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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA MECÂNICA DOS SOLOS vol. 1 Benedito de Souza Bueno Orencio Monje Vilar São Carlos/Viçosa – 1979 INTRODUÇÃO A nov dos Solos, defendida e pesquisa do mund real ênfase, os concel respaldo uma bibliog 45 io Swipe nentp no da Mecânica centros de ensino em reforçar, com ciplina, tendo como forma simples e objetiva. Baseados no motivo acima e no fato de que há uma carência enorme de bibliografia de Mecânica dos Solos de cunho didático, em lingua portuguesa, resolvemos compilar uma obra, que constitui a matéria da disciplina Mecânica dos Solos l.

Neste trabalho, selecionamos uma seqüência de capítulos que entendemos ser a mais didática poss[vel, procurando agrupar os conceitos universalmente conhecidos, às vezes, com forma de tratamentos já apresentadas por outros autores. Agradecemos ao Centro de Estudos Geotécnicos Arthur Casagrande – CEGAC, de quem procuramos conservar o espírito de trabalho e pesquisa, em favor da Geotecnia, e a seus membros, particulares amigos, pelo constante apoio. Os Autores. ALERTA Esta apostila foi escrita em 1979/1980 e encontra-se especifica (p) e peso especifico (y), pois y = p. g.

Nas Figuras 10 1 1, quando utilizadas para deduzir as fórmulas de correlação seguintes, substituir os y por p. Outras atualizações serão comunicadas oportunamente em classe. São Carlos, março de 2003 Orencio Monje Vilar Depto. de Geotecnia EESC-USP INDICE I. A MECANICA DOS SOLOS E A ENGENHARIA… Introdução…. 2. Histórico 3. A Mecânica dos Solos e as Obras Civis…. 11. 0 SOLO PARA O ENGENHEI Conceituação…… — 2. Tipos de Solos Quanto ? Origem. 3. Tamanho e Forma das . 4. Descrição dos Tipos de 5. Identificação Visual e Táctil dos Solos… Físicos . III. PROPRIEDADES 1.

Introdução „ 2. índices 4. Plasticidade e Estados de Consistência……. Granulometria……………….. 4. Plasticidade e Estados de Consistência. . . . . . . . IV. ESTRUTURA DOS 1. Introdução……… . . 2. Estrutura dos Solos 3. Estrutura dos Solos 4. Amolgamento e Sensibilidade das Argilas. 5. Tixotropia. V. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS…. 1 Introdução. Classificação Dor Tipo de Solo. Classificação Genética Geral. Classificação Granulométrica…. ….. ……. — 5. Classificação Unificada…………………….. 6. Classificação HBR.. VI. O PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS. ?oes.. 3. 1 . Definiçoes……… . 2. Implica 3 DF 3. Massa especifica Submersa.. VII. TENSÕES ATUANTES NUM MACIÇO DE TERRA… 2. Esforços Geostáticos Propagação de Tensões no 3. 1 . A Solução de 3. 2. Extensão da Solução de Boussnesq……. ,……… 3. 3. 0 Gráfico de Newmark.. 3. 4. A Solução de Westergaard…. 3. 5. Comparaçào entre as Soluções de Boussinesq e Westergaard e Algumas Simplificações….. 3. 6. Limitações da Teoria da Elasticidade.. VIII. PERMEABILIDADE DOS Darcy e de Bernouilli… 3. Determinação do Coeficiente de Permeabilidade… 3. 1. Métodos Diretos…. Indiretos…….. Interferem na Permeabilidade………………… ntroduçáo…. 2. Leis de 3. 2. Métodos 4. Fatores que 5. Forças de 4 4 Forças de . 10 25 30 40 43 61 6. Areia Movediça.. . 7. Filtros de Proteção Capilaridade………………….. IX. COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO.. 1. Introdução. 2. Analogia e Mecânica do Processo de de Adensamento…………….. Adensamento……………….. Terzaghi….. Fundamental do 7. Tensão de pré- Adensamento……. 8. Determinação do Coefi 3. Teoria do Adensamento de . 4. Solução da Equação 5. Porcentagem 6. Ensaio S DF de Prospecção… 3. Tipos de Prospecção Geotécnica.. — . 4. Prospecção 4. 1 . Processo da Resistividade Elétrica.. . 4. . Processos de Sísmica da Refração… Vane — . — . colapso… …. — . X. EXPLORAÇAO DO SUBSOLO…. „ 2. Informações Exigidas num Programa 51 5. 3. Ensaio 5. 2. Ensaio de Penetração Estática do — 6. Processos Diretos…. 6 1 Trincheira — Sondagens a 64 poços. 5. Métodos . 6. 2. 6. 3. Sondagens a Percussão ou de Simples Reconhecimento…. 6. 5. Sondagem Rotativa. Reconhecimento……….. 6. 5. Sondagem Rotativa. Mista.. . . . . . . . . . . . . . . . . . Introdução… ?? . 7. 2. Amostras Indeformadas.. XI. COMPACTAÇÃO…… 1. Definiçao e Importância…….. de Compactação. 3. Ensaio de Compactação. . Equipamentos de de Compactação…. BIBLIOGRAFIA…. 75 97 117 125 . 6. 6. Sondagem 7. Amostrage 7. 1. . „ 2. Curva 5. Controle CAPÍTULO II AMECÂNICA DOS SO OS EA ENGENHARIA 1 – ntroduçao A Engenharia Civil procurou sempre acompanhar a evolução cientifica. A dificuldade de um conhecimento profundo e abrangente, em todo o seu campo de atuação, exigiu sua divisão em áreas específicas, consoante, principalmente, aos materiais objetos de estudo.

