Questão 1)
Como variações no nível d’água poderiam afetar as tensões efetivas e qual seria a consequência prática para a estabilidade de estruturas geotécnicas?
Passo 1
O enunciado pergunta como a variação do nível d’água (por exemplo, por chuva intensa, bombeio ou recarga de aquífero) modifica as tensões efetivas num solo e qual o impacto prático disso na estabilidade de estruturas geotécnicas (taludes, muros, fundações etc.). O conteúdo principal é o princípio de tensões efetivas de Terzaghi, que relaciona tensão total, pressão de poros e tensão efetiva.
Passo 2
Pelo princípio de Terzaghi, a tensão efetiva
no solo é dada por
onde
é a tensão total (peso do solo e carga acima) e
é a pressão de poros gerada pela água nos vazios. A resistência ao cisalhamento e o adensamento dependem diretamente de
.
Passo 3
Quando o nível d’água sobe, a pressão de poros
aumenta em profundidade, pois passa a haver mais coluna de água exercendo carga hidrostática. Isso reduz
segundo
Menor
implica menor atrito interno e menor coesão efetiva, portanto redução da capacidade resistente do solo.
Passo 4
Na prática, num talude ou barragem, a elevação do lençol reduz o fator de segurança e pode desencadear escorregamentos ou rompimentos. Em fundações rasas, o acréscimo de
diminui a carga admissível e pode causar recalques inesperados. De forma análoga, ao baixar o nível d’água existe um pico de tensões efetivas momentâneo e consolidação subsequente, gerando recalques.
Resposta
Variações no nível d’água alteram a pressão de poros
, e pela relação
uma elevação do lençol aumenta
e reduz
, diminuindo a resistência ao cisalhamento do solo e, portanto, o fator de segurança de taludes, muros e fundações. O efeito prático é maior risco de instabilidade e recalques adicionais em estruturas geotécnicas.