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ENSAIO CBR- REENGENHARIA.BLOGSPOT.COM

sexta-feira, 30 de setembro de 2011

Geotécnica II -1o Apontamento;

Geotécnica II -Apontamento 1;
1- Considerações e introdução: Formação dos solos: desintegração da rocha mãe, proveniente das placas tectônicas que recobrem o planeta, que tem no interior uma massa incandescente fluída. Explicação dada em sala de aula.
1.0- Resistência ao cizalhamento dos solos: Baseado no livro: Mecânica dos Solos 1- Homero Pinto Caputo, página 158.
1.1- Considerações gerais: Resistência ao Cizalhamento é a tensão de cisalhamento sobre o plano de ruptura, na ruptura.
-Da Wikpedia: Tensão de cisalhamento (português brasileiro) ou tensão tangencial (português europeu), ou ainda tensão de corte ou tensão cortante é um tipo de tensão gerado por forças aplicadas em sentidos opostos porém em direções semelhantes no material analisado. Exemplo: a aplicação de forças paralelas mas em sentidos opostos. É a típica tensão que gera o corte em tesouras.
-Segundo a equação de Coulomb: "teta"r= c + "alfa" x tangente de "gama", a resistência ao cizalhamento depende da coesão e do atrito entre as partículas.
-Atrito interno é proveniente do entrosamento (encaixe) de suas partículas; nos solos não existe uma superfície nítida de contato, ao contrário, há uma infinidade de contatos pontuais.
-Coesão: distingue-se a "coesão aparente" que é resultante da pressão capilar da água contida nos solos, que age como se fosse uma pressão externa; e "coesão verdadeira": devida as forças eletroquímicas da atração das partículas de argila.
-Tipos de ensaios: São 3: Cizalhamento direto (primeiro tensiona a amostra verticalmente, para depois assastar a metade da forma inferior com rodinas medindo sua tensão), Compressão triaxial (é o mais perfeito e mais usado, comprimindo verticalmente através de um pistão e lateralmente através de uma menbrana com bombeamento de água, verificando a tensão de ruptura e traçando os círculos de Mohr, obtendo o ângulo "teta" (ângulo de atrito) e c (coesão); Compressão simples: Parecido com o rompimento de corpo de prova de concreto há somente uma carga vertical da prensa e a Coesão é a metade da resistência à compressão para um solo coesivo. Classificação: Ensaio lento ou com drenagem (com a água expulsa por placa porosa); Ensaio rápido ou sem drenagem (a força é aplicada rapidamente, impossibilitando a drenagem); e Ensaio rápido com pré-adensamento (é uma variação dos ensaios precedentes).
1.2- Resistência ao cisalhamento de areias: verifica-se que a amostra, dependendo do grau de compacidade aumenta ou diminui de volume antes de atingir a ruptura. Há o fenômeno da "liquefação das areias" com o escoamento fluido de areias fofas saturadas, ocorrendo diversas catástrofes provenientes deste.
1.3- Resistência ao cisalhamento de argilas: Não apresenta a mesma simplicidade das areias. Influência: estado de adensamento, sensibilidade da estrutura, condições de renagem e velocidade de aplicação das cargas. Nos ensaios rápidos observamos que a tensão é igual a coesão. Para argilas não saturadas (aterros e barragens) é de fundamental importância a consideração das pressões neutras, desenvolvidas em função de volume da fase gasosa.
1.4- Ensaio triaxial, cisalhamento, compressão e CBR:
-Na prática utilizamos mais o ensaio: triaxial. Reproduzindo o que ocorre na prática, em terrenos argilosos, a dessipação das pressões neutras de uma edificação ou barragem leva mais que 3 anos (estimado em torno de 20 anos, com o assentamento da estrutura em 3 anos), sendo o ensaio rápido melhor. Para solos arenosos o ensaio lento é melhor, dada a alta permeabilidade e rápida dessipação das pressões neutras.
-Compactação: é o processo manual ou mecânico que visa reduzir o volume de seus vazios e, assim, aumentar sua resistência (densidade), tornando-o mais estável. Na compactação há expulsão de ar, e no adensamento a expulsão é da água. Os maiores problemas de mecânica dos solos estão relacionados á compactação de solos não saturados.
