Questão 1) (\mathbf{1 , 0}) 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 \sigma' no solo é dada por
\sigma' \;=\;\sigma\;-\;u
onde \sigma é a tensão total (peso do solo e carga acima) e u é a pressão de poros gerada pela água nos vazios. A resistência ao cisalhamento e o adensamento dependem diretamente de \sigma'.

Passo 3

Quando o nível d’água sobe, a pressão de poros u aumenta em profundidade, pois passa a haver mais coluna de água exercendo carga hidrostática. Isso reduz \sigma' segundo
\Delta\sigma'=-\,\Delta u\,.
Menor \sigma' 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 u 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 u, e pela relação \sigma'=\sigma-u uma elevação do lençol aumenta u e reduz \sigma', 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.

Exercícios relacionados