MECÂNICA DOS SOLOS PARTE I.pdf CONTEÚDO DE MECÂNICA DOS SOLOS
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About This Presentation
CONTEÚDO DE MECÂNICA DOS SOLOS
Size: 15.07 MB
Language: pt
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Slide Content
MÓDULO II
TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES
MECÂNICA DOS SOLOS 40H
•Professor: Kevin Sousa;
•Formação:
•Técnico em Segurança do trabalho –SENAI 2015;
•Engenharia Civil –PUC Minas 2021;
•Pós graduação: Tecnologia, Gestão e Desempenho
das Construções –PUC Minas 2021;
•MBA Engenharia Diagnóstica e Tratamento de
Manifestações Patológicas em Obras –Andamento.
•EMENTA:
1.Introdução à Mecânica dos Solos
1.1. Origem e formação dos solos
1.2. Importância na construção civil
2. Classificação e Identificação dos Solos
2.1. Solos coesivos e não coesivos
2.2. Tamanho dos grãos –granulometria
2.3. Limites de Atterberg–plasticidade
•EMENTA:
3. Propriedades Físicas dos Solos
3.1. Umidade natural, peso específico e porosidade
3.2. Índice de vazios e grau de saturação
3.3. Compactação: teoria, curvas e ensaios (Proctor)
4. Comportamento Mecânico dos Solos
4.1. Permeabilidade e adensamento
4.2. Resistência ao cisalhamento
•EMENTA:
5. Reconhecimento do Subsolo
5.1. Sondagens e investigações geotécnicas
5.2. Interpretação de perfis de sondagem
5.3. Coleta de amostras e tipos de sondas
6. Capacidade de Carga dos Solos
7. Fundações e Aplicações Práticas
•Bibliografia básica;
•CRAIG, Robert F. Mecânica dos solos. 8. Rio de Janeiro LTC 2014 1
recurso online ISBN 978-85-216-2703-6.
Livro Eletrônico
•FIORI, Alberto Pio; CARMIGNANI, Luigi. Fundamentos de mecânica
dos solos e das rochas: aplicações na estabilidade de taludes. 2. ed.
rev. e ampl. Curitiba: Oficina de Textos, 2009. 602 p. ISBN
9788573352122 (broch.), Nº de Exemplares: 8.Consta no acervo da
PUC Minas
•MOLITERNO, Antonio. Caderno de muros de arrimo. 2. ed. rev. São
Paulo: Edgar Blucher, c1994. 194 p. ISBN 9788521201496, Nº de
Exemplares: 8. Consta no acervo da PUC Minas
•Bibliografia básica;
•CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações: volume 2 : mecânica
das rochas, fundações, obras de terra. 6. ed. rev. e ampl. Rio de Janeiro: LTC -Livros
Técnicos e Científicos, 1987. 498p. ISBN 8521605250, Nº de Exemplares: 8.Consta no
acervo da PUC Minas
•DAS, BrajaM. Fundamentos de engenharia geotécnica. São Paulo: CengageLearning,
2011. xvi, 610 p. ISBN 9788522111121, Nº de Exemplares: 53., Nº de Exemplares:
53.Consta no acervo da PUC Minas
•MASSAD, Faiçal. Obras de terra: curso básico de geotecnia. 2. ed. São Paulo: Oficina
de Textos, 2010. 216 p. ISBN 9788586238970, Nº de Exemplares: 11.
Consta no acervo da PUC Minas
•PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas: com
exercícios resolvidos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006. 367 p. ISBN
9788586238512, Nº de Exemplares: 35.Consta no acervo da PUC Minas
•HORÁRIO DE AULAS:
Segunda feira ;
18:30h às 20:30h
•PRINCIPAIS NORMAS TÉCNICAS QUE ABRANGEM CONTEÚDO DA DISCIPLINA
AsNBRs,sãoasNormasBrasileirasestabelecidaspelaAssociação
BrasileiradeNormasTécnicas(ABNT).Seuobjetivoéorientaros
profissionaisdaáreasobreosprocessos,produtosemateriais,
impactandodiretamentenaqualidadedosempreendimentose
evitandopossíveiserros.
