Coleção 2 - Investigações de campo, programação de sondagens, critérios de projeto

1a) Simplesmente não utilizaria. Projeto deve ter mudado e prova de carga de 0,8 m de diâmetro no solo da cota 99 não diz nada sobre sapata apoiada no solo (diferente!) da cota 95 (lembrar conceito de bulbo de tensão + conheça o perfil do subsolo antes de interpretar qualquer ensaio). Figura 5.26 do Velloso e Lopes.

1b) Parâmetros são propriedades familiares de um modelo simples de comportamento do solo, que pode ser explicado por uma teoria. Obtidos em ensaios de laboratório (mais raro em engenharia de fundações) ou de campo (diretamente ou por correlações; mais comum).

  • ELU – parâmetros de resistência: c' e φ' (coesão e ângulo de atrito; parâmetros gerais; modelo: Mohr-Coulomb) ou sU (resistência não drenada; parâmetro para solos solicitados sem drenagem; modelo: Tresca, que pode ser entendido como caso particular do Mohr-Coulomb para φ = 0). Teoria: Teoria da Plasticidade (e suas derivadas ou simplificações)

  • ELS – parâmetros de deformabilidade ou compressibilidade (ou ambos, claro, dependendo do perfil)

o  deformabilidade: E' e \(\nu\)' (módulo de Young e coeficiente de Poisson; modelo: elástico linear). Teoria: Teoria da Elasticidade linear

o  compressibilidade: Cc, Cr, Ceσ'a (ou σ'VM), cv, \(c_{\alpha}\) (coeficiente de compressão, de recompressão, de expansão, tensão de pré-adensamento, coeficiente de adensamento, coeficiente de compressão secundária; modelo: poro-elástico "linear"). Teoria: Teoria do Adensamento de Terzaghi (e outras)

Exemplos

  • ELU – solo de fundação: argila siltosa média a rija com SPT 11. Tabela 2.IV do FTP (também tabelas 2.3 e 2.7 do Curso Básico de Mecânica dos Solos, Carlos Pinto), comparada com tabela 17.4 do Braja Das => sU \(\cong\) 70 kPa (sU > Rc/2; rever conceitos e efeitos de amolgamento no capítulo 15 do CBMS, Carlos Pinto). Item 3.4.6 do FTP forneceria limite superior. Como vimos, fórmulas derivadas da Teoria da Plasticidade permitem calcular σRUPT a partir de sU. (e σADM = σRUPT/F, de acordo com a NBR6122).

  • ELS – solo de fundação: argila siltosa média a rija com SPT 11. Tabela 3.4 do FTP => E \(\cong\) 27,5 MPa. Esse parâmetro de modelo elástico linear pode não ser suficiente, pois esse solo pode ainda sofrer variações volumétricas importantes (adensamento). Procurar outras correlações para esse modelo (por exemplo em Solos da Cidade de São Paulo, publicação da ABMS, capítulo 3 do Velloso e Lopes, cap. 3 do FTP). Verifica-se a seguir se é necessário reduzir σADM para atender à condição de recalques aceitáveis pela edificação.

1c) Correlações empíricas diretas ensaio=>σADM (ELU e ELS implicitamente "verificados" pela prática corrente do local).

Solo de fundação: argila siltosa média a rija com SPT 11. Tabela 5.4 do Velloso e Lopes (NBR6122): σADM \(\cong\) 200 kPa. Correlação baseada no SPT (item 7.4.4. do FTP): σADM \(\cong\) 20 N = 220 kPa (restrita a 5 ≤ N ≤ 20) frequentemente utilizada em São Paulo).

2a) Aqui a prova de carga estaria na cota correta. Interpretá-la e utilizá-la como na Coleção correspondente.

2b) Solo agora é arenoso. Procure as correlações relevantes para esse solo, na mesma bibliografia indicada no exercício 1. SPT melhor para parâmetros de resistência. CPT melhor para parâmetros de deformabilidade. Mas você encontrará também correlações entre N (SPT) e qc (resistência de ponta do CPT).

