Deg MecsolosII

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  • MECNICA DOS SOLOS V.2 Prova 7 8/8/2014 Maluhy&Co. pgina (local 35, global #35)

    1E Nos dois ltimos captulos do Vol. 1 discutida a ruptura num ponto

    ou elemento de um macio terroso. Como salientado, os macios

    terrosos comportam-se como estruturas altamente hiperestticas, isto

    , a ruptura local no significa nem implica ruptura global. Para que esta

    acontea necessrio: i) que exista uma massa de solo completamente

    contida ou limitada por uma superfcie designada superfcie de ruptura

    ou superfcie de deslizamento , em cujos pontos, na sua totalidade, se

    esgotou a resistncia ao cisalhamento; ii) que essa superfcie se inicie

    e termine em pontos da superfcie do terreno. A Fig. 1.1 mostra um

    exemplo de ruptura global.

    F. . Exemplo de ruptura global

    As rupturas globais realmente observadas embora muitas vezes

    associadas a perdas de vidas humanas e de bens materiais so, sob outro

    prisma, de extrema utilidade para o avano do conhecimento. Como se ver,

    muitos dos mtodos de anlise de estabilidade usados na Mecnica dos Solos

    foram sugeridos ou inspirados pela observao dos mecanismos associados

    quelas rupturas.

  • MECNICA DOS SOLOS V.2 Prova 7 8/8/2014 Maluhy&Co. pgina (local 41, global #41)

    1 E

    . M -Mais usados na prtica da Engenharia Geotcnica do que as metodolo-

    gias decorrentes dos teoremas anteriores so os chamados mtodos de

    equilbrio-limite. Embora sem a consistncia terica das metodologias

    mencionadas anteriormente, tais mtodos constituem ferramentas

    com enorme interesse prtico. No por acaso, decorrem da observao

    e da interpretao, por engenheiros, de rupturas reais.

    Basicamente, esses mtodos consistem em:

    a) admitir um mecanismo de ruptura, correspondente a uma massa de

    terras limitada por uma superfcie de deslizamento (curvilnea, plana

    ou mista);

    b) para a mesma massa, calcular o efeito (que pode, por exemplo, cor-

    responder ao momento das foras em relao a um centro de rotao,

    como o centro da superfcie de deslizamento quando ela for um arco

    de circunferncia) das foras instabilizadoras ou solicitantes, S, na

    superfcie de deslizamento; tal equivale a calcular as foras tangenciais

    que so necessrias mobilizar, M, na mesma superfcie para equilibrar

    aquele efeito; logo, S = M;

    c) calcular as foras tangenciais mobilizveis ou resistentes na superfcie de

    deslizamento para o mecanismo de ruptura admitido, R;

    d) comparar as foras (ou seus efeitos) referidas em b) e c), o que pode ser

    concretizado de diversas formas, como se ver adiante;

    e) repetir os passos a) a d) para outros mecanismos e massas de terra,

    identificando assim a chamada superfcie crtica, que ser aquela que

    limita a massa de terras para a qual a comparao de S com R menos

    favorvel.

    Essa metodologia combina aspectos que derivam dos dois teoremas

    da anlise-limite. Com efeito, as superfcies potenciais de deslizamento cor-

    respondem naturalmente a determinados mecanismos de colapso, como

    regra admitir no mbito do TLS, mas nem sempre respeitam os requisitos da

    compatibilidade das deformaes. Por outro lado, embora as condies globais

    de equilbrio da massa potencialmente instvel tenham de ser satisfeitas, as

    condies locais de equilbrio nem sempre so verificadas.

  • MECNICA DOS SOLOS V.2 Prova 7 8/8/2014 Maluhy&Co. pgina (local 97, global #97)

    2C .E Este captulo dedicado s operaes realizadas no local de uma

    construo para a sua caracterizao geotcnica, tema que excede em

    parte o mbito da Mecnica dos Solos e constitui a rea de interveno

    por excelncia da Geologia da Engenharia, envolvendo tambm a

    Mecnica das Rochas. Desse modo, considerando o contexto deste livro,

    os assuntos normalmente considerados da rea dessas ltimas disci-

    plinas no sero abordados ou o sero apenas de modo relativamente

    superficial.

    A relevncia do tema deste captulo explica-se facilmente ao leitor que

    se inicia no estudo da Mecnica dos Solos. A aplicao das teorias e metodolo-

    gias quer as explanadas no Vol. 1 ou neste livro, quer muitas outras nele no

    tratadas que baseiam os aspectos da concepo e do dimensionamento das

    estruturas condicionados pelo terreno onde so implantadas requer:

    i) a identificao, em termos geolgicos e geotcnicos, da sequncia das

    camadas que compem o terreno at certa profundidade, que varia

    conforme o tipo de estrutura e o prprio macio de implantao;

    ii) a caracterizao das condies da gua no terreno;

    iii) a caracterizao fsica, mecnica e hidrulica dos solos que compem

    as camadas cujo comportamento condicione de algum modo o da

    estrutura a construir.

