Um aterro de 2,0 m de espessura e extensão infinita será construído sobre um terreno constituído por uma camada superior de 5,0 m 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 dágua atual encontra-se 1,0 m 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.
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
a) recalque total por adensamento primário
Passo 1
O lance é calcular o recalque por adensamento primário de uma camada de argila (12 m de espessura) quando construímos um aterro de 2 m por cima. Isso cai em Teoria de Consolidação (consolidação 1D de Terzaghi) – a gente vai precisar:
- Estimar a tensão efetiva máxima que o solo já suportou (pré-consolidação, por causa da escavação de 3 m)
- Calcular a tensão efetiva atual (antes do aterro)
- Calcular o acréscimo de tensão efetiva devido ao aterro
- Aplicar a fórmula de assentamento primário:
Onde
é o coeficiente de compressibilidade,
o índice de vazios inicial e
a espessura da camada de argila.
Passo 2
Calcular a tensão efetiva máxima prévia (σ′ₚ) antes da escavação de 3 m de areia (camada original era 8 m de areia).
- Nível d’água 1 m abaixo da superfície → 1 m de areia não saturada, 7 m de areia saturada.
- Para areia: γₙₐₜ=18 kN/m³ e γ′ (saturada) = γ_sat–γ_w = 18–10 = 8 kN/m³.
Passo 3
Calcular a tensão efetiva atual (σ′₀) na profundidade do topo da argila (após remover 3 m, ficando 5 m de areia):
- 1 m de areia acima do lençol (18×1 = 18 kPa)
- 4 m de areia saturada (8×4 = 32 kPa)
- 12 m de argila saturada (γ′=16–10=6 kN/m³ → 6×12 = 72 kPa)
Passo 4
Aumento de tensão efetiva por 2 m de aterro (γ_at=19 kN/m³). Como o aterro está acima do lençol, Δσ′ = 19×2 = 38 kPa.
Passo 5
Agora o assentamento. A gente usa a tensão efetiva média no meio da argila:
- σ′₀,meio = 122 + (6 kN/m³×6 m) = 122 + 36 = 158 kPa
- σ′ₙₑw = 158 + 38 = 196 kPa
Usando, , m:
Resposta
O recalque total por adensamento primário da argila é de aproximadamente 0,67 m.