MECÂNICA DOS SOLOS I

MECÂNICA DOS SOLOS I
PROGRAMAÇÃO DAS AULAS TEÓRICAS
2003 - 2004
1ª AULA (15/9)
Apresentação da disciplina. Definição de solo e sua origem.
Solos residuais e solos sedimentares. Objectivos da Mecânica
dos Solos.
2ª AULA (18/9)
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 (22/9)
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 (25/9)
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 (29/9)
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 (2/10)
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. Caracterização do comportamento de
solos finos ou argilosos. Definição de índice de consistência.
Classificação dos solos de acordo com a sua consistência.
7ª AULA (6/10)
Classificações dos solos destinadas a aplicações. Classificação
unificada (ASTM D 2487-85). Alguns exemplos de aplicação.
8ª AULA (9/10)
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.
9ª AULA (13/10)
Compactação no campo. Elaboração do projecto de um aterro.
Equipamentos a utilizar. Controlo da compactação.
10ª AULA (16/10)
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 superfície do terreno horizontal.
11ª AULA (20/10)
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.
12ª AULA (23/10)
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.
13ª AULA (27/10)
Forças de percolação. Variação da tensão efectiva em
consequência da percolação. Percolação descendente.
Percolação ascendente. Definição de gradiente hidráulico
crítico. Rotura hidráulica.
14ª AULA (30/10)
Determinação do coeficiente de permeabilidade. Expressões
semi-empiricas. Ensaios de campo (bombagem).Ensaios de
laboratório: permeâmetro de carga constante e permeâmetro de
carga variável. Coeficiente de permeabilidade equivalente de
maciços estratificados.
15ª AULA (3/11)
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.
16ª AULA (6/11)
Redes de percolação. Definição e traçado. Determinação do
caudal e do estado de tensão no maciço a partir do
conhecimento da rede de percolação.
17ª AULA (10/11)
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.
18ª AULA (13/11)
Filtros: sua importância e respectivo dimensionamento.
Capilaridade em maciços terrosos. Noções gerais. Altura de
ascensão capilar.
19ª AULA (17/11)
Consolidação e compressibilidade de estratos confinados de
argila. Noções fundamentais. O modelo de Terzagui.
20ª AULA (20/11)
Ensaio edométrico. Relações tensões-deformações em solos
carregados em condições de confinamento. Solos normalmente
consolidados e solos sobreconsolidados. Tensão de préconsolidação.
21ª AULA (24/11)
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.
22ª AULA (27/11)
Determinação dos assentamentos associados à consolidação
primária: cálculo a partir dos valores dos índices de
compressibilidade e de recompressibilidade; cálculo a partir do
valor do coeficiente de compressibilidade volumétrica.
23ª AULA (4/12)
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.
24ª AULA (11/12)
Cálculo do assentamento em qualquer instante. Avaliação do
coeficiente de consolidação a partir do ensaio edométrico –
método de Casagrande.
25ª AULA (15/12)
Críticas à teoria de consolidação de Terzagui. Consolidação
secundária. Assentamentos associados à consolidação
secundária. Sobreconsolidação por consolidação secundária.
26ª AULA (18/12)
Processos de aceleração da consolidação. Pré-carga ou précarregamento. Drenos verticais. Solução da equação da
consolidação radial.