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Controle de Obras

Mecânica dos solos

Prof. Ilço Ribeiro Jr

• Aplicação da Resistência ao

cisalhamento na prática da Engenharia

2 Prof. Ilço Ribeiro Jr

•Qualquer obra de engenharia que envolve

conhecimentos geotécnicos deve necessariamente

responder a pergunta, pode ocorrer a ruptura?

• Para respondê-la, deve-se equacionar diversas

solicitações envolvidas na obra e verificar se o solo

resiste a estas solicitações, determinando-se a

resistência ao cisalhamento mobilizada pelo solo.

Considerações Preliminares:

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3 Prof. Ilço Ribeiro Jr

A resistência ao cisalhamento dos solos é um importante

aspecto em muitos problemas de engenharia:

- capacidade de carga em fundações superficiais e

profundas;

- estabilidade de taludes em barragens e aterros;

- pressão lateral de terra em muros de contenção, etc.

Segundo Leonards: “A resistência ao cisalhamento é a

tensão de cisalhamento sobre o plano de ruptura, na

ruptura ”.

Considerações Preliminares:

4 Prof. Ilço Ribeiro Jr

• A ruptura dos solos ocorre por

cisalhamento, raramente os solos rompem

por tração.

• A resistência ao cisalhamento define a carga

de ruptura das fundações superficiais,

escorregamentos de taludes.

• A resistência ao cisalhamento dos solos

depende de dois parâmetros: atrito e coesão.

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5 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Tipos de Escorregamentos

Creep ou Rastejo

Escorregamentos “Verdadeiros”

Deslizamento de Talus

Deslocamento de Rocha

Avalanches ou Erosão Violenta

6 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Tipos de Instabilidade

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7 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Tipos de Instabilidade

8 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Escorregamentos “Verdadeiros”

corte no pé do talude

aterro

• Alteração da geometria

• colocação de sobrecarga

• infiltração de água

• desmatamento e poluição ambiental

a1

a2

a2 > a1 mudança de inclinação

Superfície bem definida

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9 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Creep ou Rastejo

10 Prof. Ilço Ribeiro Jr

circular (Bishop)

planar

Talude “Infinito”

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11 Prof. Ilço Ribeiro Jr

12 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Após a Ruptura

13/08/1995

Depois da Reconstrução

03/01/1999

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13 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Taludes Naturais

14 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Campos do Jordão

Marinho, 2000

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15 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Campos do Jordão

Marinho, 2000

16 Prof. Ilço Ribeiro Jr

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17 Prof. Ilço Ribeiro Jr

•Qualquer problema de ruptura em Mecânica dos Solos

envolve, portanto, uma superfície de ruptura, a qual

poderá ser definida a priori como aquela onde, em todos

os seus pontos, a tensão de cisalhamento atinge o valor

limite da resistência ao cisalhamento do solo.

•A resistência ao cisalhamento de um solo em qualquer

direção é a tensão de cisalhamento máxima que pode ser

aplicada à estrutura do solo naquela direção. Quando este

máximo é atingido, diz-se que o solo rompeu, tendo sido

totalmente mobilizada a resistência do solo.

Portanto...Na ruptura do solo...

18 Prof. Ilço Ribeiro Jr

Forças estabilizadoras e equilíbrio limite

•Os problemas de resistência dos solos são usualmente

analisados empregando-se os conceitos do "equilíbrio

limite", o que implica considerar o instante de ruptura,

quando as tensões atuantes igualam a resistência do solo,

sem atentar para as deformações.

•A determinação da resistência ao cisalhamento do solo

condiciona projetos como:análises de estabilidade de

taludes (aterros e cortes), empuxos sobre muros de arrimo

ou qualquer estrutura de contenção, capacidade de carga

de sapatas e estacas.

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Coeficiente de segurança

O fator de segurança (CS) contra a ruptura é calculado como

a razão entre as forças estabilizadoras e as forças

instabilizadoras:

As forças estabilizadoras são função dos parâmetros de

resistência do solo (coesão e ângulo de atrito interno).

As forças que atuam ao longo da superfície de ruptura

arbitrada devem resistir à força aplicada no elemento de

fundação.