1) Durante o planejamento de um novo empreendimento residencial, é necessário prever o comportamento do subsolo sob a carga de uma fundação em radier. A fundação aplicará uma pressão uniformemente distribuída (q) de 120 kPa sobre a superfície do terreno. Para determinar o acréscimo de tensão vertical (Δσ) em um ponto situado a uma determinada profundidade abaixo do canto da fundação, foi utilizado o método de Newmark. Considerando o princípio da superposição de esforços, o acréscimo de tensão pode ser determinado pela expressão Δσ = q I, em que q representa a pressão aplicada na superfície e I corresponde ao fator de influência obtido no ábaco. Para o ponto analisado, o fator de influência encontrado foi igual a 0,15.
De acordo com essas informações, qual é o acréscimo de tensão nesse ponto?
Alternativas:
- a)
18 kPa
- b)
120 kPa
- c)
102 kPa
- d)
138 kPa
- e)
800 kPa
O princípio das tensões efetivas, formulado por Terzaghi, constitui a base da Mecânica dos Solos ao estabelecer que o comportamento mecânico, a deformabilidade e a resistência ao cisalhamento dos solos dependem das forças transmitidas pelo contato entre as partículas sólidas. A pressão neutra, por sua vez, corresponde à pressão da água presente nos vazios do solo e atua igualmente em todas as direções. Em determinadas condições de carregamento, especialmente dinâmico, o aumento da poropressão pode reduzir significativamente a tensão efetiva, podendo levar ao fenômeno da liquefação e à perda temporária da resistência do solo.
Com base nos conceitos de tensões geostáticas e pressão neutra, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
A tensão efetiva resulta da soma entre a tensão total do solo e a pressão neutra da água existente nos vazios do maciço saturado.
- b)
A pressão neutra atua igualmente em todas as direções e não contribui para a resistência ao cisalhamento, pois não é transmitida pelos contatos entre os grãos do solo.
- c)
A liquefação ocorre quando a tensão efetiva atinge valores elevados, permitindo que o solo apresente maior resistência a carregamentos dinâmicos aplicados.
- d)
Em solos saturados, a pressão neutra depende principalmente do índice de vazios, sendo pouco influenciada pela profundidade ou pelo nível d’água existente.
- e)
As tensões horizontais são geradas apenas pela ação do peso próprio do solo, não sendo relevantes para o dimensionamento de estruturas de contenção.
A análise da deformabilidade dos solos submetidos a carregamentos superficiais requer a distinção entre os diferentes tipos de recalque (imediato, primário e secundário), que apresentam mecanismos físicos distintos e diferentes escalas de tempo. Em fundações apoiadas sobre argilas saturadas, a determinação da tensão de pré-adensamento por ensaios edométricos e métodos gráficos permite identificar o histórico de tensões do depósito e avaliar adequadamente sua compressibilidade.
Sobre a teoria do adensamento e as deformações verticais, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
O recalque imediato constitui o principal mecanismo em argilas saturadas, ocorrendo lentamente devido à expulsão gradual da água presente nos vazios do solo.
- b)
Um solo é considerado normalmente adensado quando apresenta elevada densidade resultante de carregamentos superiores aos atualmente atuantes em sua história geológica.
- c)
A razão de sobreadensamento corresponde à relação entre a máxima tensão efetiva já suportada pelo solo e a tensão efetiva vertical atualmente atuante no depósito.
- d)
No método gráfico de Casagrande, a tensão de pré-adensamento é obtida pelo ponto de menor curvatura da curva edométrica, projetando-se diretamente uma linha vertical.
- e)
O adensamento secundário ocorre devido à rápida expulsão da água dos vazios e termina imediatamente após a retirada da carga aplicada ao terreno.
O círculo de Mohr constitui uma ferramenta gráfica fundamental na Mecânica dos Solos, permitindo a representação do estado de tensões em um ponto e a visualização da relação entre tensões normais e tensões de cisalhamento atuantes em diferentes planos. Na análise de fundações e taludes, a correta interpretação de seus elementos, como tensões principais, centro e raio, é essencial para avaliar a resistência ao cisalhamento e prever possíveis mecanismos de ruptura sob distintas condições de carregamento.
Com base na interpretação dos elementos do círculo de Mohr aplicado aos solos, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
O raio do círculo de Mohr representa a tensão média atuante no ponto, sendo obtido pela média aritmética entre as tensões principais maior e menor do estado de tensões.
- b)
As tensões principais são representadas por pontos localizados fora do diâmetro horizontal, indicando diretamente a contribuição do atrito interno para a resistência do solo.
