Mecânica dos Solos: exercícios e questões de prova

Geotecnia para engenheiros civis: propriedades dos solos, tensões no terreno, poropressão e tensão efetiva.

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Tópicos desta disciplina

  1. Tensão efetiva no sololençol freático na superfície · lençol freático na camada · duas camadascálculos
  2. Recalque por adensamentoargila normalmente adensada · argila pré-adensada · tempo de adensamentocálculos
  3. Força hidrostáticaparede vertical · comporta submersa · centro de pressãocálculos

Dicas de prova para Mecânica dos Solos

  • Tensão efetiva = tensão total − poropressão.
  • Abaixo do nível freático, use o peso específico saturado para a tensão total.
  • Desenhe o perfil do solo com todas as camadas e o nível freático antes de calcular.

Exemplos resolvidos

Tensão efetiva no soloFácil
areiaγsat​ = 20 kN/m³11 mlençol freáticoXz = 8 m

Para o perfil de solo mostrado, encontre a tensão vertical total σ no ponto X.

z = 8 mzw = 0 mγw = 9,81 kN/m³areia: γsat = 20 kN/m³

Calcule σ (kPa)

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  1. Tensão efetiva = tensão total − poropressão.
  2. Use o peso específico seco acima do lençol freático e o saturado abaixo dele.
  3. σ = 160 kPa.
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Tensão efetiva (Terzaghi): o esqueleto do solo suporta σ′ = σ − u. A tensão total σ é o peso de tudo acima do ponto, Σγ·h, usando o peso específico seco acima do lençol freático e o saturado abaixo dele. Abaixo do lençol freático a poropressão é hidrostática: u = γw·(profundidade abaixo do lençol freático).

Tensão total

Some o peso de cada faixa de solo acima de X. Acima do lençol freático use o peso específico seco, abaixo o saturado.

σ = γsat·z = 20·8 = 160 kPa

Resposta

σ = 160 kPa
Recalque por adensamentoMédia
Δσ = 230 kPaareiaargilaCc​ = 0,5, Cr​ = 0,02e0​ = 1,2σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 150 kPa2 mlençol freático

Uma camada de argila pré-adensada com 2 m de espessura tem Cc = 0,5, Cr = 0,02 e e₀ = 1,2. Na metade da sua profundidade a tensão vertical efetiva é 50 kPa e a tensão de pré-adensamento é 150 kPa. Um novo edifício acrescenta 230 kPa de tensão vertical na metade da profundidade. Encontre o recalque por adensamento primário S em mm.

H = 2 mCc = 0,5Cr = 0,02e0 = 1,2σ′0 = 50 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 230 kPa

Calcule S (mm)

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  1. Compare a tensão final σ′₀ + Δσ com a tensão de pré-adensamento.
  2. σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > σ′p = 150 kPa.
  3. Divida a faixa de tensões em σ′p: Cr de σ′₀ até σ′p, depois Cc de σ′p até σ′f.
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Adensamento primário de uma camada de argila de espessura H, usando a tensão efetiva no meio da camada: σ′f = σ′0 + Δσ. Argila normalmente adensada: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Uma argila pré-adensada se recomprime segundo Cr até a tensão de pré-adensamento σ′p e só segue Cc além dela. Tempo: t = Tv·Hdr²/cv, em que o caminho de drenagem Hdr é H/2 quando a água pode sair pelo topo e pela base, e H quando só um lado drena.

Comparar com a tensão de pré-adensamento

σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > 150 kPa

Recalque

Recompressão até σ′p, compressão virgem além dela.

S = 0,02·2/(1 + 1,2)·log₁₀(150/50) + 0,5·2/(1 + 1,2)·log₁₀(280/150)
S = 8,675 + 123,2 = 131,9 mm

Resposta

S = 131,9 mm

Como a prática funciona

  • “Praticar esta disciplina” mistura exercícios de todos os seus tópicos, como numa prova de verdade.
  • Cada exercício tem valores novos, então você aprende o método em vez de decorar uma resposta.
  • Travou? Abra primeiro uma dica pequena, e a explicação completa só quando precisar.
  • Os exames simulados são cronometrados e não têm dicas; no final você recebe sua nota e uma revisão completa.

Calculadoras para esta disciplina

Calculadora de recalque por adensamentoCalculadora de densidade (massa, volume e densidade)

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