-Ensaio Proctor: Soquete de 2,5 Kg, com 30cm de queda, 25 golpes em 3 camadas sucessivas, executando 5 vezes com umidades diferentes, para determinar a umidade ótima para argilas, através do gráfico da densidade em função da umidade (h), pegando a maior densidade do pico mais alto do gráfico e verificando a umidade correspondente, a umidade ótima. Temos ainda o ensaio proctor intermediário e o modificado, com peso de 4,5 Kg, 45 cm de altura de queda, 5 camadas c/ 25 golpes, para cascalho.
-CBR (índice de suporte califórnia): feito em 1 cilindro de 15cm de diâmetro e 17,5cm de altura, com colarinho de 5 cm e disco espaçador, na base, de 5cm, com cinco camadas, 55 golpes por camada, peso de 4,5 Kg, altura de queda de 45cm; determinando a umidade ótima e o peso específico máximo do solo. Com este ensaio ainda é feito o ensaio de expansão, com 3 corpos de prova imersos 4 dias, medindo a penetração com um pistão de 5 cm de diâmetro.
2- Fluxo d´água através do solo- Permeabilidade/Fenômenos Capilares, baseado no livro: Mecânica dos Solos 1- Homero Pinto Caputo, página 66.
2.1- Considerações Gerais: A permeabilidade: é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento da ága através dele, sendo o seu grau de permeabilidade expresso numericamente pelo "coeficiente de permeabilidade".
Usamos a Lei experimental de DARCY: Vp= Kp x i
Sendo:
Vp= velocidade real de percolação da água;
Kp= coeficiente de percolação, que é a velocidade real média de escoamento dos vazios do solo, quando i=1;
i= gradiente hidráulico= h/l;
h= diferença entre os níveis de água;
L= espessura da camada de solo, medida na direção do escoamento;
-O conhecimento da permeabilidade de um solo é de importância em diversso problemas práticos de engenharia, tais como: drenagem, rebaixamento do nível d´água, recalques, etc.
2.2- Forças de Percolação: A determinação do coeficiente de Permeabilidade "K" pode ser feita com a fórmulade Hanzen (para areias fofas e uniformes) relacionando á granulometria.
2.3- Linha de percolação e de fluxo: Um escoamento se define como laminar qundo as trajetórias das partículas d´água não se cortam; em caso contrário, denomina-se turbulento.
2.4- Percolação em barragens: Em barragens de terra observa-se o fenômeno do sifonamento capilar, que consiste na percolação da água sobre o "núcleo impermeável" da barragem.
-Cálculo da altura capilar máxima: hc= 0,306 / d (d=diâmetro do tubo em cm).
2.5- Parábola de Kozeny: Corresponde à percolação d'água através de um solo, com coeficiente de permeabilidade K, apoiado sobre uma camada impermeável (K = 0) e desaguando num dreno (K = ∞). Corresponde ao fluxo livre em canais. A solução de Kozeny mostra que a linha de fluxo superior se aproxima de uma parábola.2.6- Filtros: São os drenos de uma barragem, após o núcleo impermeável, no centro da barragem, são colocados diversos drenos para a retirada da água de percolação, assim antes da metade da barragem toda a água é bloqueada, e depois da metade da barragem toda água é drenada e retirada para não estourar a barragem.
-Drenagem superficial, são drenos nas laterais da rodovia com intuito de retirar a água excessiva da saia do aterro, segue o projeto de drenagem, é normalmente feito com escavação de retro escavadeira, seguido da colocação de manta não tecido de drenagem (BIDIM), uma camada de aproximadamente 10 cm de brita 1, coloca-se o tubo dreno (DRENOFLEX ou manilha porosa), completa-se a vala com brita e fecha a manta não tecido fazendo a costura com arame galvanizado, deixando aproximadamente 10 cm mais baixo que o nível do terreno para colocação de aterro para a proteção da manta não tecido.
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Mais:
-Ensaios de Laboratório: Teor de Umidade (h) pelo Método da Estufa e Método Speed.
-Visita na obra da Fertipar (terraplenagem de armazém de fertilizante).
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*3. Estabilidade de taludes. *Não faz parte do apontamento 1.

