MECÂNICA DOS SOLOS I

MECÂNICA DOS SOLOS I
PROGRAMAÇÃO DAS AULAS TEÓRICAS
2001 - 2002
1ª AULA
Apresentação. Definição de solo e sua origem. Solos residuais
e solos sedimentares. Objectivos da Mecânica dos Solos.
2ª AULA
Descrição do estado físico de um solo. Definição das grandezas
básicas (índices físicos) e dedução de algumas expressões que
as relacionam. Determinação experimental do teor em água, do
peso volúmico e do peso volúmico das partículas sólidas.
3ª AULA
Análise granulométrica de um solo. Peneiração e sedimentação.
Representação dos resultados da análise granulométrica.
Classificação dos solos de acordo com a sua composição
granulométrica. Definição de diâmetro efectivo, coeficiente de
uniformidade e coeficiente de curvatura.
4ª AULA
Minerais de argila. Estrutura molecular. Superficie específica e
sua relação com o número de cargas eléctricas negativas nas
faces. Água adsorvida. Principais tipos de minerais de argila:
caulinite; ilite; montemorilonite. Necessidade da sua
caracterização mineralógica.
5ª AULA
Caracterização da fracção argilosa presente num solo. Limites
de Atterberg ou de consistência: limite de retracção; limite de
plasticidade; limite de liquidez. Determinação pratica dos
limites de consistência. Definição de actividade das argilas.
Classificação das argilas de acordo com a sua actividade.
6ª AULA
Caracterização do comportamento de solos granulares ou
arenosos. Solos bem ou mal graduados. Definição de
compacidade relativa. Classificação dos solos de acordo com a
sua compacidade relativa. Indicações que a compacidade
relativa fornece sobre o comportamento de solos arenosos.
7ª AULA
Caracterização do comportamento de solos finos ou argilosos.
Definição de índice de consistência. Classificação dos solos de
acordo com a sua consistência. Indicações que o índice de
consistência fornece sobre o comportamento de solos argilosos.
Alguns solos argilosos e seus principais índices físicos.
8ª AULA
Classificações dos solos destinadas a aplicações. Classificação
unificada (ASTM D 2487-85). Alguns exemplos de aplicação.
9ª AULA
Compactação de solos. Definição e conceitos fundamentais.
Factores que afectam a compactação: tipo de solo; energia
utilizada. Ensaios laboratoriais de compactação: Proctor normal
e Proctor modificado.
10ª AULA
Compactação no campo. Elaboração do projecto.
Equipamentos a utilizar. Controlo da compactação.
Vibroflutuação. Compactação dinâmica.
11ª AULA
Estado de tensão em maciços terrosos. Conceito de tensão
efectiva. Estado de tensão em repouso. Definição de coeficiente
de impulso em repouso e cálculo das tensões em repouso
admitindo a superficie do terreno horizontal.
12ª AULA
Tensões induzidas por forças exteriores. Aspectos básicos
sobre reologia dos materiais. Aplicabilidade das soluções da
Teoria da Elasticidade às tensões induzidas nos maciços
terrosos. Algumas soluções elásticas.
13ª AULA
Permeabilidade e percolação de água nos solos. Equação de
Bernoulli. Definição de carga hidráulica total, energia
potencial, energia cinética, cota geométrica, altura
piezométrica, perda de carga e gradiente hidráulico. Lei de
Darcy. Coeficiente de permeabilidade. Velocidade aparente e
velocidade real.
14ª AULA
Forças de percolação. Variação da tensão efectiva em
consequência da percolação. Percolação descendente.
Percolação ascendente. Definição de gradiente hidráulico
crítico. Rotura hidráulica.
15ª AULA
Determinação do coeficiente de permeabilidade. Expressões
semi-empiricas. Ensaios de campo (bombagem).Ensaios de
laboratório: permeâmetro de carga constante e permeâmetro de
carga variável.
16ª AULA
Limitações e dificuldades dos ensaios laboratoriais. Coeficiente
de permeabilidade equivalente de maciços estratificados.
17ª AULA
Escoamentos bidimensionais em meios porosos. Exemplos de
obras geotécnicas. Derivação da equação de Laplace que
governa o fluxo de água através de um meio poroso com
isotropia de permeabilidade.
18ª AULA
Redes de percolação. Definição e traçado. Determinação do
caudal e do estado de tensão no maciço a partir do
conhecimento da rede de percolação.
19ª AULA
Traçado das redes de percolação para maciços com anisotropia
de permeabilidade. Instabilidades de origem hidráulica: erosão
interna e levantamento hidráuco. Procedimentos correntemente
utilizados para aumentar os coeficientes de segurança.
20ª AULA
Filtros: sua importância e respectivo dimensionamento.
Capilaridade em maciços terrosos. Noções gerais. Altura de
ascensão capilar. Coesão aparente.
21ª AULA
Consolidação e compressibilidade de estratos confinados de
argila. Noções fundamentais. O modelo de Terzagui.
22ª AULA
Ensaio edométrico. Relações tensões-deformações em solos
carregados em condições de confinamento. Solos normalmente
consolidados e solos sobreconsolidados. Tensão de préconsolidação.
23ª AULA
Determinação da tensão de pré-consolidação. Reconstituição da
curva de compressibilidade. Parâmetros definidores das
relações tensões-deformações; índice de compressibilidade e
índice de recompressibilidade ou de expansão; coeficiente de
compressibilidade e coeficiente de compressibilidade
volumétrica.
24ª AULA
Determinação dos assentamentos associados à consolidação
primária: cálculo a partir dos valores dos índices de
compressibilidade e de recompressibilidade; calculo a partir do
valor do coeficiente de compressibilidade volumétrica.
25ª AULA
Teoria da consolidação de Terzaghi. Hipóteses base e dedução
da equação de consolidação. Soluções da equação de
consolidação para o caso de uma distribuição rectangular do
excesso de tensão neutra inicial e estratos com duas ou uma
fronteira drenante.
26ª AULA
Calculo do assentamento em qualquer instante. Avaliação do
coeficiente de consolidação a partir do ensaio edométrico:
método de Casagrande e método de Taylor.
27ª AULA
Críticas à teoria de consolidação de Terzagui. Consolidação
secundária. Assentamentos associados à consolidação
secundária. Sobreconsolidação por consolidação secundária.
28ª AULA
Processos de aceleração da consolidação. Pré-carga ou précarregamento. Drenos verticais. Solução da equação da
consolidação radial.