1

Estruturas de Suporte e Melhoramento de Solos

Aula 1- Apresentação e Introdução

Paulo Coelho - FCTUCMestrado em Engª. Civil - Construções Civis ESTG/IPLeiria

Apresentação:

Paulo CoelhoProf. Auxiliar da FCTUC

Contactos: Departamento de Engenharia Civil da FCTUC, Pólo II da Universidade de Coimbraemail: pac@dec.uc.pt

Alunos- quem são, o que fazem? Motivação?

2

Avaliação:

Duas provas de avaliação ao longo do ano (sujeito a aprovação);

Exame Final;

Elementos de Apoio:

Slides das Aulas (disponibilização?)

Ensino:

Exposição de conceitos teóricos;

Resolução de exercícios de aplicação;

Apresentação de soluções práticas para problemas correntes (por vezes empíricas)

3

Motivação:As obras de Engenharia Civil interagem praticamente sempre com maciços de solos ou com maciços rochosos;

Surpreendentemente nem sempre tal aspecto é reconhecido nem acautelado (falta de promoção da Engenharia Geotécnica?), como alguns exemplos facilmente demonstram…

Muitas das roturas/ deformações excessivas de obras de Engª Civil devem-se a deficiente comportamento dos maciços terrosos/ rochosos, em condições estáticas ou sísmicas (Portugal!)

Taludes naturais sofrem roturas frequentes, com graves prejuízos humanos e materiais

Só no Inverno???Ao fim de muito tempo???

4

Aterros construídos pelo homem nem sempre se comportam muito melhor...

Fundações sofrem roturas ou deformações excessivas, sob diferentes mecanismos (compressão, tracção, etc…)… e que em geral não são tão apreciadas como na Torre de Pisa!

5

Estruturas de suporte (vários tipos) podem causar graves consequências quando rompem!

A liquefacção induzida por sismos pode causar grave destruição (fundações directas e indirectas)

6

Esta disciplina foca em particular dois tópicos fundamentais:

- estruturas de suporte;

- melhoramento de solos;

A importância destes assuntos é grande numa sociedade cada vez menos tolerante a acidentes (aversão ao risco), mesmo que de origem natural (sismos…) e cada vez mais ávida de espaço, utilizando maciços de fraca qualidade e de forma cada vez mais arrojada (custo, arquitectura, …)

Esta disciplina procura ainda:- alertar para as peculiaridades do comportamento dos solos;- entender as razões para o comportamento original dos solos (anisotrópico, variável, etc…);- demonstrar a importância de prospecção geotécnica em obras de engª civil;- identificar os aspectos fundamentais do comportamento do solo para um obra e seleccionar métodos de análise apropriados;- fomentar a identificação das limitações das análises (quase sempre limitadas).

7

Programa:Introdução aos temas abordados na disciplina:Estruturas de Suporte Rígidas:- Impulso em repouso; impulso das terras sobre paramento vertical rígido face aos deslocamentos- Teoria de Rankine e Teoria de Coulomb;- Tipos de muros rígidos e modos de rotura;- Verificação da estabilidade externa de muros: método tradicional e EC7;- Verificação da segurança sob acções sísmicas;- Liquefacção induzida por sismos;- Muros particulares; Drenos e Filtros

Programa (cont.):Estruturas de Suporte Flexíveis:- cortinas autoportantes, monoapoiadas e multiapoiadas;- dimensionamento de cortinas autoportantes, monoapoiadas;- a importância da modelação numérica no dimensionamento de cortinas multiapoiadas;- calibração de modelos para simular o comportamento de obras de contenção;- a importância da observação na segurança de obras de contenção; o sistema de alarme.

8

Programa (conclusão):Prospecção geotécnica direccionada para obras de contenção;Técnicas de melhoramento do comportamento de solos:- solos argilosos;- solos arenosos e mistos;

Importânciadas obras de escavação e das técnicas de melhoramento e reforço de solos

em obras de Engenharia Civil

Obras UrbanasNeste caso a importância resulta sobretudo de:- custo do uso do terreno=> usar pouca área e por vezes de fraca qualidade geotécnica; explorar espaço subterrâneo;- dificuldades impostas pelo meio envolvente=> limitar deformações

9

Grandes Obras Públicas (AE, LFAV, etc)Neste caso a importância resulta sobretudo de:- garantia de adequado funcionamento da infraestrutura com manutenção mínima;- comportamento face a desastres naturais, incluindo sismos (recuperação pós-desastre);- necessidade de atravessar maciços de fraca qualidade geotécnica (Baixo Mondego, Baixo Tejo, etc)- solicitações de grande intensidade e frequência (TGV, por exemplo)- questões de impacte ambiental (protecção da qualidade de vida humana e do ambiente natural)

Obras de escavação e das técnicas de melhoramento e reforço de solos

Factores de desenvolvimento

Ponto de vista teórico/ experimental- domínio do comportamento dos solos, quer no estado natural quer melhorado;- domínio de técnicas de modelação numérica para previsão do comportamento de obras;- desenvolvimento de técnicas de modelação física (centrifugadora ou 1-G)- democratização da análise experimental

10

Ponto de vista construtivo- desenvolvimento de técnicas construtivas inovadoras;- aplicação de materiais novos com características vantajosas;

Ponto de vista empírico- generalização das práticas de instrumentação e de observação de obras;- compilação e análise de situações em que ouve acidentes ou comportamentos imprevistos;

Porque de facto os acidentes ainda continuam a acontecer- erro

projecto/ construçãodifícil de evitar/ grosseiro

- desconhecimentotécnico ou fruto de caracterização geotécnica

limitadaaceitável/ inaceitável

- má interpretação do projecto em obra (por exemplo do plano de observação e dos limites de alarme)

11

12

13

14

Avaliação do conhecimento base dos alunos:O que distingue um solo residual de um solo sedimentar?;Quais as principais diferenças entre areias e argilas?O que representa o índice de vazios de um solo? O que relaciona o coeficiente de impulso em repouso?O que é o princípio da tensão efectiva, ou princípio de Terzaghi?O que se entende por processo de consolidação?Que parâmetros estão associados ao critério de rotura de Mohr-Coulomb?;

Avaliação do conhecimento base dos alunos:Quais as direcções principais máxima e mínima em maciços com superfície horizontal?Em que solos são geradas variações de pressões neutras quando sujeitos ao corte a velocidades comuns em obras reais?Quais as principais alterações na verificação da segurança à rotura introduzidas pelo EC7?O que se entende por força de inércia no dimensionamento sísmico de estruturas com base no método pseudo-estático?O que é a liquefacção de maciços?