2c) Solo agora é arenoso. Procure as correlações relevantes para esse solo, na mesma bibliografia indicada no exercício 1.

3) Perfil de Santos. Prova de carga serviria para ELU da camada superficial de areia. Já o recalque elástico dessa camada seria irrrelevante se comparado com o recalque de compressão (primária e secundária) da camada de argila subjacente. Portanto, para ELS são necessários os parâmetros de compressibilidade e adensamento da camada de argila (ver lista de parâmetros no exercício 1b). Reestudar capítulos 9 e 10 do CBMS (Carlos Pinto) e as coleções 8 e 9 de PEF2305.

4) Representatividade é a palavra-chave. Muito já foi discutido nos exercícios anteriores. Conheça o perfil do subsolo antes de aplicar qualquer teoria. Medimos os parâmetros certos, da camada correta? Ainda que seja a camada correta, pode-se admiti-la homogênea em suas propriedades? Ou elas crescem com a profundidade? Que propriedades estamos medindo?

5a) NBR8036 - Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios (vide relação de normas geotécnicas no FundMoodle).

Conceito: imaginar um paralelepípedo de 22 x 33 x profundidade afetada pelo carregamento do edifício (“bulbo de tensão do edifício”); sondagens devem ter número, distribuição e profundidade tais que seja possível criar um modelo virtual desse paralelepípedo, com suas camadas de diferentes solos, NA, etc.

5b) No caso de identificação de solo mole durante a sondagem, é obrigatório ultrapassá-lo, para conhecer a espessura dessa camada.

5c) Encostas -> atenção especial para os condicionantes geológicos e topográficos na distribuição das sondagens, no tipo de sondagem, nas profundidades.

Solos residuais -> possibilidade de matacões: sempre necessário saber se se trata da rocha mãe ou somente de um matacão; execução de furos adicionais; eventualmente sondagem mista (percussão+rotativa) para tentar atravessar e identificar o matacão.

Solos de regiões de “baixada” -> vide item 5b.

Rocha a pequena profundidade -> necessidade de sondagem mista (percussão+rotativa).

Obras de grande extensão -> orientação geológica, não geométrica, para que o número de sondagens escolhido possa bem caracterizar o terreno.



6) Recalque (deslocamento vertical) é integral de deformações. Gráfico abaixo da coleção 6 de PEF2305.

resolução.png

Resultados de CPT indicam que o solo tem propriedades (inclusive módulo de Young) crescentes com a profundidade.

ELS

  • Primeira idéia. Utilizar correlações de E com qc (capítulo 17 do Braja Das) e decidir qual é a “equação” que melhor descreve a variação de E (ou G, módulo de cisalhamento = E / [2 (1+\(\nu\))] ) com a profundidade (z), tipo G(z) = G(0) + m z. Aplicar esses valores ajustados de G(0) e m em soluções elásticas (analíticas) de placas carregadas sobre solos com esse tipo de heterogeneidade (por exemplo, capítulo 9 do Poulos e Davis). O P&D está todo disponível na Internet: o link está disponível no FundMoodle.

  • Outra idéia: soluções baseadas em simplificações da integral de deformações da Teoria da Elasticidade, sem recorrer explicitamente às soluções analíticas (e estimando E em cada profundidade, também a partir de qc). Melhor exemplo: processo de Schmertmann (item 5.5.2 do Velloso e Lopes). Resposta:  ~ 14 cm. Parece excessivo!

ELU

  • Possibilidade: utilizar qc para estimar o parâmetro de resistência relevante, e a seguir calcular qrupt utilizando as soluções da Teoria da Plasticidade, como já visto. Estudar correlações do capítulo de "Exploração do Subsolo" do Braja Das. Resposta: σRUPT \(\cong\) 500 kPa. Estaria óbvio desde o início, portanto, que σADM = 400 kPa não é uma escolha razoável.

Última atualização: quinta-feira, 23 mar. 2017, 01:20