- c)
O centro do círculo de Mohr representa a tensão de cisalhamento máxima atuante no ponto, correspondendo à metade da distância entre as tensões principais extremas.
- d)
As tensões principais correspondem aos maiores e menores valores de tensão normal atuando no ponto, sendo representadas graficamente nos extremos do diâmetro horizontal do círculo.
- e)
A coesão do solo é definida pela inclinação da envoltória de ruptura tangente ao círculo, enquanto o ângulo de atrito corresponde ao ponto de interceptação no eixo vertical.
Os ensaios de compressão triaxial são amplamente utilizados em laboratórios de geotecnia para reproduzir condições de campo, permitindo o controle das pressões confinantes e das condições de drenagem durante o carregamento. A escolha entre os ensaios não drenado, consolidado não drenado e drenado depende das características hidráulicas do solo e da velocidade de aplicação das cargas, sendo essencial para a correta avaliação da resistência ao cisalhamento em obras como fundações, aterros e barragens.
Sobre as condições de drenagem nos ensaios triaxiais e o comportamento dos solos, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
O ensaio não drenado é indicado para simular carregamentos lentos em solos de elevada permeabilidade, permitindo a dissipação completa da pressão neutra durante o carregamento.
- b)
No ensaio drenado, a amostra permanece com drenagem livre durante todo o carregamento, representando condições de aplicação lenta de carga em que não ocorre geração significativa de poropressão.
- c)
O ensaio consolidado não drenado impede a drenagem durante a consolidação inicial da amostra e permite a saída livre da água apenas na etapa final de carregamento axial.
- d)
A resistência de pico corresponde à resistência mantida após grandes deformações, sendo equivalente à resistência residual em qualquer tipo de solo argiloso.
- e)
Em solos arenosos, a resistência ao cisalhamento é menor em areias densas do que em areias fofas, devido à redução dos contatos entre partículas mais compactadas.
O dimensionamento de estruturas de contenção exige a compreensão dos estados de equilíbrio plástico do solo, denominados ativo, passivo e no repouso, definidos em função da magnitude e do sentido dos deslocamentos da estrutura em relação ao maciço. Pela teoria de Rankine, que considera hipóteses como a ausência de atrito entre o solo e a estrutura e a homogeneidade do material, o estado ativo é atingido quando ocorre deslocamento da parede para fora do maciço, reduzindo a tensão horizontal. Nesse contexto, a análise das tensões principais e dos coeficientes de empuxo é fundamental para garantir a estabilidade da estrutura frente às pressões laterais do solo.
Com base na teoria de Rankine e nos estados de empuxo, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
O estado passivo é caracterizado pela redução da tensão horizontal até um valor mínimo, ocorrendo quando o solo se afasta da estrutura de contenção.
- b)
No estado ativo, a tensão principal maior é vertical e corresponde à tensão geostática, enquanto a tensão horizontal diminui até atingir o valor do empuxo ativo.
- c)
O coeficiente de empuxo no repouso é aplicado quando a estrutura sofre deslocamentos laterais suficientes para mobilizar integralmente a resistência ao cisalhamento do solo.
- d)
A teoria de Rankine considera o atrito entre o solo e o paramento da estrutura, sendo por isso mais abrangente que a teoria de Coulomb na análise de solos coesivos.
- e)
O coeficiente de empuxo ativo é numericamente superior ao coeficiente de empuxo passivo para um mesmo valor de ângulo de atrito interno do solo.
Durante a etapa de projeto executivo de muros de arrimo, a NBR 11682 estabelece critérios para a verificação da estabilidade, incluindo as análises de deslizamento da base, tombamento, capacidade de carga da fundação e estabilidade global do sistema. Nos muros de flexão em concreto armado, o peso do solo de reaterro sobre a base contribui para o aumento das forças estabilizantes e para a redução da excentricidade da resultante. Quando os fatores de segurança mínimos não são atendidos, torna-se necessário modificar a geometria da estrutura ou adotar soluções complementares que garantam a estabilidade da obra.
Sobre a estabilidade de muros de arrimo e os requisitos normativos, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
A segurança contra o tombamento é garantida quando a resultante das forças horizontais atua no terço superior da seção, independentemente da contribuição do peso próprio da estrutura.
- b)
Os muros de gravidade obtêm estabilidade principalmente pela mobilização do empuxo passivo na base, sendo o peso próprio da estrutura um efeito secundário no equilíbrio global.
