PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁSDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

GEOTECNIA IIProf. João Guilherme Rassi Almeida

ALUNO:__________________________________________________________________________

MATRÍCULA:_____________________________ DATA:____________________________

LISTA DE EXERCÍCIO 01

01 – Estimar o coeficiente de permeabilidade por meio do diâmetro efetivo, do solo abaixo:

Figura 01 – Curva Granulométrica.

Resposta: ler teoria k (sem defloculante) = 10-4 cm/s

01 b – Com base no permeâmetro da Figura abaixo (medidas em cm), e sabendo que a areia A apresenta: A = 100 cm²; k = 4x10-3 cm/s; e Ynat = 18 kN/m³; e a areia B apresenta: A = 400 cm²; k = 2x10-3 cm/s e Ynat = 17 kN/m³, responda: Qual é o gradiente de cada areia e se existe a possibilidade de ocorrer o estado de areia movediça nas areias A e B?

Sugestões: Considere a lei da continuidade (QA = QB) Sabe-se que a carga responsável pelo fluxo

será totalmente dissipada ao atravessar as duas areias, ou seja, parte será dissipado na areia A e parte na areia B, cada qual em sua devida proporção (ht = há + hb)

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02 – Em um ensaio de permeabilidade de carga variável com fluxo descendente (Figura 02), tem-se uma carga hidráulica inicial de 1,2 m. Após 45 segundos a carga hidráulica era de 0,95 m. Sabe-se ainda, que o corpo de prova apresenta 30 cm de altura e 70 cm² de área, e que a bureta utilizada no ensaio possui 15 mm² de área. Com base nos dados fornecidos, determine o coeficiente de permeabilidade (k) e verifique se ocorrerá o fenômeno de areia movediça (icrit), sabendo que o peso específico do solo é de 18 kN/m³.

Resposta: k = 3,33x10-4 cm/s ou 3,33x10-6 m/s / areia movediça ler teoria

03 – Uma barragem foi construída sobre uma camada de solo de 60 metros de espessura entre o fundo da represa e a rocha (impermeável), conforme Figura 03, ilustrativa. Determinar:

a) Vazão de água no solo da barragem; b) A perda de carga entre as equipotenciais;c) O gradiente para os pontos A, B, C, D e E;d) As cargas altimétricas, totais e piezométricas, para os pontos A, B, C, D e E;e) A pressão de água para os pontos A, B, C, D e E;f) A possibilidade de ocorrer o fenômeno de areia movediça (icrit);g) O coeficiente de segurança.

Adotar 5 canais de fluxo e 12 faixas de perda equipotencial.

Figura 03 – Ilustração da Barragem em estudo, escala de 1 : 1000.

ϒ=18kn/m³

k = 10-5m/s

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Resposta: a) 8,33 x 10-5 m/s; b) 1,67 m; c) Depende do desenho; d) Altimétrica (Há) altura da cota do ponto; Total (Ht) Carga total menos as perdas por equipotencial; Piezométrica (Hp) altura de coluna d’água (Ht – Ha); e) u = Yw x Hp; f) i _crit = 0,8; g) Fs = (i_crit / ie)

3.1 – Explique como se deve traçar as linhas de fluxo e as linhas equipotenciais.

04 – Para o perfil de solo abaixo (Figura 04), trace o gráfico da variação de tensão total (σ), pressão neutra (u) e tensão efetiva (σ’).

-50 -30 -10 10 30 50 70 90 110 1300

1

2

3

4

5

6

7

σ (kPa)

u (kPa)

σ' (kPa)

Figura 04 – Perfil do solo em estudo. Resposta

05 – Sabendo-se que uma carga concentrada de 380 kN é aplicada na superfície do terreno (origem do sistema de referência), e a partir da teoria de Boussinesq, determinar o acréscimo de tensão vertical em um ponto qualquer de coordenadas (x = 2m; y = 2,8m; z = 1,8m).

Resposta: Dσ = 1,2 kPa

06 – Em uma fundação retangular (Figura 05), aplica-se uma pressão uniformemente distribuída de 70 kPa. Determinar o acréscimo de tensão nos Pontos A, B, C e D, para a profundidade de 5 metros.

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Figura 05 – Ilustração de uma fundação retangular.

Resposta: σa = 64,12 kPa; σb = 17,29 kPa; σc = 32,2 kPa; σd = 0,98 kPa

07 – Um reservatório de água, de formato circular com diâmetro de 16 m, exerce uma pressão uniformemente distribuída no solo de 60 kPa. Determinar a variação de tensão exercida em uma profundidade de 5 metros, no centro e na extremidade do reservatório.

Resposta: Dσ (extremidade) = 24 kPa; Dσ (centro) = 50,4 kPa

08 – Sobre o perfil de solo abaixo (Figura 06) será construído um aterro que transmitirá uma pressão uniforme de 40 kPa. Por meio do ensaio de compressão edométrica, obteve-se o gráfico de tensão vertical x índice de vazios (Figura 07), para a amostra de argila. Com base no enunciado e nas Figuras 06 e 07, determinar:

a) A Tensão de Pré-adensamento do solo (método de Pacheco Silva)

b) O índice de compressão (Cc) e o índice de recompressão (Cr) da argila

c) Sabendo-se que o recalque por adensamento ocorre na argila, determinar o recalque ocorrido nesta camada, após a construção do aterro

d) Sabendo-se que o coeficiente de permeabilidade da argila é de 3x10-9 m/s e que o coeficiente de compressibilidade (av) é igual a 0,06 kPa-1. Determinar o tempo necessário para que a camada recalque 90%.

Figura 06 – Perfil do solo em estudo. Figura 07 – Resultado do ensaio de compressão edométrica para a amostra de argila.

Resposta: a) σ(pa) = 70 kPa (aproximado); b) Cr = 0,287 (aproximado); Cc = 1,642 (aproximado); c) ρ = 0,33 m (aproximado); d) t = 11,97 dias (aproximado)

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