•PRINCIPAIS NORMAS TÉCNICAS QUE ABRANGEM CONTEÚDO DA DISCIPLINA
NormasABNTparaMecânicadosSolos:
•ABNTNBR6508:2022:Solo-Determinaçãodamassaespecífica
dossólidos.
•ABNTNBR7180:2023:Solo-Determinaçãodolimitede
plasticidade.
•ABNTNBR7181:2016:Solo-Análisegranulométrica.
•ABNTNBR7182:2021:Solo-Ensaiodecompactação.
•PRINCIPAIS NORMAS TÉCNICAS QUE ABRANGEM CONTEÚDO DA DISCIPLINA
NormasABNTparaMecânicadosSolos:
•ABNTNBR8036:1983:Programaçãodesondagensdesimples
reconhecimentodossolosparafundaçõesdeedifícios.
•ABNTNBR6484:2020:Solo-Sondagensdesimples
reconhecimentocomSPT(Métododeensaio).
•ABNTNBR6502:2022:Soloserochas-Terminologia.
•PRINCIPAIS NORMAS TÉCNICAS QUE ABRANGEM CONTEÚDO DA DISCIPLINA
NormasABNTparaMecânicadosSolos:
•ABNTNBR7183:Solo-Determinaçãodolimiteerelaçãode
contraçãodosolo.
•ABNTNBR9603:Sondagematrado-Procedimento.
•ABNTNBR9895:Solo-ÍndicedeSuporteCalifórnia(ISC)-Método
deensaio.
•ABNTNBR16097:Solo-Determinaçãodoteordeumidade-
Métodosexpeditosdeensaio.
1.Objetivos da disciplina
•Possibilitaraoalunooconhecimentomaisaprofundadodosconceitos
daMecânicadosSolosparaodesenvolvimentodemodelos
geotécnicosdeestudo.
•Capacitarosalunosaanalisar,caracterizareclassificarossolos,além
deaplicaressesconhecimentosemprojetosdefundações,
contenções,aterros,barragenseoutrasobrasqueenvolvamousodo
solo.
1.Conceitos;
SOLO
•Palavraoriundadolatim“solum”;
•Nalínguaportuguesa,terrenosobrequeseconstróiouse
anda;chão,pavimento.
•Adefiniçãodependedequemutiliza.
1.Conceitos;
SOLO
•Naagricultura:soloéacamadadeterratratável,quesuporta
asraízesdasplantas.
1.Conceitos;
SOLO
•Nageologia:osoloésomenteacapasuperficialsobrejacentea
rocha.
TorredePisa,Itália
(1173-...-1370)
Estruturacom54mdealturaebasecircularcom19,6m
dediâmetro,desaprumode4,5m(inclinaçãode5,5°).
norte
sul
1,86m
3,75m
c
e
s
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
RupturadoTaludedoReservatóriodaBarragemdeVaiontou
Vajont(Itália,09/10/1963):amaisaltadomundoàépoca
EdBromhead
Movimentaçãodeumvolumede270milhõesdem
3
apartirdaombreiraesquerdaemdireçãoaovale,avelocidadesda
ordemde30m/s,formandoumaondaquegalgouabarragmemmaisde250mdealturaque,semafetarabarragem
propriamentedita,causouamortedecercade2500pessoanasáreasàjusante.
c
u
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
TerremotodeNiigata(Japão16/06/1964)
Colapsodosprédiosporliqefaçãodossolosdefundação
c
Barragemdeterraeenrocamentocom93mdealturae975mdeextensão;rupturapor piping
naombreiradireita;11vítimasfatais(prejuízosaordemdeUS$1bilhão).