- c)
Em solos estratificados, a tensão horizontal deve ser estimada utilizando o coeficiente de empuxo da camada superficial ao longo de toda a altura do muro, visando simplificação do dimensionamento.
- d)
O fator de segurança contra o deslizamento é definido pela razão entre o empuxo ativo e a soma das resistências mobilizadas na base e do empuxo passivo atuante.
- e)
Para evitar o tombamento e garantir que toda a base permaneça comprimida, a excentricidade da resultante deve estar contida no núcleo central da base, atendendo à condição e menor ou igual a B dividido por seis.
No processo de dimensionamento de um muro de flexão, deve-se verificar a segurança contra o deslizamento da base conforme as diretrizes da NBR 11682. Considere que os cálculos preliminares forneceram um empuxo ativo igual a 50 kN por metro, um empuxo passivo igual a 15 kN por metro e um peso total da estrutura somado ao solo sobre a base igual a 120 kN por metro. O fator de segurança contra o deslizamento é determinado pela relação FSd = (EP + V tan δ) / EA, em que EP representa o empuxo passivo, V representa a soma das forças verticais atuantes na base, δ é o ângulo de atrito na interface solo-base e EA corresponde ao empuxo ativo. Sabendo que o ângulo de atrito na interface base-solo é de 30 graus, sendo tan 30 graus aproximadamente igual a 0,577, e desprezando a coesão, determine o fator de segurança contra o deslizamento.
Alternativas:
- a)
FSd = 1,15
- b)
FSd = 1,38
- c)
FSd = 1,68
- d)
FSd = 1,68
- e)
FSd = 2,10
A teoria de Rankine aplicada a solos coesivos sob condição de empuxo ativo prevê a formação de uma fenda de tração na região superior do maciço, onde a tensão horizontal calculada assume valores negativos. Esse comportamento decorre da contribuição da coesão, que reduz a tensão lateral resultante do peso próprio do solo. Como o solo não apresenta resistência à tração, essa região pode fissurar e permitir a infiltração de água, aumentando as pressões atuantes sobre a estrutura de contenção e comprometendo a segurança do sistema.
Com base na teoria de Rankine para solos coesivos e nos conceitos de estabilidade, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
A profundidade da fenda de tração é diretamente proporcional à coesão do solo e inversamente proporcional ao peso específico, sendo expressa pela relação z0 igual a dois c dividido por gama multiplicado pela raiz de kA.
- b)
No estado passivo de solos coesivos, a presença da coesão reduz a tensão horizontal exercida contra a estrutura, facilitando o deslocamento do muro em direção ao maciço.
- c)
A altura crítica corresponde à profundidade máxima de escavação estável sem contenção e possui valor igual à metade da profundidade da fenda de tração prevista pela teoria de Rankine.
- d)
De acordo com a NBR 11682, a verificação da estabilidade global pode ser dispensada em muros de flexão quando a base é executada em concreto armado.
- e)
O coeficiente de empuxo passivo em solos coesivos é obtido pela redução direta do ângulo de atrito interno em função do valor da coesão do material.
As estruturas de contenção, também denominadas obras de arrimo, têm como finalidade estabilizar maciços de solo ou rocha contra movimentos de ruptura, podendo apresentar caráter permanente ou provisório. Entre as soluções mais utilizadas destacam-se os muros de gravidade, cuja estabilidade depende predominantemente do peso próprio, e as cortinas de contenção, que são estruturas mais esbeltas podendo ser escoradas ou ancoradas. A definição do sistema construtivo adequado deve considerar a geometria da escavação, as condições hidrogeológicas e a influência sobre estruturas vizinhas.
Sobre as tipologias de contenção e suas características, assinale a alternativa correta:
Alternativas:
- a)
Os muros de flexão são estruturas de gravidade executadas com materiais de grande massa, como alvenaria de pedra ou concreto ciclópico, dispensando armaduras e bases em concreto armado.
- b)
As cortinas atirantadas utilizam tirantes para transferir as cargas da estrutura para regiões mais profundas e estáveis do maciço, localizadas fora da zona potencial de ruptura do solo.
- c)
Gabiões são estruturas rígidas de concreto pré-moldado preenchidas com solo compactado, sendo empregadas principalmente quando se deseja reduzir a permeabilidade do sistema.
- d)
O sistema de drenagem composto por barbacãs e drenos horizontais profundos tem como finalidade aumentar a pressão hidrostática junto ao paramento para melhorar a estabilidade global.
- e)
O solo grampeado consiste na execução de estacas secantes sobrepostas, sendo o método mais indicado para contenções em solos muito moles com nível d’água elevado.
