7/23/2019 Resumo Mdulo 1

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peas pr-moldadas(concreto ou madeira)

solo deenchimento

Taludes:So superfcies inclinadas de macios terrosos, rochososou mistos, originados de processos geolgicos e antrpicos.

Estabilidade do talude: Equilbrio mecnicoSomatrio de forashorizontais igual a zero... Somatrios de momentos igual a zero.

Solicitaes externas que

podem tirar o sistema do

equilbrio inicial:

*Aumento do Peso Especfico do Solo por Saturao (chuva einfiltrao) *Sobrecargas Sobre o Talude *Perda de Resistnciaao Cisalhamento do Solo *Dissoluo de Agentes Cimentantes*Aumento de Poropresses *Eroso *Solicitaes Ssmicas

O sistema pode se desequilibrar sem aes externas, devido a

mudanas nas caractersticas do sistema, como:

*Reduo no atrito (propriedade) por meio da adio de algumlubrificante (gua, leo, etc.) ou mesmo mudana na superfcie decontato *Inclinao do plano (geometria) *Reduo do peso

Anlise de estabilidade de taludes determina quanto o sistema deveser modificado para que haja uma instabilidade

Fator de Segurana: Fator de segurana uma folga, ou sobra,que existe entre o sistema na sua condio natural e a condiolimite de equilbrio (d uma referncia do sistema em relao a umasituao limite.)

Sistema equilibrado e instvel: Sistema equilibrado e estvel:

Disponvel faFS

Mobilizado T

* A representao do fator de segurana por um nico valor,ndependente do tempo, incorreta, uma vez que esta varivel ransiente, pois o prprio sistema e as condies internas e externas

do sistema mudam com o tempo. *O sistema tem N Fatores deSegurana para N situaes de carregamentos e distribuio depropriedades. Cada situao tem uma probabilidade de ocorrncia.Ento o mais correto relacionar a cada fator de segurana umaprobabilidade de ocorrncia.

Sinais de instabilidade* Embarrigamento da Face do Talude * Perda de VerticalidadePrumo) de rvores, Postes, ... * gua Minando no Talude com

Partculas de Solo (Remediao imediata: sistema filtro-drenante.)

*Trincas ou Fissuras na Crista:quando o solo est rompendo,gera uma fora negativa (trao). Como o solo no resiste atrao, gera fissura.(remediao imediata: fechamento dastrincas.)

Mecanismos Tpicos de Instabilidade

Estruturas de conteno

Muros de Gravidade (ou de Peso): As condies de estabilidadeso garantidas pelo peso do muro.

Muros Tipo Cantilever: Peso do conjunto muro (pequeno)-soloconfinado no L garantem a estabilidade do sistema.

Muros Tipo Crib-Wall Cortinas (ou Paredes)::Atirantadas:

Solo Reforado: Os reforos trabalham em conjunto com o solopara garantir a estabilidade do conjunto.

*Solo grampeado mais barato que o atirantado.

cortina

tirante

bulbo de ancoragem

reforo (geossinttico outira metlica) grampos

cosaf N T cosaf N T

Atrito disponvel:Representa um FS

Se em um somatrio de foras horizontais,entre a fora horizontal aplicada e o atrito

( . )Fh Foraaplicada atrito F W meu resultado der negativo, significa que o

atrito disponvel maior do que oq de fato utilizado

0Fh

Sistema emequilbrio

Concreto ciclpico, concreto(armado ou no) ou alvenaria de

pedras

Concreto armado

O solo de enchimentogarante o pesonecessrio para aestabilidade doconjunto.

Os tirantes fixam aparede ao solo egarantem a suaestabilidade.

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sin1

sin1

Ka

pp'hr k'c2)qz(k

sin1

sin1)2/45(tan

'

''o2

r

' = z + qvo

' = K 'ho voo

c'

'

'hr

'

r

crculo de tensesiniciais

'

r

zona trincada

zt

+

-

ata'hr k'c2zk0

A anlise de estabilidade externa de estruturas de conteno deve seeocupar com: deslizamentos, tombamento, afundamento etabilidade global.

oeficiente de empuxo

ondio de repouso (K0):*No h deformao horizontal *Medidom campo *Estimado de ensaios de laboratrio *Relaes empricasNo depende da coeso

''

'0 1 sinH

V

ondio Ativa (Ka): *O solo se desloca tentando empurrar atrutura *Definida pela teoria Rankine, Coulomb, outras

Depende da coeso

ondio Passiva (Kp): *A estrutura se desloca na direo do soloDepende da coeso

tado Ativo de Rankine

No possvel existir um crculo de Mohr que ultrapasse a curva, poissolo j ter rompido, ou seja, um estado de tenses que no missvel

tado Passivo de Rankine

Estado Ativo e Passivo de Rankine

*Para um mesmo solo: ka< ko< kp

*O deslocamento necessrio para seatingir o estado ativo significativamente menor que onecessrio para se atingir o estado

passivo

No caso de construes prximas:

Estados Ativo de Rankine - Trincas de Trao

*O solo no resiste a trao, ento trinca *Trincas so boas,desde que no entre gua, pois a gua ir gerar uma presso igualao de uma coluna dgua.

