Para ampliação do Complexo Portuário do Pecém, localizado na RM-Fortaleza, foi necessário construir um aterro compactado de extensão infinita e altura de
, com objetivo de acelerar os recalques por adensamento de uma camada de argila mole no subsolo. Sabe-se que antes da implantação do Porto de Pecém, que foi inaugurado em 2002, a área tinha sofrido modificação de sua topografia original, por meio da exploraçāo de
de espessura de uma camada de areia superior à camada de argila, para utilização na construçāo civil. Uma investigaçāo geotécnica realizada recentemente, identificou que o perfil atual do solo é constituido por uma camada de topo de solo arenoso de
de espessura, seguida de uma argila orgânica com espessura de
. Abaixo da camada de argila, a sondagem identificou a presença de uma rocha sā considerada impermeável. O nivel d’água atual foi encontrado a 1.0 m de profundidade, a partir do topo da camada de areia. No entanto, essa cota de nivel d’água é resultante de uma obra de infraestrutura na regiāo, que provocou uma elevação do lençol freático; pois sabe-se que, por muitos anos, o nivel d’água encontrava-se numa profundidade
abaixo do topo da camada de argila. Considerando essas informaçōes e os parâmetros dos solos apresentados no quadro abaixo, responda o que se pede:
CAMADA | PARÁMETROS |
---|---|
AREIA SUPERIOR |
|
ARGILA ORGÂNICA |
|
ATERRO COMPACTADO |
|
a) (1,0 ponto) Qual o recalque total por adensamento primário após a construçāo do aterro?
b) (1,0 ponto) Em que tempo ocorrerá do recalque total por adensamento primário?
c) (1,0 ponto) Sabendo-se que a construtora responsável pela obra deseja iniciar a ampliaçāo do Porto em 240 dias após a construção do aterro, qual o recalque que ocorrerá nesse tempo?
d) ( 1,5 ponto) Qual a pressão neutra numa profundidade equivalente a da camada de argila, a partir de seu topo, quando tiver ocorrido
do recalque total por adensamento primário?
e) ( 1,5 ponto) Qual a altura do aterro necessária para que do recalque total por adensamento primário, calculado na letra b, ocorra em 1 ano?
b) (1,0 ponto) Em que tempo ocorrerá
c) (1,0 ponto) Sabendo-se que a construtora responsável pela obra deseja iniciar a ampliaçāo do Porto em 240 dias após a construção do aterro, qual o recalque que ocorrerá nesse tempo?
d) ( 1,5 ponto) Qual a pressão neutra numa profundidade equivalente a
e) ( 1,5 ponto) Qual a altura do aterro necessária para que
Passo 1
Resumo do enunciado e dados principais
Temos um aterro compactado de altura m sobre uma camada de areia de
m de espessura, que por sua vez assenta numa argila orgânica de
m. A lâmina d’água original (antes da obra que a elevou) ficava abaixo do topo da argila, de modo que consideramos a areia inteira acima do lençol freático e a argila saturada. Parâmetros:
,kN/
,
,kN/
,
,kN/
,
,
,
,
/ano.
Queremos:
a) recalque total por adensamento primário;
b) tempo para ocorrer % desse recalque;
c) recalque em dias;
d) pressão neutra (excesso de pressão de poro) em quando
;
e) altura de aterro que garanta % do recalque em
ano.
Temos um aterro compactado de altura
Queremos:
a) recalque total por adensamento primário;
b) tempo para ocorrer
c) recalque em
d) pressão neutra (excesso de pressão de poro) em
e) altura de aterro que garanta
Passo 2
Cálculo da sobrecarga efetiva incrementada na argila
A sobrecarga total devida ao aterro no topo da argila é
A sobrecarga total devida ao aterro no topo da argila é
A tensão vertical efetiva inicial no topo da argila, antes do aterro, advém dos
m de areia não saturada (lençol freático abaixo), ou seja
Passo 3
Recalque total por adensamento primário
Para adensamento unidimensional sob carregamento normalmente consolidado, o recalque é
Para adensamento unidimensional sob carregamento normalmente consolidado, o recalque é
Substituindo:
Passo 4
Tempo para
% de adensamento
Usamos a relação
Usamos a relação
onde, por se tratar de drenagem única (fundo impermeável),
,m e
. Logo
Passo 5
Recalque em
dias
) Converter
d em anos:
) Calcular
) Grau de adensamento
(primeiros termos da série de Terzaghi para drenagem dupla, usando
conforme acima):
Passo 6
Pressão neutra em
quando
Em t tal que , a parcela de pressão de poro ainda não dissipada (excesso residual) é
Em t tal que
Como pedem a pressão neutra (pressão de poro excessiva) a
da espessura, e a distribuição‐local não difere muito da média, tomamos
Passo 7
Altura do aterro para
% do recalque em
ano
O tempo de adensamento depende apenas do comprimento de drenagem ( ) e não da sobrecarga
. Para atingir
seria necessário tempo infinito, portanto não existe nenhuma altura de aterro finita que garanta
% de adensamento primário em
ano.
O tempo de adensamento depende apenas do comprimento de drenagem (
Resposta
a)
m
b) anos
c) m
d) kPa
e) Não existe altura finita de aterro que permita % de adensamento primário em
ano (tempo infinito).
b)
c)
d)
e) Não existe altura finita de aterro que permita