Geotécnica I -1o Apontamento;

Geotécnica I -Apontamento 1.
1. Introdução; Solo, em português, significa a superfície no chão.
1.1. Mecânica dos solos: Denota um material de construção ou de mineração; É todo material da crosta terrestre escavável com pá, picareta, enchada, ou equivalente. É a superfície aonde se apoiam as construções. É material para terraplenagem e material de empréstimo.
Conceituação: Mecânica dos sistemas constituídos por uma fase sólida granular e por uma fase fluída- Karl Terzagui- 1925.
Importância e aplicação: materiais da crosta terrestre que servem de suporte, são arrimados, escavados ou perfurados e utiizados nas obraas de engenharia civil. Tais materiais reagem nas fundações e atuam sobre os arrimos e coberturas, deforman-se e resistem a esforços nos aterros e taludes, influenciando as obras segundo suas propriedades e comportamento.
-Simbologia e unidades: Peso específico (gama)= Peso/ Volume, Densidade relativa (delta)= peso específico das partículas / peso esp. da água a 4ºC
-Normas: da ABNT, DNER, DER, para enaios de laboratório (limite de plasticidade, limite, de liquidez, CBR, Proctor Normal, Umidade- metodo: estufa...), ensaios de campo (ensaio de placa, SPT...) e métodos de execução de aterros, drenos, etc.
Exemplo: NBR-7181/ABNT - Análise Granulométrica de Solos; D421-58 e D422-63/ASTM; T87-70 e T88- 70/AASHTO; MSL-05/CESP.
1.2: Histórico: Uma série de acidentes ocorridos com grandes obras de engenharia, ao fim do século XIX e princípio do século atual, veio mostrar a inadequada percepção, envolvendo escorregamentos de terra no Canal do Panamá (Cucaracha e Culebra), ruptura de barragens e recalques em edifícios nos Estados Unidos, criando uma comissão (presidência: Cummings), em 1913 na American Society of Civil Engineers, para examinar e opinar nos acontecimentos. Surgindo no mesmo ano a Comissão Geotécnica Sueca (Prof. Fellenius), para estudar escorregamentos de taludes em ferrovias. 1o congresso de Mecânica dos solos em 1936, em Cambridge nos Estados Unidos (Prof. Arthur Casagrande).
1.3: No Brasil: Inicia com Alberto Ortenblad com o desemvolvimento matemático da teoria do adensamento de Terzaghi e Frohlich, em sua tese de doutoramento em 1926. Escrito, em 1970, o excelente: Apanhado sobre a história da Mecânica dos Solos no Brasil, por A.D. Ferraz Napoles Neto.
1.4. Engenharia Geotécnica: Assim é o fenômeno da mecânica dos solos tem que ser conhecido em sua totalidade geológica, física e técnica; surge aí a Geotécnica, que combina uma Geologia, mais observada do ponto de vista físico, e uma Mecânica dos solos, mais ligada aos problemas geológicos.
1.5. Algumas aplicações de mecânica dos solos:
Objetivo: é exatamente o de determinar, tanto quanto possível, sob fundamentação científica a interação terreno-fundaçõ-estrutura, com o fim de prever e adotar medidas que evitem recalques prejudiciais ou ruptura do terreno, com o consequente colapso da obra. Em outras palavras, o que se procura é alcançar a maior estabilidade e o menor custo da obra, além de proteção de obras vizinhas, quando for o caso. "Técnica com economia".
Algumas de questões (Homero P. Caputo- Mec.Solos 1, pg. 8):
a) Qual a fundação mais adequada: superficial ou profunda?
b) Na execução de um aterro, que altura máxima ele poderá alcançar?
c) Qual o tipo de aterro para uma estrada ou aeroporto? Rígido ou flexível?
d) Nas estruturas de sustentação, que tipo de obra deve ser usado?
e) Quais as dimensões mais econômicas e seguras de uma barragem de terra.