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
RupturadaBarragemdeTetn(EUA,05/06/1976)
c
u
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
EscorregamentosPlanaresnaSerradoMar
(ÁlvaroRodrigesdosSantos)
c
1995
R.L.Schuster,USGS
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
RupturadosTaludesdeLaConchita(EUA,04/03/1995:sem
mortes;10/01/2005:10mortes)
2005
AllenKrivanek
c
n
4
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
Rupturadebarragemdecotençãoderejeitos
(LosFrailles,Espanha,25/0/1998)
o
Liberaçãoentre4e5milhõesdem
3
derejeitostóxicsemdireçãoaorioAgrioeaoParqueNacional
deDoñana,áreadeproteçãoambientalepatrimônimundial,comgravíssimosprejuízosambientais.
c
o
GrandesAcidentesGeoténicos:1950-2000
Rupturadotaluderochosodvertedourodabarragemda
AHEItapebi(Bahia,Brasil,07/07/2001)
Rupturaenvolvendocercade300.000m
3
derochaalongodeummaciçogranítico-gnáissicocomposto
porbandaspré-cisalhadasdebiotita–xistoseanfibolitosgeomecanicamentemaisfrágeis.
BARRAGENSDEREJEITOSDEMINERAÇÃO
Local: Brumadinho –MG, Brasil
Data: 25 de janeiro de 2019
Tipo de barragem: Rejeitos de mineração, método a
montante
Vítimas: Mais de 270 mortes
Tema: Como falhas em conceitos de mecânica dos solos
contribuíram para o desastre
rejeitosde
Córregodo
Feijão,
Brasil-2019
BARRAGENSDEREJEITOSDEMINERAÇÃO
•Método a montante: Construção sobre o próprio rejeito
previamente depositado.
•Método a jusante: Ampliação em direção oposta ao
reservatório.
•Método linha de centro: Crescimento equilibrado.
•Vulnerabilidades do método a montante em solos finos e
saturados.
BARRAGENSDEREJEITOSDEMINERAÇÃO
Rejeitos = partículas finas de minério + água.
Características geotécnicas:
• Baixa coesão
• Alta compressibilidade
• Suscetibilidade à liquefação
Importância dos ensaios de caracterização (granulometria,
limites de Atterberg).
BARRAGENSDEREJEITOSDEMINERAÇÃO
Condições de equilíbrio entre forças resistentes (coesão, atrito
interno) e forças atuantes (peso próprio, água).
Fatores que reduzem a estabilidade:
• Saturação excessiva
• Alterações na geometria
• Vibrações e recalques diferenciais
LIQUEFAÇÃO
O que é: perda súbita de resistência em solos arenosos
ou siltosos saturados.
Causas no caso de Brumadinho:
• Saturação prolongada
• Estrutura frágil do rejeito
• Possível sobrecarga ou vibração
Resultado: material se comporta como um fluido.
CAUSAS;
•Barragem inativa, mas com alto nível de água.
•Ausência de drenagem eficiente.
•Rejeito com alta suscetibilidade à liquefação.
•Método construtivo a montante favorecendo
instabilidade.
Consequências Geotécnicas
•Deslocamento rápido de milhões de m³ de rejeitos.
•Erosão e assoreamento de cursos d’água.
•Contaminação do solo e água.
•Alteração permanente da geotecnia local.
Lições para a Mecânica dos Solos
•Importância do conceito de tensão efetiva para a estabilidade.
•Necessidade de projetos e manutenção considerando
drenagem e monitoramento contínuo.
•Revisão crítica do método a montante em barragens.
•A Mecânica dos Solos como ferramenta essencial para prevenir
tragédias.
21/07/2018 29/01/2019
Barragem
B1
Barragem
B6
Área
operacional
Barragem
B1
Barragem
B6
Área
operacional
Área
administrativa
Área
administrativa
ÁreadaValeatingidapelorejeitoda
BarragemB1–MinaCórregodo
Feijão.Brumadinho/MG.
2.Origemeformação;
Solo Rocha
•Formadopela decomposição,
desintegraçãodasrochase
matériaorgânicaao longo do
tempo,atravésde processos
físicos,químicose biológicos.
•Eleéacamada superficialda
crostaterrestre naqualcrescemas
plantas.
•Asrochassãoformadaspor processos
geológicosao longodemilhõesde
anos.
