e-Tec - TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES

MECÂNICA DOS SOLOS

Eng. Civil – Elton Valiente

Encontro 8

I – TENSÕES NO SOLO

Em grande parte dos problemas de engenharia de solos, é necessário o

conhecimento do estado de tensões em pontos do subsolo, antes e depois da

construção de uma estrutura qualquer.

Considera-se para os solos que as forças são transmitidas de partículas para

partículas e algumas suportadas pela água dos vazios.

As tensões no interior de um maciço de solo são causadas por:

Peso Próprio

Cargas externas

Tensões na massa de solo

→ Tensões devido ao peso próprio;

→ Tensões devido a propagação de cargas externas aplicadas ao terreno.

sv

Solo secosv = gz

z

Solo saturadosv = gz + gwzw

sv

sh

z

zw

Nível d’água

I – TENSÕES NO SOLO

I – TENSÕES NO SOLO

Pressão neutra ( ou poropressão) – u ou uw

• Corresponde a carga piezométrica (coluna d'água)

• Independe dos vazios do solo

• É função da profundidade em relação ao N.A.

Dada por:

Sendo zw a altura da coluna d’água.

ww zu .g

Tensão Normal Total (soma de duas parcelas)

(1) A tensão transmitida pelos contatos entre as

partículas, denominada tensão efetiva (σ’)

(2) A pressão da água, denominada de pressão

neutra ou poropressão.

uss '

Tensão total

Poropressão

I – TENSÕES NO SOLOExemplo numérico

Para o perfil obter as tensões totais, neutra e efetiva nos pontos A, B, C e D e em

seguida traçar o diagrama de tensões.

Ponto Profundidade (m) Tensão total (kN/m2) Pressão neutra (kN/m2) Tensão efetiva (kN/m2)

A 0 0 0 0

B 2,8 16,8*2,8=47,0 0 47

C 7 47+21*(7-2,8)=135,2 10*(7-2,8)=42,0 135,2-42=93,2

D 9,5 135,2+17*(9,5-7)=177,7 10*(9,5-2,8)=67,0 177,7-67=110,7

Calcule antes de dar sequência !!!

I – TENSÕES NO SOLO

Diagrama de tensões

II – PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS E NEUTRAS

• Considere uma esponja cúbica com 10 cm de aresta submersa em água.

• Em seguida coloca-se um peso de 10 N sobre a esponja.

• Depois retira-se o peso e adiciona-se 10 cm de lamina de água

10 N

10 cm

Esponja em repouso Peso aplicado Elevação da água

II – PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS E NEUTRASAo colocar o peso de 10N na esponja ocorre um acréscimo de tensão na esponja

(10N/0,1m*0,1m=1kPa) e consequentemente a expulsão da água da esponja fazendo

com que as partículas tenham o contato efetivo. Daí o nome de tensão efetiva.

10 N

10 cm

Esponja em repouso Peso aplicado Elevação da água

II – PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS E NEUTRASAgora ao adicionar a lâmina d'água terá o mesmo acréscimo de tensão

(10kN/m3*0,1m=1kPa) na esponja, porém a tensão entre as partículas não se

alterou, ou seja, o acréscimo de tensão nas partículas da esponja é neutro.

10 N

10 cm

Esponja em repouso Peso aplicado Elevação da água

III – FIXAÇÃOConsidere o perfil de solo e determine as tensões total, neutra e efetiva nos pontos

indicados.

Ponto Profundidade (m) Tensão total (kN/m2) Pressão neutra (kN/m2) Tensão efetiva (kN/m2)

A 0 0,0 0,0 0,0

B 2 44,0 0,0 44,0

C 6 116,0 40,0 76,0

D 11 191,0 90,0 101,0

III – FIXAÇÃOConsidere o seguinte perfil e discuta os seguintes pontos:

Se o solo estivesse totalmente saturado, a tensão neutra no ponto B seria diferente?

A tensão neutra no ponto B seria de 10*2=20kPa

E se o perfil fosse o fundo do leito de um rio, o que mudaria?

Existiria tensão neutra no ponto A e nos outros pontos teria alteração, que iria

depender do nível do rio.