2. Origem e Formação dos Solos;
2.1- Os solos são materiais que resultam do intemperismo ou meteorização das rochas:
por desintegração mecânica (através de agentes como água, temperatura, vegetação e ventos- para partículas de pedregulhos e areias ou enventualmente partículas menores) ou decomposição química (principalmente pelo agente da água e seus mecanismos de ataque, como: oxidação, hidratação, carbonatação e efeitos químicos da vegetação).
O solo é assim, uma função da rocha-mater e dos diferentes agentes de alteração. Os que mantém uma nítida macroestrutura herdada da rocha de origem, são designados solos saprolíticos.
2.1.2- Pedologia: estudo das camadas superficiais para Agronomia.
2.1.3- São 3 tipos: Solos Residuais são os que permanecem no local da rocha mãe, observando-se uma gradual transição do solo até a rocha, merecem destaque os residuais lateríticos (ex. terra-roxa, solos de clima quente e úmido, com baixa plasticidade e pouca expansibilidade), res. expansivos, res. porosos (são colapsíveis).
-Solos Sedimentares: formados por agentes transportadores: aluvionares (pela água), eólicos (p/ vento), coluvionares (gravidade) e glaciares (geleiras).
-Solos de formação orgânica (vegetal ou animal).
2.2- Tamanho e forma das partículas:
O peso específico é igual ao peso sólido, dividido pelo volume do solo (em g/cm3, ex. quartzo= 2,67 g/cm3).
Granulometria (representada pela curva granulométrica), segundo a ABNT, são:
-pedregulho cj de partículas cujas dimensões (diâmetro) estão entre 76 e 4,8mm,
-areia entre 4,8 e 0,05 mm,
-silte, entre 0,05 e 0,005 mm,
-argila, inferiores a 0,005 mm (c/ diâmetro equivalente determnado pela lei de Stokes p/ ensaio de sedimentação de grãos menores que 0,2mm).
pondendo ser bem graduado com grãos distribuidos proporcionalmente em todos os tamanhos (ideal para aterros com o encaixe de partículas maiores, médias e menores, levando à estabilização granulométrica); de graduação uniforme: com praticamente um diâmetro (de difícil compactação); ou de graduação aberta, com solos por exempo mais grosos e mais finos não tendo grãos em determinadas peneiras, podendo ser misturado, em último caso e com mais despêndio financeiro aos dois acima, para obter um material que possa ser utilizado para compactação.
2.2- Forma das partículas e descrição: Arredondadas (ou poliédrica), que predominam nos pedregulhos, areias e siltes.
Lamelares: semalhantes a lamelas ou escamas, encontradas em argilas.
Fibrilares, característica dos solos turfosos.
3- Estrutura dos solos compactados (Introdução à mec.solos- Miltom Vargas): Em solos compactados abaixo e acima da umidade ótima, á um arranjo semelhante a das estruturas floculadas, por que, há forças atrativas entre as partículas que as ligam emtre si, cantos ou arestas contra faces, formando flocos que são indestrutíveis pelas forças utilizadas na compactação.
Chama-se de estrutura: arranjo ou configuração do solo entre si. Principais estruturas: Fofa (areia c/ espaços, sem compactação), compacta (areia compactada, sem espaços), floculada ponta-face (argilas com espaços), dispersa (argila compactada).
Amolgamento: é a operação de destruição da estrutura do solo, com a consequente perda de sua resistência.
Bentonitas: são argilas ultra-finas, aonde predomina a montmorilonita com tendência a inchamento, utilizados para vedação em barragens e escavações. Tixotropia: fenômeno da perda e consequênte retorno da resistência coesiva, devido a reordenação da estrutura molecular das camadas adsorvidas. A Bentonitatem propriedades tixotrópicas.
4. Indices Físicos dos Solos: 4.1- Definição: Solo é um sistema disperso formado por três fases: sólida, líquida e gasosa.
As águas livre, higroscópica e capilar são as que podem ser totalmente evaporadas por efeito do calor a uma temperatura maior que 100 ºC. A água de constituição faz parte da estrutura sólida. A água adesiva envolve a adere fortemente a estrutura sólida. A consideração da fase gasosa ocorre na consolidação de aterros, calculando as "pressões neutras" desenvolvidas em função da redução de volume da fase gasosa.
4.2-Relações: O Volume Total (Vt) é: o Volume de vazios (Vv) mais o Volume de solo (Vs),
sendo também: o Volume tatal é o Volume de água mais Volume de ar mais Volume de solo.
O Peso Total (Pt) é: o Peso da água (Pa) mais o Peso do Solo (Ps).
4.3- Determinação: Teor de umidade de um solo: h%= 100* Pa/ Ps, é a razão entre o peso da água contida num certo volume de solo e o peso da parte sólida.
Peso Específico Aparente (gama) = Peso Total (Pt) / Volume Total (Vt)
5- Distribuição granulométrica. 5.1- Ensaio de análise granulométrica: Feito no laboratório.
5.2- Considerações sobre a curva de distribuição granuométrica: Para o encaixe das partículas precisamos de solos grossos, médios e finos, para haver o encaixe ds grãos e o preenchimento dos vazios, conforme já visto anteriormente.
6. Limites de Consistência:
Limite de liquidez: (laboratório) Aparelho de Casagrande: Enche a concha de latão, abre o sulco com o cinzel, conta-se o nº de batidas para fechar a abertura, repete o ensaio 5 vezes com umidades diferentes (retirada na estufa) e determina pelo gráfico á 25 batidas qual a umidade (h) encontrada referente ao Limite de Liquidez.
Limite de Plasticidade: É a quantidade de umidade (tirado em estufa) para qual o solo começa a se fraturar quando se tenta moldar, com ele, um cilindro de 3mm de diâmetro e 10 cm de comprimento.
Limite de contração: Teor de umidade a partir do qual o solo não mais se contrai, não obstante continue perdendo peso