•Elaspodemserígneas, formadaspelo
resfriamento esolidificaçãodomagma;
•Sedimentares,formadaspela deposiçãoe
compactação desedimentos;
•Metamórficas,formadaspela transformação
deoutras rochassobinfluênciadealta
pressãoetemperatura,sem queocorra
fusão.
Solo Rocha
•RochasÍgneas
Formadaspeloresfriamentoesolidificaçãodomagmaoulava. Extrusivas(ouvulcânicas):
Formam-senasuperfícieterrestre,resfriam-serapidamenteetêmgrãosfinos.Intrusivas(ou
plutônicas):Solidificam-selentamentesobasuperfícieterrestre,resultandoemgrãosmaiores.
•RochasSedimentares
Originam-sedacompactaçãoecimentaçãodesedimentos,quepodemserfragmentosderocha,
restosdeorganismosouprecipitadosquímicos.Processosimportantes:erosão,transporte,
deposiçãoediagênese.Exemplos:calcário,argilitoearenito.
•RochasMetamórficas
Formadaspelatransformaçãoderochasígneas,sedimentaresouatéoutrasrochasmetamórficas,
sobcondiçõesdetemperaturaepressãoelevadas,massemquehajafusãodomaterialrochoso.
Processoschave:recristalização,pressãodirigidaereaçõesquímicas.Exemplos:gnaisse(apartirdo
granito)emármore(apartirdocalcário).
2.Tipos de rocha;
Solo Rocha
•Tipos de Solo e Suas Propriedades
•Argila: Alta plasticidade, baixa permeabilidade, suscetível a expansões e
•contrações.
•Silte: Partículas finas, maior susceptibilidade à erosão, problemas de sedimentação.
•Areia: Boa drenagem, estabilidade sob carga, porém fraca coesão. Cascalho: Alta capacidade de
carga, excelente drenagem, pouca
•alteração com a umidade.
2.Tipos de solo;
2.Composição
Solo
•Éheterogêneo, compostopor
partículas minerais(como
areia, silteeargila),matéria
orgânica(restosde
plantaseanimais),are
água.
•Aproporção desses
componentes varia
amplamente,oque afetasuas
propriedades físicase
químicas.
Rocha
•Écompostapor
minerais etemuma
composição
homogênea.
•A identificaçãoé
baseadaemseus
minerais constituintese
maneira como esses
estão arranjados.
•Solo
•Sustentaravida vegetal,
desempenhando umpapel
crucialnos ecossistemas
terrestres;
•Osoloédegrande
importância na
agricultura,engenharia civil
enafiltragem e
armazenamentode água.
Rocha
•Servecomoummaterial
deconstruçãofundamental
éexploradaem
diversasaplicações,
comonaconstrução
deestradas,edificações,
barragens,e emusos
ornamentais.
2.FunçãoeUtilização
ÍndicesFísicos
Éextremamente
s
a
difícil
diferentesestadosemquea águase
apresentanossolo,
separaros
no
é,entanto,de
grandeinteresseestbelecerumadistinção
entreosmesmos.
Aáguacontidanosolopodeser
classificadaem:
ÍndicesFísicos
águaadesiva
películade
a
águalivre–éaqu
ouadsorvida–
águaqueenvolve
águadeconstituição–éaquefazparte
estruturamoleculardapartículasólida;
da
éaquela
eadere
fortementeapartículsólida;
seencontraemuma
determinadazonadoterreno,enchendo
todososseusvazios;
águahigroscópica–éaqueaindase
encontraemumsoloecoaoarlivre.
o
r
ÍndicesFísicos
águacapilar–éaquelaquenossolosde
grãosfinossobepelsinterstícioscapilares
deixadospelapartículassólidas,alémda
superfícielivredaágua.
Aságuaslivre,higroscópicaecapilarsão
asquepodemserotalmenteevaporadas
peloefeitodocalo,aumatemperatura
maiorque100˚C.
Quantoafasegasosa,quepreencheos
vaziosdasdemaisfases,éconstituídaporar,
vapord’águaecarbonocombinado.