1

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

17

MECÂNICA DE SOLOS

Área da engenharia que estuda os fundamentos docomportamento mecânico dos solos(deformabilidade, resistência ao cisalhamento,...),fazendo uso da aplicação das leis da Mecânica e daHidráulica.

?Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

18Assuntos da Mecânica de Solos

1. Física dos solos. Reologia. Ensaios. Métodos deprospecção.

2. A água nas fundações. Rebaixamento. Drenagem.Erosão. Sub-pressão. Filtros.

3. Distribuição de pressões no solo. Empuxos. Cálculode muros de arrimo e estacas-prancha. Túneis.Barragens. Escoramentos. Obras subterrâneas.

4. Recalques. Consolidação. Cálculo de solicitaçõesdevidas a recalques.

5. Estabilidade das fundações de maciços, de taludes ede aterros. Pavimentação. Estabilização dos solos.Compactação. Bermas.

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

19

6. Sapatas. Vigas de fundação. Radiers. Fundaçõesflutuantes. Provas de cargas sobre placas. Capacidadede carga de fundações diretas.

7. Estacas. Tubulões. Caixões. Provas de carga emestacas. Capacidade de carga de fundações profundas.

8. Fundações de máquinas. Vibrações. Danos àsconstruções. Reforço de fundações.

9. Técnicas de melhoria de terrenos. Estacas de areia, oude brita. Vibro-flotação. Injeções. Geossintéticos.Congelamento. Eletro-osmose...

Assuntos da Mecânica de SolosEngenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

20Exemplos de obras geotécnicas

Taludes naturais

Taludes artificiais

Barragens de terra

Fundações de edifícios

Obras de contenção de escavações

Galerias

Aterros de estradas

Construções sobre terrenos compressíveis

Fundações de plataformas off-

shore

2

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

21Ingredientes para uma correta solução de um

problema geotécnico

Mecânica dos solosRelações constitutivasAnálise dos problemas particulares

Geologia, investigaçõesConhecimento da história geológicaAdequado conhecimento do subsolo

ExperiênciaAnálise de experiências precedentes

EconomiaConfronto entre as soluções alternativas

Ingrediente especial ?

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

22

NECESSIDADE DE FAZER AVALIAÇÕES QUANTITATIVAS

MODELAGEM

Ingredientes para uma correta solução de um problema geotécnico

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

23

MODELAGEM DE CONSTRUÇÕES EXECUTADAS

COM MATERIAIS INDUSTRIAIS

Características“conhecidas”

PROBLEMA DE ESTRUTURAS

Ingredientes para uma correta solução de um problema geotécnico

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

24

MODELAGEM DE CONSTRUÇÕES INTERAGENTES

OU CONSTRUÍDAS COM MATERIAIS

NATURAIS

Características dos materiais não são

conhecidas “a priori”

PROBLEMA GEOTÉCNICO

Ingredientes para uma correta solução de um problema geotécnico

3

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

25

A complexidade dos geo-materiais

•Material discreto

•Material trifásico (sólido, ar, água)

•Não-homogêneo

•Anisotrópico

•Elástico não-linear / plástico (e viscoso)

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

26Um problema típico de engenharia estrutural

A resposta mecânica de uma estrutura dependedas características dos materiais e da geometriado problema

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

27Um problema típico de engenharia geotécnica

A resposta mecânica de uma estrutura dependedas características dos materiais e da geometriado problema

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

28

O problema da geotecnia

Material CONHECIDO(concreto, aço, ...)

Propriedades mecânicas do material CONHECIDAS

Estrutura CONHECIDA

SUPERESTRUTURA INFRAESTRUTURA

Material ?

Propriedades mecânicas do material ?

Estrutura ?

4

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA NATUREZA DOS SOLOS

29 Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

30

RochaIntemperísmo

Transp. + depos. +

pedogênese

Pedogênese

SOLO TRANSPORTADO

SOLO RESIDUAL

FORMAÇÃO DOS SOLOS

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

31

CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA

DO SOLOS

SOLOS COM PARTÍCULAS MAIORES

AGREGAÇÕES DE MINERAIS DISTINTOS

ARGILOMINERAIS

CAULINITA

ILITAMONTMORILONITA

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

32Constituição mineralógica - Areia

(a) Grãos de areia de solo. As partículas são irregulares em tamanho e em forma. O quartzo geralmente predomina, mas outros minerais também podem ocorrer. Partículas do tamanho de silte tem a mesma forma geral e composição, mas diferem das areias no tamanho.

(b) Partícula de quartzo.(c) Partícula de feldspato.

5

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

33 Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

34

ESTRUTURA DOS ARGILOMINERAIS

TETRAEDRO DE SÍLICA

OCTAEDRO DE ALUMINA

CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA DO

SOLOS

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

35

CAULINITA

1000 a 20000 Å de Largura100 a 1000 Å de Espessura

CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA DO

SOLOS

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

36CAULINITA

6

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

37

ILITA

POTÁSSIO1000 a 5000 Å de Largura50 a 500 Å de Espessura

CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA DO

SOLOS

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

38ILITA

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

39

MONTMORILONITA

H2O E CÁTIONS INTERCAMBIÁVEIS1000 a 5000 Å de Largura

10 a 50 Å de Espessura

CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA DO

SOLOS

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

40MONTMORILONITA

7

Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

41 Engenharia Civil

UTF

PR -

CU

RIT

IBA

FIM

42