Índice de Plasticidade (IP): è a diferença entre os limites de liquidez (LL) e de plasticidade (LP).
IP= LL-LP
classificados em:
fracamente plásticos:.............. 1 menor que IP menor que 7
medianamente plásticos:.........7 menor que IP menor que 15
altamente plásticos:..................IP maior que 15.

Relações: Consistência e composição de um solo:
Indice de consistência: IC= LL-h/IP
R= Resistência à compressão simples

muito moles.......IC menor que 0 (zero)..................R menor que 0,25 Kg/cm2
moles............0 menor que IC menor que 0,50......0,25 menor que R menor que 0,5
médias.....0,50
menor que IC menor que0,75 .......0,5 menor que R menor que 1
rijas..........0,75
menor que IC menor que1,00.........1 menor que R menor que 4
duras................ IC
maior que 1,00...........................R maior que 4 Kg/cm2
7. Classificação dos solos (2o Bim.).
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-Ensaios de Laboratório: Teor de Umidade (h) pelo Método da Estufa, ensaio de granulometria (peneiramento), ensaio de LP- limite de plasticidade e LL-limite de liquidez.
-Visita na obra da Fertipar (terraplenagem de armazém de fertilizantes).
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terça-feira, 13 de setembro de 2011

EAD- Educação Á Distância

Postagem de discussão sobre os caminhos da EAD- Educação à distância. Com o avanço tecnológico e as facilidades surgidas pelo avanço das ferramentas dos meios de comunicação o surge a EAD. Com a internet, a produção de livros para estudo á distância, os canais de televisão pagos para instituições de ensino, o uso de videoconferências, o avanço dos telefones e aparelhos celulares, surge uma gama de ferramentas de apoio para o EAD. Este que vem com possibilidades enormes de baixar os custos na educação e aumentar enormemente a quantidade de material á ser absorvido pelos alunos, material que vai ter muito mais público pois pode ser um curso mundial e que por isso tem muito mais recursos para ser criado, pre-supondo mais qualidade e conteúdo com preços mais baixos para os alunos. Precisamos da EAD para o avanço das instituições de ensino e para a melhoria dos professores, que serão mais treinados e terão ais material, abrirá uma gama de professores de apoio ao professor principal, pluralizando o conhecimento e dando exemplos regionais ào conteúdo exposto. No Brasil eliminaremos muitas dificuldades com cursos mais baratos e que não exijam uito investimento em estrutura de sala de aula. Finalizamos nos perguntando como podemos viver hoje sem os avanços da tecnologia e sem o EAD, que será a Educação mais democrática, social e inclusiva.