Apostila completa

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(Frankipile Australia Pty Ltd – GeoEng 2000) FUNDAMENTOS DE MECÂNICA DOS SOLOS

IDENTIFICAÇÃO e CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS

HIDRÁULICA DOS SOLOS: CAPILARIDADE, PERMEABILIDADE e PERCOLAÇÃO.

Belo Horizonte, 2o semestre de 2010. (15a edição)

Apresentação

O presente trabalho de compilação tem por objetivo orientar os alunos no estudo dos solos, levando-os a conhecê-los sob o interesse específico da Engenharia Civil, qual seja o de comporem ou interagirem com as obras objetos dela. O conteúdo parte da classificação dos solos, passa pelas principais propriedades mecânicas desses, até alcançar aplicações práticas como estabilização de taludes. Este estudo dos solos prende-se ao aspecto essencialmente geotécnico, ou seja, direcionado às aplicações da Engenharia Civil, tais como fundações (particularmente as prediais), muros de arrimo, escavações, taludes, aterros em geral etc. Enquanto na disciplina Materiais de Construção I o enfoque era o solo como material de construção (abordando caracterização, identificação de jazidas, amostras deformadas, material amolgado, estabilizado, compactado etc.), em Fundamentos da Mecânica dos Solos já abrange também o solo nas condições naturais. Para efeitos didáticos, o comportamento mecânico dos solos perante as obras correntes de Engenharia Civil, é analisado basicamente segundo três principais propriedades interativas, quais sejam a permeabilidade, a resistência ao cisalhamento e a compressibilidade, objetivando-se alcançar ao final, uma visão sistêmica do assunto. Especial importância é atribuída à relação tensão "versus" deformação dos solos, frente à condição limite de ruptura. Os princípios teóricos expostos e as respectivas aplicações práticas poderão ser acompanhados por experiências em laboratório e eventualmente, verificações de campo, nas visitas a obras. A boa assimilação da disciplina exige razoável embasamento matemático, bem como de Mecânica, Fenômenos de Transporte, Hidráulica e Resistência dos Materiais. A abordagem adotada é a da Mecânica dos Solos moderna, a partir da sistematização dos conhecimentos creditada a KARL TERZAGHI. Desta forma, pretende-se apresentar aos estudantes os correspondentes “ensinamentos organizadores”, ou seja, os fundamentos tidos como mais bem consolidados, aceitos e difundidos da referida técnica no contexto mundial, ainda que sob um olhar crítico e confrontado com a nossa realidade próxima. Enfim, visa-se contribuir na habilitação dos futuros Engenheiros nas atribuições que lhe são inerentes, bem como propiciar-lhes condições de prosseguir seus estudos da própria graduação - no mesmo ramo ou não - e em níveis mais avançados, valendo-se da bibliografia indicada.

Na oportunidade, não custa salientar que a Matemática - juntamente com a Física - constitui o mais importante embasamento teórico da Engenharia. Ela exerce papel “estruturante do pensamento”, promove o desenvolvimento do raciocínio lógico e proporciona ao estudante competências e habilidades indispensáveis aos estudos posteriores. Portanto, ela permeia todo o curso e referir-se apenas a alguns de seus tópicos pode significar uma visão compartimentada, bitolada, limitante e empobrecedora das ciências da Engenharia. Não obstante, vale destacar alguns assuntos de aplicação mais explícita e rotineira em Mecânica dos Solos, com os quais o aluno deve estar “em dia”, para um melhor aproveitamento da matéria: - Sistema Legal de unidades de medidas,

- Elementos de geometria plana,

- Funções exponenciais e logarítmicas,

- Funções trigonométricas,

- Soluções de equações algébricas,

- Derivadas. Integrais,

- Matrizes, determinantes (resolução de um sistema de equações lineares com o auxílio de matrizes),

- Elementos de Geometria Analítica Plana. Cônicas (circunferência, elipse, parábola, hipérbole);

- Cálculo Numérico,

- Regressão linear simples. Ogiva.

Bons estudos ! Prof. MARCUS SOARES NUNES

BIBLIOGRAFIA NACIONAL (e traduções) Em ordem cronológica

- Mecânica dos Solos – ROBERT F. CRAIG. 7ª ed., LTC Editora / GEN, RJ, 2007. - Fundamentos de Engenharia Geotécnica – BRAJA M. DAS. Tradução da 6ª edição norte-americana. Thomson

Learning. SP, 2007.