Estas áreas não tiveram um desenvolvimento paralelo, e algumas evoluíram mais cedo que ou DF não tiveram um desenvolvimento paralelo, e algumas evoluíram mais cedo que outras. Historicamente, os ramos básicos que primeiro se desenvolveram e que foram, pôr isso mesmo, os mais estudados e divulgados são a Teoria das Estruturas e a Hidráulica. O primeiro trabalha com materiais selecionados, cujos comportamentos são bem conhecidos, entre os quais o concreto, o aço e a madeira. Este campo utiliza, para solução dos seus problemas, modelos simples, passiveis de tratamento matemático.

A área da Hidráulica estuda os fluidos, em particular a água, principalmente em ambientes naturais. Os fenômenos hidráulicos podem fugir a um tratamento matemático, mas a utilização de ensaios em odelos reduzidos permite, quase sempre, uma adequada análise de seus comportamentos. Um dos campos básicos da Engenharia Civil que por último se desenvolveu foi a Mecânica dos Solos. Ela estuda o comportamento do solo sob o aspecto da Engenharia Civil. O solo cobre o substrato rochoso e provém da desintegração e decomposição das rochas, mediante a ação dos intemperismos físico e químico.

Assim, de maneira geral, pôr causa da sua heterogeneidade e das suas propriedades bastante complexas, não existe modelo matemático ou um ensaio em modelo reduzido que caracterize, de forma satisfatória, seu comportamento. Para o engenheiro civil, a necessidade do conhecimento das propriedades do solo vai além do seu aproveitamento como material de construção, pois o solo exerce um papel especial nas obras de Engenharia porquanto cabe a ele absorver as cargas aplicadas na sua superfície, e mesmo interagir com obras implantadas no seu interior.

De um modo g 8 DF aplicadas na sua superfície, e mesmo interagir com obras implantadas no seu interior. De um modo geral, as características mecânicas do solo, em seu estado natural, devem ser aceitas e só em casos particulares, com o auxílio de técnicas especiais, odem ser melhoradas. Atualmente, a Mecânica dos Solos situa- se dentro de um campo mais envolvente que congrega ainda a Engenharia de Solos (Maciços e Obras de Terra e Fundações) e a Mecânica das Rochas.

Esta área denominada Geotecnia tem como objetivo estudar as propriedades físicas dos materiais geológicos, solos, rochas e suas aplicações em obras de Engenharia Civil, quer como material de construção, quer como elemento de fundação. A Mecânica dos Solos pode ser definida como uma aplicação das leis e princípios da Mecânica e da Hidráulica aos problemas de Engenharia, que lidam com o solo a Engenharia de Solos, como uma utilização dos conceitos da Mecânica dos Solos aos problemas práticos de Engenharia.

Assim, a Engenharia de Solos abrange um campo mais amplo, pois é uma ciência aplicada e não apenas puramente baseada em conceitos de Física e Matemática. Ela engloba disciplinas, tais como: mecânica e dinâmica dos solos, geologia de engenharia, mineralogia das argilas e mecânica dos fluidos, entre outras. Pode-se dizer também que a Mecânica dos Solos ocupa, em relação aos solos, posição análoga àquela que a resistência dos materiais ocupa em relação aos outros materiais de construção. Na prática usual, entretanto, os termos Mecânica dos Solos e Engenharia dos Solos geralmente se confundem. – Histórico A Mecânica dos Solos surgiu como ciência em 1925, quando Karl Te g DF confundem. 2 – Histórico A Mecânica dos Solos surgiu como ciência em 1925, quando Karl Terzaghi publicou a sua extraordinária obra “Erdbaumechanik Auf Bodenphysikalisher Grundlage”, t[tulo este que pode ser traduzido como “Mecânica das Construções de Terra Baseada na Fisica dos Solos”. Nela, põe- se em Mecânica dos Solos – vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Manje Vilar – Depto de Geotecnia – Escola de Engenharia de São

Carlos – Universidade de São Paulo evidência o papel desempenhado pela água, que preenche os poros, no comportamento dos solos. Historicamente, porém, os precursores de Terzaghi remontam ao período neolítico (idade da pedra polida: 5000 a 2000 anos a. C. ) quando, então, se formavam povoações lacustres apoiadas em estacas, as palafitas. Estas povoações possuíam passarelas que permitiam a circulação das pessoas entre as habitações e faziam contato com a terra firme. As passarelas tinham também a função de defesa da povoação em face dos inimigos e animais vindos da terra, pois eram facilmente destruídas.

Deve-se ressaltar, também, o engenho e a arte encontrados, notadamente na área de fundações, em obras monumentais executadas pôr povos das antigas civilizações. Nos palácios da Babilônia, nas pirâmides do Egito, nos arquedutos romanos ou na muralha da China, o solo desempenhou um papel de realce. Durante muitos séculos, entretanto, o aproveitamento do solo, como elemento de fundação e materiais de construção/ seguiu dentro do empirismo racional, e da observação de métodos empregados com êxito, em obras similares. Embora já houvesse tentativas da criação de métodos e processos de dimens 45