Teoria de Coulomb

Caractersticas: *Leva em conta o atrito solo-muro;*Superfcie do terrapleno pode ter forma qualquer e pode sersubmetida a qualquer tipo de sobrecarga; *Admite maiorflexibilidade na consideraode poropresses no macio; *Nofornece a distribuio de tenses sobre a face do muro(desvantagem em relao ao mtodo de Rankine); *Ponto de

atuao do empuxo obtido deforma aproximada.

Diferena entre o teorema de Rankine e Coulomb: *Rankine calcula distribuio de tenses *CoulombClculo foras parao equilbrio.

Quando se escava um solo, estamosretirando sua tenso horizontal, sendo assimo solo tende a se expandir, se deslocando.

Solo empurra a estruturasolo est tracionado

Estrutura empurra o solosolo est comprimido

'2 'H VKa c Ka

452

' 2 'H V q Ka c Ka

Solo sem carregamento

Solo com carregamentodistribudo q

ngulo deru tura do solo

Curva de Mohr-Columb

Deslocamentos necessrios paramobilizao dos estados ativo e

passivo de Rankine:

O deslocamento do muro gera um rompimento do solo na zonatracionada (estado ativo). Porm, esse mesmo deslocamento no capaz de gerar um rompimento na zona comprimida (estado

passivo)

O clculo de tenses sobre aestrutura de conteno feitoutilizando o coeficiente derepouso (K0), uma vez que quea situao desejada umestrutura estvel, que no sedesloca.

*A zona trincada possui tensonegativa

*Nesses casos, s se consideraa parte positiva do diagrama detenses ativas para efeito doclculo do empuxo ativo.

Profundidade da zonatrincada

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Eaa

EppWt

dE

dEWxFS

Ea

dEa

Wx W

O

Ep

EaW

Ep

a

N'N'tanbA

b

B

aa

ppb'

bd

cosE

cosEtanNAFS

)sinEsinEW

cosEcosE(tan

ppaa

ppaa1

EaW

Ep

a

p

R

xR cosR

dEWxdEx

EaaWEppR

xR

R

B

B/2

e

max

min

tiras metlicasface (peaspr-moldadas)

aterro(granular)

geossinttico

face

barbac

aterro

terreno natural

ivo Passivo

onto de aplicao do empuxo

mpuxo: fora que que ter que ser contraposta pelo muro para que olo no rompa

onto de aplicao: Baricentro da estrutura (retangular = H/2;iangular= H/3 em relao ao fundo)

.H

A

e existir gua no solo, o diagrama de tenses efetivas deve sermado as tenses exercidas pela gua

ondies de estabilidade

tabilidade contra o tombamento

O fator de segurana contra o tombamento definido em funo domatrio de momentos em relao ao p do muro (ponto O):

* comum se desprezar a contribuiode Ep (vala ou eroso no p do muro ediferena entre deslocamentosnecessrios para mobilizao de

empuxos ativo e passivo)

tabilidade Contra o Deslizamento ao Longo da Base:

*Ab = fora de adeso solo/muro = a.B,onde a a adeso entre solo e base domuro

b = ngulo de atrito entre a base do muro e o solo subjacente

A resistncia ao deslizamento vem do atrito e da coeso (no solo aeso tende a ser baixa, e no concreto alta) *Ep geralmente sconsiderado por ser a camada de solo muito pequena *Ab tambm

stuma ser desprezado, por no ser um fator confivel

esultante das Foras na Base do Muro

Tenses na Base doMuro

*A tenso na base do muro deve ser menor ou igual tensoadmissvel do solo de fundao (caso de fundao submetida acarregamento excntrico)

Sistemas de Drenagem

*gua um grande problema, pois seu empuxo maior que oempuxo do solo

Barbacs: Tubos de PVC instalados horizontalmente naestrutura de conteno

Colches drenantes: parede de material drenante ques escoa agua at um tubulao que leve a gua para fora da estrutura.

Drenos Sub-Horizontais (Drenos Profundos):tem um alcancemaior da rea drenada

Muros reforados

Terra armada

*Posiciona as tiras metlicas,joga o solo e compacta *mais barato do que concretar*problema de corroso dastiras metlicas * maisrpido *As tiras costumamtem ranhuras, para aumentar

o atrito com o solo

Muros de Arrimo geossinttico

Tipos: *txtil *no-textil*geogrelhas

*o geossinttico planodiferentemente das tiras metlicas*O muro muitas vezes no possuifuno estrutural, serve apenas para esconder a estrutura por trs domuro *Grama ajuda a estabilizar *pode-se ter um espaamento

Q

W C

N'

T' R

'U

Eai

i

i

i

i

i

i

i

i

L i

u = 0

Q

W C

'U

Epi

i

Ri

i

i

N'i

i

T'i

i

L i

u = 0

)sin

cosEcosER

ppaa

O que difere o ativo do passivo s a direo do ngulo de atrito() entre o muro e o solo

O empuxo pode ser calculado como sendo area do diagrama de tenses efetivas

Rx2

Be

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entre os geossintticos constante (Maior consumo de reforo;Controle mais fcil da execuo da obra; Estrutura final menosdeformvel.) ou variado (espaamento menor na base, onde aestrutura mais solicitada, Economiza reforo; Complica a execuoda obra; Estrutura mais deformvel; Em geral s justificvel paramuros mais altos.)

