Trabalho Semestral Mecanica Dos Solos i.rev03

8/18/2019 Trabalho Semestral Mecanica Dos Solos i.rev03

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SULFACULDADE DE ENGENHARIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVILLABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

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Sumário1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 2

2. OBJETIVO ............................................................................................................... 2

3. TERRENO ................................................................................................................ 2

4. DESENVOLVIMENTO ........................................................................................... 3

4.1. Memória de Cálculo ............................................................................................ 3

4.2. Cálculo das pressões totais, efetivas e neutras devido ao peso próprio atuantes nas

cotas necessárias até o meio da camada de Argila Cinza Mole Saturada. ........................ 74.3. Volume de solo que deverá ser escavado para o aterro na jazida ........................ 10

4.4. Cálculo da pressão total, neutra e efetiva devido ao peso próprio com o aterro de2,50m de espessura e o rebaixamento do nível da água do aterro em 1,30m. ................ 10

4.5. Cálculo do recalque total em milímetros previsto para a camada de argila saturadana vertical que passa pelo ponto que localiza-se na inversão de escavação/aterro do

perfil original. .............................................................................................................. 10

4.6. Cálculo da pressão final..................................................................................... 11

4.7. Cálculo do recalque previsto após a construção para a camada de argila saturada

na vertical que se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original. ................... 114.8. Cálculo do recalque parcial após a construção para a camada de argila saturada navertical que que se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original quando foratingido 70% do recalque total previsto ....................................................................... 12

4.9. Cálculo do recalque parcial após a construção para a camada de argila saturada navertical que que se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original quando foratingido 35% do recalque total previsto ....................................................................... 12

5. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 12

6. ANEXOS ................................................................................................................. 13

6.2. Estruturas .......................................................................................................... 146.3. Desenho esquemático das estruturas .................................................................. 15

6.4. Tabela 01 – Coeficientes de Influência para área circulares, segundo a Solução deLove 15

6.5. Tabela 02 – Coeficientes de Influência para área retangulares com carregamentouniforme, segundo a Solução de Newmark .................................................................. 16

6.6. Tabela 03 – Relação fator tempo (T) em função da porcentagem de recalque paraadensamento pela Teoria de Terzaghi .......................................................................... 17


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1.

INTRODUÇÃO

Este trabalho trata de um estudo de caso onde serão calculados os valores das pressõestotais, efetivas e neutras devido ao peso próprio, para as situações inicias e após orebaixamento do nível de água em 1,30m e construção de um aterro com 2,50m de espessura,em um solo com perfil composto por areia média medianamente compacta, areia médiacompacta, argila mole saturada e areia grossa. Neste caso, também será calculado o volumede solo que deverá ser escavado na jazida para o aterro. Após a colocação do aterro ealteração do nível de água, serão construídos no terreno um reservatório para água e um

prédio da administração e previstos então o recalque total em milímetros para a camada deargila e o recalque parcial em milímetros ocorridos na mesma vertical quando atingido 70%do recalque total previsto, além da previsão de em que ano será atingido 35% do recalquetotal previsto.

O objetivo do trabalho é determinar o recalque total previsto para a camada de argilamole saturada na vertical que se localiza na inversão de escavação/aterro do perfil originaldo terreno e o seu recalque parcial nesta mesma vertical quando atingido 70% do recalquetotal previsto, além de em que ano um recalque parcial previsto de 35% será atingido.

2. OBJETIVO

Este trabalho tem como objetivo apresentar a resolução de um problema envolvendo osconteúdos apresentados durante o segundo semestre de 2015 na disciplina de Mecânica dosSolos I.

3. TERRENO


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4. DESENVOLVIMENTO

4.1. Memória de Cálculo

Para determinar a área do terreno e o volume de corte e aterro, separamos em doistrapézios, de forma que um ficasse para o corte e o outro ficasse somente para o aterro, daseguinte maneira:


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a)

Áreas de corte e aterro:

A=( b+B).h

2=

(40+50).62

2=2790 m²

Temos:A1 + A2 = 2790 m², sendoA1: área a aterrarA2: área a escavar

Para isso formamos a seguinte equação:

A1+ A2=(c+50).20,67

2+

(40+c).41,33

2=2790 m²

c=46,67 m Substituindo c em A1e A2, temos:

- Área a aterrar

A1=(c+50).20,67

2=

(46,67+50).20,67

2=999,08 m²

- Área de corteA2=

(40+c).41,33

2=

(40+46,67).41,33

2= 1791 m²

b) Volume de Aterro

- Aterro = 999,08 x 2/2 = 999,08 m³

γ = 1,99 t/ m³

Ws=

(1+w)

=,

(1+0,08)

= 1840,90 t

γs= G. γw = 2,55x1,00= 2,55 t/m³

γs=

Vs

Vs=

γs=

1840,90

2,55= 721,93 ³


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c)

Transporte de Aterro

Vt =

(1-n)=

721,92

(1-0,28)= 1002,67 m³

d) Dias de transporte

Dias=

. . /

=1002,67

29.10,00.3

= 1,2 = 2

e) Correção de Água da Jazida

w=

Ww=. = 0,08.1840,90 = 147,27

Vw=

Vw=147,27

1,00= 147,27 ³

Ws=1840,90 tVs= 721,92 m³

V=Vs.(1+e) = 721,92.(1+0,40) = 1010,68 m³ V= Vs + Vv Vv= V- Vs = 288,77 m³

Sr=

Vw= Sr. Vv = 0,038.28,77 = 10,97 m³

Então,

Água a acrescentar = 147,27 – 10,97 = 136,30 m³

f) Volume de Corte

- Escavação = 1791,04 x 4/2 = 3582,08 m³


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Escavação para o local de bota-fora:

- e0 = 0,33- n = 0,35- V = 3582,08 m³

g) Volume de sólidos na escavação

Vs=

(1+e)=

3582,08

(1+0,33)= 2755,44 m³

h) Volume de transporte

Vt =

(1-n)=

2755,44

(1-0,35)= 4239,14 m³

i) Viagens de caminhão

Nviagens=

10=

4239,14

10= 423,9 = 424

j)

Transportes em 3 dias

Viagens=

=

424

3 dias= 141,33 = 142 /

k) Viagens por caminhão

Vcam=142

5= 28,4 = 29 ℎõ/


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4.2. Cálculo das pressões totais, efetivas e neutras devido ao peso próprio atuantes nas cotasnecessárias até o meio da camada de Argila Cinza Mole Saturada.

Dados para cálculo:Areia Média Medianamente Compactan= 25,00%Sr= 17,00%G=2,42

γ= γs.(1-n)+Sr.n. γw γ= 2,42.(1-0,25)+0,17.0,25.1γ= 1,86 t/m³

γsat= 2,07 t/m³γ’= 1,07 t/m³

Areia Média Compacta

n=

(1+e)=

0,19

(1,19)= 0,16

γsat= 2,65.(1-0,16)+0,16 = 2,39 t/m³γ’= 1,39 t/m³

Argila Mole Saturadaγd= 2,16 γs= 2,10


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γd= γs.(1-n)2,10=2,16.(1-n)n= 3%

γsat= 2,10.(1-0,03)+0,03γsat= 2,07 t/m³ γ’= 1,07

Então,

Cota +24,00mσ = 0,00 /² μ = 0,00 /² σ' =0,00 /²

Cota +21,80mσ = 2,2.1,86 = 4,09 /² μ = 0 /² σ' =4,09 /²

Cota +18,70mσ = 4,09 + 2,07.3,1 = 10,49 /² μ = 1.3,1 = 3,1 /² σ' =4,09 + 1,07.3,1 = 7,41 /²

Cota +14,80mσ = 10,49 + 2,39.3,9 = 19,81 /² μ = 3,1 + 3,9 = 7,0 /² σ' =7,41 + 1,39.3,9 = 12,83 /²

Cota +13,30mσ = 19,81 + 2,07.1,5 = 22,92 /² μ = 7,0 + 1.1,5 = 8,5 /² σ' =12,83 + 1,07.1,5 = 14,92 /²


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Assim,


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4.3.

Volume de solo que deverá ser escavado para o aterro na jazida

a) Volume de aterro:

V= 2,5.(40+50).62/2 = 6975,00 m3

Vs= V/(1+e)= 6975,00/(1+0,4) = 4982,14 m³

b) Volume no Transporte

Vt= Vs/(1-n) = 4982,14/(1-0,19) = 6150,79 m³

Conclusão: O volume a ser escavado na jazida é de 6150,79 m³.

