, obtm-se as informaes geotcnicas necessrias: Amostragens Kullenberg, etc; Sondagens Geotcnicas Percusso e/ou Mistas; Ensaios de campo (CPT) e de Laboratrio.

NOESBSICASSOBRE GEOTECNIA

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIAGEOLOGIA DE ENGENHARIA MECNICA DOS SOLOS MECNICA DAS ROCHAS HIDROLOGIA

GEOTECNIA

Cincia que estuda o comportamento do solo para o uso em obras de Engenharia Civil.

Fundaes Rodovias e ferrovias Pavimentao Obras de conteno Barragens e obras de terra Obras subterrneas Geotecnia ambiental Estabilidade de taludes

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIARochas: Agregados naturais compostos de um ou mais minerais unidos por foras permanentes muitos fortes. Solos: Produtos resultantes do intemperismo das rochas, por desintegrao mecnica ou decomposio qumica ou, ainda, da decomposio de matria orgnica. Classificao quanto a origem: Colvio, Talus (Gravidade) Residual Transportado ou Sedimentar Orgnico Aluvio (gua) Fluviais, Lacustres e Marinhos Elico Glacial

SolosResiduaisO produto da intemperizao da rocha permanece no local de origem

Solo residual de Sienito

Granito-Gnaisse

Gnaisse

ArgilaseAreias

Areia

Argila

Areia com fragmentos de conchas

SoloOrgnicoTurfa: Produto da decomposio de matria orgnica

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedades ndice

Grosindividuais Tamanho,forma,rugosidade,mineralogia,superfcieespecfica Relaesentrefases Porosidade,ndicedevazios,graudesaturao,teordeumidade,massasespecficas totaleseca,densidaderelativadosgros Solocomoumtodo Distribuiogranulomtrica,limitesdeconsistncia,compacidaderelativa,atividade

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:GrosIndividuaisTamanhodosGrosDimetro dos Gros (mm)argila 0,002 Solos Coesivos silte 0,05fina

areia 0,4media grossa

pedregulho 4,8

calhau 76 250

mataco 1000

2

Solos Granulares Solos de Granulao Grossa Anlise por Peneiramento

Solos de Granulao Fina Anlise por Sedimentao

Classificao ABNT FormadosGros Formas Polidricas: Predominam nos pedregulhos areias e siltes

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIAFormadosGros Molcula de gua

Argilo-Mineral QuartzoH --- - - --H+ - - - - - - H+ H+ H++

H+ H+ H+ H+

-

1 mm

0,0001 mm

Arredondados

Lamelares

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:GrosIndividuaisDistribuioGranulomtrica Peneiramento Percentual em peso do solo que passa por peneiras com aberturas pr-estabelecidas em Normas Tcnicas

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:GrosIndividuaisDistribuioGranulomtrica Sedimentao Lei de Stokes: Velocidade de queda de partculas slidas em suspenso em uma soluo gua-solo proporcional ao quadrado do dimetro das partculas

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:GrosIndividuaisDistribuioGranulomtrica1/2" 200 100 12" 100 90 Peneira N o( SUCS ) 30" 0 10 20 30 40 50 60 70 60 40 20 10 1" 2" 3" 6" 4

Porcentagem quepassa (%) (%) Porcentagem que passa

80 70 60 50 40 30

Sedimentao

Porcentagem retida (%)Porcentagem retida(%)

Peneiramento20 10 0 0,0001

80 90 100 1000Mataco

0,001Argila Argila Argila

0,01Silte Silte Silte

0,1 1 Dimetro dos Gros (mm)Areiafina fina mdia grossa fino grossa

10Pedregulhomdio grosso

100Pedra3 4

ABNT SUCS MIT

Areiamdia 1

Pedregulho2

Areiafina mdia grossa

Pedregulho

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:GrosIndividuaisDistribuioGranulomtrica1/2" 200 100 12" 100 90 80 Peneira N o( SUCS ) 30" 0 10 20 30 60 40 20 10 1" 2" 3" 6" 4

Argila Areia

Porcentagem que passa (%)

70 60 50 40 30 20 10 0 0,0001

Silte-areno-argiloso

40 50 60 70 80 90 100 1000Mataco

0,001Argila Argila Argila

0,01Silte Silte Silte

0,1 1 Dimetro dos Gros (mm)Areiafina fina mdia grossa fino grossa

10Pedregulhomdio grosso

100Pedra3 4

ABNT SUCS MIT

Areiamdia 1

Pedregulho2

Areiafina mdia grossa

Pedregulho

Porcentagem retida(%)

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:RelaoentreFasesSolo: Sistema Multifsico (slidos, lquidos e gases)

Va Vv Vw Vt

ar

Ma=0

gua

Mw Mt

Vs

solo

Ms

Amostra de Solo

Diagrama de Fases

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA ndicesFsicosRelaoentremassas Obtida Experimentalmente

