Obras Geotécnicas –TC 066©cnicas... · se é necessário construir banquetas estabilizadoras, e...
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11/03/2016
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Obras Geotécnicas – TC 066
Vítor Pereira Faro
Março 2016
Curso de Engenharia Civil – 7º Semestre
Formação das Argilas Moles
• Argilas Moles Quaternárias• Ambientes de Depoisção
• Fluvial: várzeas dos rios (planícies de inundação)
• Origem Marinha: planícies costeiras
• Lagunas e baías
• Fatores que Afetam a Deposição ou Sedimentação• Velocidade das águas
• Quantidade e composição da matéria em suspensão na água
• Salinidade e floculação das partículas
• Presença de matéria orgânica (húmus, detritos vegetais, conchas, ...)
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Solos Moles de Origem Fluvial (Aluviões)
• Várzea de Rios
• Heterogeneidade Horizontal (curso irregular dos rios)
• Heterogeneidade Vertical
Solos Moles de Origem Marinha
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Solos Moles de Origem Marinha
•Variação Nível do Mar
Massad (2010)
Solos Moles de Origem Marinha
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Massad (2010)
Solos Moles de Origem Marinha
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Principais Características dos solos Moles
• Baixa Resistência ao Corte Su<40 kPa
• Compressibilidade elevada
• Baixa Permeabilidade (k<10‐8 m/s)
• Saturados, quase sempre abaixo do nível freático
• Constituídos por partículas de elevada superfície específica (argilas, siltes argilosos) com elevado teor em matéria orgânica (lodos, turfas)
• Encontram‐se geralmente num estado normalmente consolidado (algumas vezes a porção superficial encontra‐se sobreconsolidada, induzida pelas variações do nível freático)
Principais Características dos solos Moles
• Parâmetros Típicos
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Parâmetros de Projeto
Parâmetros de Projeto
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Parâmetros de Projeto - Vane Test
Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
• Definição da geometria do aterro• garantir a sua estabilidade e funcionalidade, tanto durante a fase construtiva como durante a sua vida útil. Assim, deve‐se definir a inclinação dos taludes, se é necessário construir banquetas estabilizadoras, e ter em consideração o incremento de altura necessária para compensar os assentamentos
• Escolha do método e do faseamento construtivo• Construção única ou faseada, uso de drenos... De modo a minorar os custos construtivos, tendo em conta as características geotécnicas do local e a existência ou não de condicionantes (espaço restrito, período de construção limitado, etc)
• Estudo de soluções alternativas• de modo a otimizar a solução final, a qual resulta da combinação entre o comportamento satisfatório e os custos de construção e de manutenção
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Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
• Verificação da Estabilidade• Método Aproximado (pré‐dimensionamento)• Consulta de Ábacos e Tabelas• Utilização de programas de cálculo automático
• Cálculo de Recalques• Métodos Aproximados• Utilização de programas de cálculo automático – Elementos Finitos
• Avaliação dos Deslocamentos Horizontais• Métodos aproximados• Utilização de programas de cálculo automático – Elementos Finitos
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Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
• Tipos de Análise
• Não Drenada
• Drenada
Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
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Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
Dimensionamento de Aterros em Solos Moles
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Estabilidade Interna do Aterro
• Jazida
• Controle de compactação
• Qual inclinação do aterro?
Resistência do Aterro
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Ruptura da Fundação
• Problema de Capacidade de Carga
• Ruptura generalizada• Carga de ruptura do solo de fundação
• Carga aplicada pelo aterro
2 .
Ruptura da Fundação – Altura Crítica
• Máxima altura que o aterro pode alcançar
• O valor de Hc assim definido despreza a inclinação do talude, a resistência do aterro e a variação de Su com a profundidade
• Bastante útil para cálculos preliminares
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Ruptura da Fundação – Altura Crítica
• Máxima altura que o aterro pode alcançar
• Altura Admissível
• FS≥1,5 (alguns casos aceita‐se FS≥1,3)
Ruptura da Fundação – Altura Crítica
• No caso de aterros de largura média B da base grande em relação à espessura da camada h , ou seja, B/h>1,5
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Ruptura da Fundação – Bermas de Equilíbrio
• Se a altura de aterro a ser lançado for maior que Hc, pode‐se utilizar as bermas de equilíbrio, onde os aterros laterais funcionam como contrapeso
•, .
.
• B2 Ábacos de Jacobson (1948)
Ruptura da Fundação – Bermas de Equilíbrio
• Ábacos de Jakobson (1948)
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Ruptura da Fundação
• Análise da Estabilidade – Ábacos de Pillot e Moreau (1973)• Vários ábacos onde resistência do aterro pode ser considerada como
• Material não coesivo
• Coesão igual a metade da resistência da fundação (c=Su/2; φ=0)
• Caso de Su constante com a profundidade e φ=35º
Ruptura da Fundação – Su Crescente com Prof.
• Círculo de ruptura tende a ser mais superficial – solo apresenta menor resistência
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Análise de Estabilidade Global
• Análise de Equilíbrio Limite
• Métodos de equilíbrio limite recomendados para análise de estabilidade (DNER PRO 1998)
Análise de Estabilidade Global
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Análise de Estabilidade Global
Análise de Estabilidade Global
• Superfície de Ruptura Circular – Bishop Simplificado
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Análise de Estabilidade Global
• Superfície de Ruptura Circular
Análise de Estabilidade Global
• Superfície de Ruptura Circular
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Análise de Estabilidade Global
• Superfície de Ruptura Não Circular (Planares) – Método das Cunhas
Análise de Estabilidade Global
• Superfície de Ruptura Não Circular (Planares)
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Análise de Estabilidade Global
• Superfície de Ruptura Não Circular (Planares)
Reforço de Aterros com Geossintéticos
• A força de tração no geossintético deve ser pequena, para que as deformações da mesma também o sejam (da ordem de 2 a 3%), evitando‐se assim a formação de trincas no aterro
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Recalques
• Recalque Total:• Recalque imediato – Teoria da Elasticidade
+
• Recalque por Adensamento
+
• Recalque Secundário
Recalques
• Recalque imediato – Teoria da Elasticidade
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Recalques
• Recalque por Adensamento Primário
Recalques
• Recalque por Adensamento Primário
Δσv ∗ ∗
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Recalques
• Recalque por Adensamento Primário – Efeito da Submersão do Aterro
• Para uma cota fixa de aterro
Recalques
• Recalque por Adensamento Secundário
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Exercício
• O aterro a ser lançado atende à segurança da fundação?
• Calcule os Recalques (Imediatos + adensamento) associados ao lançamento do seguinte aterro
• Verifique os recalques considerando o efeito da submersão do aterro