Um aterro de
de espessura e extensão infinita será construído sobre um terreno constituído por uma camada superior de
de areia densa, sobrejacente a uma camada de argila com espessura
. Sob a camada de argila, o substrato é constituído de um material impermeável. O nível d’água atual encontra-se
abaixo da superfície do terreno. Sabe-se também que o solo foi pré-adensado pela remoção de
da camada de areia superior, antes de atingir a configuração atual do perfil de solo.
O Quadro abaixo apresenta um resumo dos parâmetros das camadas de solo do terreno e do aterro que será construído.
CAMADA
PARÂMETROS
AREIA DENSA SUPERIOR
ARGILA ORGÂNICA
ATERRO
ÁGUA
Pede-se:
a) recalque total por adensamento primário
b) considerando que a construtora terá 2,0 anos para construção do aterro e início da estrutura, qual recalque ocorrerá neste tempo?
c) qual o acréscimo de tensão efetiva na camada de argila na cota
, no tempo de 2,0 anos?
d) qual a pressão neutra na camada de argila, numa profundidade de
abaixo da camada de areia no instante
anos, imediatamente após a construção do aterro?
e) qual seria a altura do aterro para que o recalque total por adensamento ocorresse em 2 anos?
O Quadro abaixo apresenta um resumo dos parâmetros das camadas de solo do terreno e do aterro que será construído.
CAMADA | PARÂMETROS |
AREIA DENSA SUPERIOR |
|
ARGILA ORGÂNICA |
|
ATERRO |
|
ÁGUA |
|
a) recalque total por adensamento primário
b) considerando que a construtora terá 2,0 anos para construção do aterro e início da estrutura, qual recalque ocorrerá neste tempo?
c) qual o acréscimo de tensão efetiva na camada de argila na cota
d) qual a pressão neutra na camada de argila, numa profundidade de
e) qual seria a altura do aterro para que o recalque total por adensamento ocorresse em 2 anos?
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos, a partir da superfície, uma camada de areia densa de
m (nível d’água a
m abaixo da topografia), seguida por
m de argila orgânica sobre camada impermeável. Antes do perfil atual, removeram-se
m de areia, o que pré-compressou a argila. Sobre tudo isso será colocado um aterro de
m com peso específico efetivo
,kN/
. Parâmetros da argila:
,kN/
,
,kN/
,
,
,
,
,
/ano.
Conteúdos necessários: cálculo de aumento de tensão vertical ( ), determinação de tensão efetiva inicial e de pré-adensamento (
e
), fórmula de recalque primário
, coeficiente de consolidação e grau de consolidação
, distribuição de pressão neutra.
Conteúdos necessários: cálculo de aumento de tensão vertical (
Passo 2
Cálculo do aumento de tensão efetiva devido ao aterro: o aterro de
m fica acima do nível d’água, logo
Passo 3
Determinação da tensão efetiva inicial média na argila: a argila está entre
m e
m de profundidade. A tensão efetiva no topo da argila com apenas
m de areia acima (
m não saturado com
e
m saturados com
) é
O peso efetivo da argila é
kN/
. No meio da argila (
m abaixo do topo da argila):
Como todo o traço será normalmente consolidado pela carga adicional (ver análise), usamos a fórmula do recalque primário simulando compressão em tensão média
kPa:
Calculando:
Passo 4
Recalque após
anos: o tempo de drenagem é unidirecional (base impermeável), com
m. O fator de tempo de consolidação é
Para
pequeno, aproximamos o grau de consolidação médio por
Logo o recalque em
anos é
Passo 5
Acréscimo de tensão efetiva na cota
m (
m abaixo do topo da argila) aos
anos: admitindo grau de consolidação uniforme,
Passo 6
Pressão neutra no instante
na argila a
m abaixo da areia (profundidade total
m):
– pressão de poros inicial (hidrostática)
– pressão de poros inicial (hidrostática)
– excesso de poro imediato
kPa.
Logo a pressão neutra total é
Logo a pressão neutra total é
Passo 7
Altura de aterro para que o recalque primário total ocorra em
anos: o tempo de consolidação depende apenas do caminho de drenagem (
) e de
, não da carga. Como o pé da argila é impermeável,
m fixa um tempo muito maior que
anos para consolidação completa. Portanto não existe altura de aterro que leve a
% de recalque primário em apenas
anos sem outro meio de escoamento.
Resposta
a)
m
b) m
c) kPa
d) kPa
e) Não há altura de aterro que permita consolidação total em anos, pois o caminho de drenagem é fixo.
b)
c)
d)
e) Não há altura de aterro que permita consolidação total em