- Curso Básico de Mecânica dos Solos – Com Exercícios Resolvidos – CARLOS DE SOUSA PINTO. 3ª edição.

Oficina de Textos – SP, 2006. - Obras de Terra – Curso Básico de Geotecnia – FAIÇAL MASSAD. Oficina de Textos. SP, 2003.

- Fundações – Teoria e Prática – WALDEMAR HACHICH e outros.Editora PINI Ltda. SP, 1996.

- Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos – J. A. R. ORTIGÃO. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. RJ, 1995.

- Mecânica dos Solos e suas aplicações - HOMERO PINTO CAPUTO. Vol. 1: Fundamentos (6ª ed., RJ 1988), vol.2: Fundações e Obras de Terra (6ª ed., RJ 1987) e vol.3: Exercícios (4ª ed., RJ 1987) Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.

- Propriedades Mecânicas dos Solos – Uma introdução ao projeto de fundações – FERNANDO EMMANUEL

BARATA - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. RJ, 1984.

- Fundações, Estruturas de Arrimo e Obras de Terra – GREGORY P. TSCHEBOTARIOFF. Tradução de EDA

FREITAS DE QUADROS - Editora McGraw-Hill do Brasil. SP, 1978.

- Introdução à Mecânica dos Solos – MILTON VARGAS. McGraw-Hill do Brasil / Editora da Universidade de São

Paulo. SP, 1977.

- Mecânica dos Solos na prática da engenharia – K. TERZAGHI & R. B. PECK Tradução de A. J. DA COSTA

NUNES – Ao Livro Técnico, RJ 1962.

- Solos e Rochas – Revista Brasileira de Geotecnia – ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) & ABGE (Associação Brasileira de Geologia de Engenharia). Desde Janeiro de 1978.

Normas da ABNT / INMETRO: - NBR 6497 - Levantamento geotécnico

- NBR 6502 - Rochas e Solos

- NBR 7250 - Identificação e descrição de amostras de solos obtidas em sondagens de simples reconhecimento dos solos. - NBR 6484 - Execução de sondagens de simples reconhecimento dos solos

- NBR 9303 - Sondagem a trado.

- NBR 9604 - Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo com retirada de amostras deformadas e indeformadas. - NBR 6457 - Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização.

- NBR 6508 - Grãos de solo que passam na peneira de 4,8 m - determinação da massa específica

- NBR 7181 - Solo - análise granulométrica

- NBR 7180 - Solo - determinação do Limite de Plasticidade

- NBR 6459 - Solo - determinação do Limite de Liquidez

- NBR 7182 - Solo - Ensaio de Compactação

- NBR 5681 - Controle tecnológico da execução de aterros em obras de edificações

Disciplinas do currículo 706/708 do CEC PMG N vinculadas à área de Geotecnia:

Materiais de Construção I (3º per., 32 h-a teo.): Origem e formação dos solos. Solos residuais e sedimentares. Índices físicos. Caracterização do solo. Estabilização do solo. Aplicações do solo como material de construção.

Resistência dos Materiais I (4º per., 32 h-a teo. + 16 h-a lab.): Conceito de esforços solicitantes. Conceito de tensão e de deformações axiais e angulares. Tração, compressão e cisalhamento. Diagrama tensão-deformação. Lei de Hooke. Efeito Poisson. Lei de Hooke generalizada.

Geotécnica Viária (4º per., 32 h-a teo., pré-req. MC I): Estruturas geológicas principais, águas subterrâneas e superficiais. Aplicação da geologia em obras viárias. Diretrizes para estudos geotécnicos de projetos viários. Estabilidade de aterros e cortes. Aterros sobre solos moles.

Laboratório de Pavimentação (4º per., 48 h-a teo., 16 h-a lab., pré-req. MC I): Caracterização de solos através de ensaios geotécnicos. Controle de compactação de solos. Aplicação dos resultados dos ensaios nos estudos geotécnicos de projeto. Caracterização de materiais betuminosos através de ensaios normalizados. Metodologia de dosagem de misturas. Critérios para controle tecnológico de revestimentos betuminosos. Interpretação de resultados dos ensaios de materiais e sua aplicação em projetos de engenharia.

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