    O terceiro item requer a coleta de amostras para ensaios em labora-

    trio assunto abordado no Vol. 1 e tambm ensaios in situ, normalmente

    considerados (tal como a amostragem) como parte da prpria prospeco. Esses

    ensaios so tratados neste captulo, constituindo seu principal objeto.

    Para um aprofundamento desse tema recomenda-se o estudo do

    manual de Mayne, Christopher e DeJong (2001).

  • MECNICA DOS SOLOS V.2 Prova 7 8/8/2014 Maluhy&Co. pgina (local 98, global #98)

    | M S: I E G

    . P .. R

    O estgio de prospeco geotcnica precedido do chamado reconheci-

    mento geolgico-geotcnico preliminar, que consta de um reconhecimento

    local de superfcie, muitas vezes com algumas operaes de prospec-

    o ainda incipientes, como a abertura de poos pouco profundos.

    Geralmente, a visita ao campo precedida pela recolha de informao

    escrita e desenhada sobre o local, em particular as cartas topogrficas

    e geolgicas e, quando existem, as cartas geotcnicas. Atualmente, a

    consulta de imagens areas bidimensionais e tridimensionais, obtidas

    a partir de satlite e de consulta livre na internet, tambm muito

    til, em particular para as grandes obras fora das reas urbanas, como

    estradas, barragens e estabilizao de taludes naturais. Quando se

    trata de reas urbanas ou prximas de regies densamente ocupadas,

    existem, geralmente, resultados da caracterizao geotcnica em locais

    relativamente prximos, que interessa reunir e consultar.

    O tratamento de toda essa informao e os resultados do reconheci-

    mento no local so reunidos e analisados num relatrio, que serve de base ao

    estgio de estudo prvio ou de viabilidade da obra ou empreendimento. Esse

    relatrio permite tambm elaborar um programa de prospeco geotcnica para o

    projeto, que envolve, geralmente, a prospeco geofsica e a prospeco mecnica.

    .. P Tradicionalmente, na Engenharia Civil, a prospeco geofsica era

    preferencialmente efetuada nas obras ocupando grandes reas ou com

    considervel desenvolvimento linear, como barragens e obras virias,

    precedendo geralmente a prospeco mecnica.

    A prospeco geofsica desdobra-se nos mtodos ssmicos, que in-

    duzem no terreno ondas elsticas (como o mtodo ssmico de refrao, o

    ensaio ssmico entre furos, o mtodo das ondas de superfcie), e nos mtodos

    eletromagnticos, que induzem corrente eltrica ou ondas eletromagnticas

    (como o mtodo da resistividade eltrica e o georradar) no terreno.

    Como exemplos de aplicao dos mtodos geofsicos podem ser no-

    meados: i) a avaliao da profundidade da camada dura sob aluvionar mole;

    ii) a avaliao da espessura de alterao de um macio rochoso, por exemplo,

  • MECNICA DOS SOLOS V.2 Prova 7 8/8/2014 Maluhy&Co. pgina (local 189, global #189)

    3B As construes projetadas pelos engenheiros civis precisam satisfazer

    uma srie de requisitos tcnicos. Tradicionalmente, esses requisitos

    podem resumir-se a trs:

    i) a estabilidade, isto , a segurana em relao ruptura ou ao colapso

    estrutural;

    ii) a funcionalidade, isto , a capacidade de as construes propiciarem

    o uso para que foram projetadas sem significativas restries dos

    usurios;

    iii) a durabilidade, de modo a cumprirem os requisitos precedentes durante

    a vida til sem exagerados custos de manuteno.

    Naturalmente, esses requisitos devem ser satisfeitos com custos e

    prazos de execuo aceitveis.

    Para edifcios usual individualizar o requisito conforto em relao

    anteriormente denominada funcionalidade nas vertentes trmica, acstica,

    higromtrica etc.

    Recentemente surgiu a condio de sustentabilidade, que exige que

    todas as operaes e materiais envolvidos no projeto, na construo, na

    explorao, na manuteno e, finalmente, na demolio das construes no

    firam o paradigma de sustentabilidade ambiental.

    Neste captulo, dedicado ao dimensionamento de obras geotcnicas,

    so discutidas as metodologias usadas no projeto para cumprir os dois primei-

    ros requisitos.

    Entende-se por obras ou estruturas geotcnicas as construes ou

    partes de construes cuja concepo e dimensionamento so essencialmente

    controlados pelo comportamento mecnico e hidrulico dos macios terrosos

  • MECNICA DOS SOLOS V.2 Prova 7 8/8/2014 Maluhy&Co. pgina (local 190, global #190)

    | M S: I E G

    ou rochosos onde esto implantadas. Exemplos de obras ou estruturas geo-

    tcnicas so as fundaes, as estruturas de conteno de terras, os taludes

    naturais, os aterros e as obras subterrneas. Veja, a propsito, a introduo do

    Cap. 5 do Vol. 1 e que em seguida se transcreve.

    As estruturas de engenharia civil induzem nos macios terrosos com

    que interagem estados de tenso que modificam mais ou menos profunda-

    mente o estado de tenso de repouso. Os aspe