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 12,0 m. 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 3,0 m 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 gammanat=gammasat=18 kN / m^3
ARGILA ORGÂNICA gammanat=gammasat=16 kN / m^3, Cc=1,8, Cr=0,10, eo=2,0, Cv=1,5 m^2 / ano
ATERRO gammaat=19 kN / m^3
ÁGUA gammaw=10 kN / m^3
Pede-se:
d) qual a pressão neutra na camada de argila, numa profundidade de 7,0 m abaixo da camada de areia no instante t=0 anos, imediatamente após a construção do aterro?

Passo 1

Beleza, aqui o que a gente tem é um aterro de 2 m de altura em cima de 5 m de areia (já pré-removida lá atrás), em seguida vem 12 m de argila saturada e, embaixo, material impermeável. O nível d’água ficava 1 m abaixo da superfície original. A questão (d) pede a “pressão neutra” (ou seja, a pressão de poro ) na argila, a 7 m de profundidade abaixo da areia, no instante , logo depois de colocar o aterro.
Disciplina: Mecânica dos Solos – Teoria de tensão efetiva, poropressão e carregamento não drenado. Para resolver, você vai precisar saber:
  • Como calcular a pressão hydrostática por causa do lençol freático.
  • Que, no instante inicial em solo saturado (término de execução rápida), todo aumento de tensão vertical fica “armazenado” como aumento de pressão de poro (carregamento não drenado).

Passo 2

Primeiro passo prático: calcular a pressão de poro inicial u0 = gammaw times a nessa profundidade, causada só pela coluna d’água.
  1. Vamos achar a profundidade do ponto em relação ao lençol freático.
    • A superfície original do terreno está 1 m acima do lençol.
    • Depois do aterro, a superfície subiu +2 m, mas o lençol continua na cota antiga.
    • O ponto fica 2 m (aterro) + 5 m (areia) + 7 m (argila) = 14 m abaixo da nova superfície, ou seja, 14 m – 2 m = 12 m abaixo da superfície original.
    • Logo, abaixo do lençol freático (1 m abaixo da superfície original) esse ponto está a m.
  2. Pressão hydrostática:
á

Passo 3

Agora o acréscimo de carga vertical instantâneo devido ao aterro de 2 m, num solo saturado sem tempo de drenar (undrained):
De
Em argila saturada, no instante , todo esse vai direto para o poro, ou seja,

Passo 4

Finalmente a pressão neutra total no instante u = u0 + De é a soma da parte hydrostática mais o excesso por não drenagem:

Resposta

A pressão neutra na argila, 7 m abaixo da areia e imediatamente após a construção do aterro, é
boxedu = 148;kPa

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