4.4. Cálculo da pressão total, neutra e efetiva devido ao peso próprio com o aterro de 2,50m deespessura e o rebaixamento do nível da água do aterro em 1,30m.

γat= 1,89 t/m3

= γat x 2,5 + γAM x 3,5 + γsatAM x1,8 + γsatAMC x 3,9 + γsatAMS x 1,5= 1,89 x 2,5 + 1,86 x 3,5 + 2,07 x 1,8 + 2,39 x 3,9 + 2,07 x 1,5

= 27,38 t/m²

μ= 7,2. γw = 7,2.1,0 = 7,2 t/m²

’= γat.2,5 + γAM x 3,5 + γ’AM x 1,8 + γ’AMC x 3,9 + γ’MAS x 1,5’= 1,89 x 2,5 + 1,86 x 3,5 + 1,07 x 1,8 + 1,39 x 3,9 + 1,07 x 1,5

’= 20,48 t/m²

4.5. Cálculo do recalque total em milímetros previsto para a camada de argila saturada na verticalque passa pelo ponto que localiza-se na inversão de escavação/aterro do perfil original.

a) Reservatório – Método de Love

r = 8,86mR = 8,86mZ = 13,20mPp = 1,5 t

’pp = 20,187 o = γw.y = 1,0.5,0 = 5 t/m²


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res = o. I

z/r = 13,20/8,86 = 1,50R/r = 8,86/8,86 = 1,00I = 0,256

res = 5,006.0,256 = 1,28 t/m²

b) Administração – Método de Newmark

adm = o x I o = 450/(12,4 x 12,4) = 2,93 t/m²

I = 2. (12,4x6,2)

M = a/z = 12,4/13,2 = 0,94 N = b/z = 6,2/13,2 = 0,47I = 0,116

adm = 2,93 x (0,116 x 2) = 0,68 t/m²

4.6. Cálculo da pressão final

Pf = Pressão inicial + Paterro + Pconstrução

Pf = 20,187 + 1,96 = 22,147 t/m²

Pi = i’= 15,462 t/m²Cc = 0,80Pa = 12,00 t/m²

Cv = 1,02 m²/anoei = 0,031Pf = 22,147 t/m²

4.7. Cálculo do recalque previsto após a construção para a camada de argila saturada na verticalque se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original.

Pt =

0,80.log( 22,14715,462 ) .3,00(1+0,031) =363


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Conclusão: O recalque total após a construção será de 363 mm na camada de argila saturadaque se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original.

4.8. Cálculo do recalque parcial após a construção para a camada de argila saturada na verticalque que se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original quando for atingido 70%do recalque total previsto

Pt’ = Pt x 0,7 = 363x0,7 = 254,3mm

4.9. Cálculo do recalque parcial após a construção para a camada de argila saturada na verticalque que se localiza na inversão escavação/aterro do perfil original quando for atingido 35%do recalque total previsto

a) U = 35%;

b) Inserindo o valor de U na tabela 02 temos: Tv = 0,096

c) t =Tv x hd²

Cv=

0,096 x 3,0²

1,02= 0,85 ano

Conclusão: Tendo a obra sido realizada no começo de 2015, em setembro de 2016 seráatingido 35% do recalque total previsto.

5. CONCLUSÃO

Considerando o trabalho apresentado, conclui-se que o recalque previsto, após aconstrução do reservatório de água e do prédio administração, para a camada de argila molesaturada, na vertical, que passa se localiza no ponto de inversão escavação/aterro é de 363mm, tendo um recalque parcial de 254,30 mm quando for atingido 70% do recalque total

previsto e que tendo a obra sido realizada em 2015, em 2016 será atingido um recalque de35%.


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6.

ANEXOS

6.1.Perfil do terreno


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6.2.

Estruturas

Onde:Y=62,0m

X=50,0m

Temos:X/2=25,0m2Y/3=41,33mAdministração = 12,4x12,4 mReservatório r=8,86m


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6.3. Desenho esquemático das estruturas

6.4.

Tabela 01 – Coeficientes de Influência para área circulares, segundo a Solução de Love


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6.5.

Tabela 02 – Coeficientes de Influência para área retangulares com carregamento uniforme,segundo a Solução de Newmark


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6.6.

Tabela 03 – Relação fator tempo (T) em função da porcentagem de recalque paraadensamento pela Teoria de Terzaghi

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