Dimensionamento Deslizamento

*q = sobrecarga uniforme sobre o terrapleno; *FSd = fator desegurana contra o deslizamento ( 1.5); 1 = peso especfico domaterial 1; E = componente horizontal do empuxo ativo (teoria deRankine comum em pr-dimensionamentos) , H = altura do macioeforado; b = ngulo de atrito entre a base da estrutura e o solo de

fundao.

Dimensionamento Tombamento

*Bt= largura da base da massa de solo reforado para estabilidadecontra o tombamento; *FSt = fator de segurana contra oombamento ( 1,5), *yE = brao de alavanca do empuxo ativo emelao ao p da estrutura.

Distribuio de Tenses na Base e Capacidade de Carga do solo de

Fundao

O valor da excentricidade (e) deve ser menor ou igual a B/6, de modo

que teoricamente toda a base da estrutura esteja comprimida (

vmin

ompactao: aumenta as tenses laterais no aterro e se for feitaximo face o equipamento deve ser leve ou compactao manual.

Manuseio e Acondicionamento do Geossinttico

*Fornecimento de geossintticos: Bobinas ou Painis *Evitarexposio luz solar (raios ultra-violeta). Resistncia dogeossinttico aos raios UV dependem do tipo de polmero.Limitar exposio a no mximo 14 dias, em geral. Desprezar 1camada da bobina quando da utilizao *Evitar estocagem emambientes empoeirados, midos e passveis de existncia/visitade animais roedores, etc. *Antes da instalao das camadas dereforo, o terreno natural deve ser regularizado e devem ser

removidas as pedras, tcos, razes, etc. que possam danificar acamada de reforo. *Minimizar a presena de blocos, pedras,etc. no material de aterro; *Evitar materiais de aterrosagressivos (quimicamente); *Utilizar energia de compactaocompatvel

*O grampo funciona como passivo, pois mobilizado peloprprio solo, quando este tenta se deslocar *O tirante funcionacomo ativo j que mobilizado previamente durante a instalao,funcionando como uma estrutura que empurra o solo *O tirantedeve ter atrito apenas no seu bulbo, devendo o bulbo estar forada zona de ruptura

* Estabil idade interna: objetivo de garantir

que o muro um elemento estvel, rgido, que no ir romper*Solo natural: grampeado ou atirantado *Solo compactado:muro de gravidade, muro reforado,...

*ensaios necessrios para dimensionamento de um aterro deponte: ensaios de resistncia, como cone e ensaio decisalhamento no drenado *Coeficiente de empuxo ativo e

passivo so iguais quando o ngulo de atrito 0 *a guaaumenta o Ea e Ep *a coesodiminui o Ea( bom, pois o solo

pode nem precisar mais de conteno) e aumenta o Ep ( bom,pois solo resiste mais) *o atritoentre o muro e o solo funciona

como uma fora que ajuda a segurar o muro, sendo assim, noconsiderar o atrito nos casos de deslizamento, tombamento eafundamento, sempre a favor da segurana, uma vez queestaremos na condio limite em que toda fora do solo empurrao muro, indicando um FS maior do que o FS com caso o atrito*utilizar uma linha de tirantes na construo de um subsolo,mesmo que os critrios de equilbrio j estejam satisfeitos, evitadeslocamento e danos a construes vizinha, uma vez quegarantem uma condio de deformabilidade lateral nula , ou seja,K0 *deslizamento: quanto maior a altura da estrutura maiordeve ser a base tendncia linear * Tombamento: a base

aumenta com a raiz quadrada de H tendncia quadrtica*KaKoKp, pois o Ea surge pela diminuio da tensohorizontal quando ele sai do repouso e o passivo devido aoaumento da tenso horizontal *murode gravidade de concretociclpico ou gabio:situaes de baixa altura, como para reaterro*murode gravidade cantilever:situaes com baixa altura e quetenham pouco espao *cortinaatirantada:situaes em que nose deseja deslocamentos e que necessitem de grandes alturas*l imitao da teoria de Rankine para determinao dos

esforosnas estruturas de conteno: no considera o atrito daparede e a geometria deve ser regular *infiltraode agua gera

perda de resistncia

solo de fundao

geossinttico

formaaterro compactado

manualmente (leve)

geotxtil dobrado sobre

o aterro

aterro compactado

nova camada de

geossinttico

nova posio da frma

(1) (2)

(3) (4)

(5)

b1

dd

tan)qH(EFSB

qH

EyFS2B

1

Ett

Largura da base

Largura da base

)1B

x3(

B

N2 Rminv

)B

x32(

B

N2 Rmaxv

Tenses normais mxima emnima na base do muro:

QW

EyQxWx EQWR

6

Bx

2

Be R