VaTeor de Umidade (%)

ar

Ma=0

Vv Vw Vt

gua

Mw Mt

Mw w= Ms

Vs

solo

Ms

Diagrama de Fases

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA ndicesFsicosRelaesentreVolumes Requeremamostrasindeformadas DeterminaesIndiretas(Correlaes)

ndice de Vazios

Vv e= VsGrau de Saturao (%) Vt

Va Vv Vw

ar

Ma=0

gua

Mw Mt

Vw S= Vv

Vs

solo

Ms

Diagrama de Fases

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA ndicesFsicosRelaesentreMassaseVolumes Obtidas Experimentalmente

Massa Especfica dos Gros (g/cm3)

Amostra amolgada

Ms s = Vs

Va Vv Vw Vt

ar

Ma=0

gua

Mw Mt

Densidade Relativa dos Gros

s = Gs = w

Vs

solo

Ms

w = 1g/cm3

Diagrama de Fases

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA ndicesFsicosRelaesentreMassaseVolumes Obtidas experimentalmente

Peso Especfico Aparente (kN/m3)

Va Vv Vw Vt

ar

Ma=0

Amostra indeformada

Mt = Vt

gua

Mw Mt

Vs

solo

Ms

Diagrama de Fases

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA ndicesFsicosRelaesentrendicesFsicos

Gs + Se w = S ( w 1 ) = w d = d Gs 1+ w 1+ e 1+ w e n e = s 1 n= = Gs w e = d 1+ e 1 n 1+ e

sat

Gs + e Gs 1 = w sub = w 1 e 1+ e

sub = sat w Se = Gs w

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:RelaoentreFasesndicesdeVaziosMximoeMnimodeSolosGranulares

emax ou dmin Maior valor de ndice de vazios ou menor densidade que um dado solo granular pode apresentar em laboratrio (mtodo do funil ou chuveiramento) emin ou dmx Menor valor de ndice de vazios ou maior densidade que o solo granular pode apresentar em laboratrio (vibrao)

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:SolocomoumtodoDensidadeouCompacidadeRelativadeSolosGranulares

emax e 100% Dr = emax eminou

Primeira arrumao

Segunda arrumao

d d d Dr = d d dmax max

min

100%

min

e e d se referem ao material indeformado (condies de campo)

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:SolocomoumtodoDensidadeouCompacidadeRelativadeSolosGranulares

Classificao Areiafofa Areiadecompacidademdia Areiacompacta

DR 15

Indicao da plasticidade do solo Fracamente plsticos Medianamente plsticos Altamente plsticos

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA Propriedadesndice:SolocomoumtodoGrficodePlasticidade(Casagrande)ndice de Plasticidade [%] 0 70 60 50 40 30 20 10 0Solos sem coeso Siltes inorgnicos de mediana compressibilidade e siltes orgnicos Argilas inorgnicas de baixa plasticidade Argilas inorgnicas de mediana plasticidade LL = 30 LL = 50

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Argilas inorgnicas de alta plasticidade

Limite de Liquidez [%]

A 20) HA LIN 3(L L ,7 0 = IP

Siltes inorgnicos de alta compressibilidade e argilas orgnicas

Siltes inorgnicos de baixa compressibilidade

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA TensesnosoloTensesdevidasaopesoprprioTenso Vertical a uma dada profundidade devidaaopesodetudoqueseencontra acima(solo,gua,sobrecarga,etc.) TensoHorizontal

h = K 0 v

v

v V = z

v

V

= z

V = z + W z w

V

= z + q

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA TensesnosoloPoropresso(PressoNeutra)Aguanointeriornosporos,abaixodonveldgua,estar sobumapresso(u)que independedaporosidadedosolo;dependeapenasdasua profundidade emrelao aonvelfretico

w = 9,83 kN/m3

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA TensesnosoloPrincpiodasTensesEfetivas(Terzaghi,1936)Tensesprincipaistotais()consistemde2parcelas: 1 Parcela:Poropresso(u) Pressodaguanosporos(Hidrosttica Atuaemtodasasdirees) 2 Parcela:Tensoefetiva() Tensosuportadaexclusivamentepeloesqueletoslidodosgros

1 Parte

= u

Princpio das Tenses EfetivasNA

2 Parte

Todos os efeitos mensurveis tais como variao de volume, NA NA distoro e mudana da resistncia ao cisalhamento de um solo so devidas exclusivamente s variaes do estado de tenses efetivas.Esponja em repouso Peso aplicado Elevao da gua

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA AdensamentoDefinio:Processogradualquesedesenvolvenossolos,envolvendopari passu expulsodaguadosporos,compressoeajustedetenses. argila mole saturada Coeficiente de permeabilidade baixo

Sobrecarga

Gerao de excesso de poropresso

Drenagem com dissipao de excesso de poro-presso ao longo do tempo

Reduo do ndice de vazios

recalques por adensamento

2.NOESBSICASSOBREGEOTECNIA AdensamentoAnalogiaMecnicadoProcessodeAdensamento

u0 v0 u v u v u

v

(a) t=0u=u0 =v0

(b) t=0+ u=u0+ =v0 V=0

(c) t>0 u0