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BIOENGENHARIA DE SOLOS | ENGENHARIA NATURAL

NOÇÕES DE MECÂNICA DOS SOLOS APLICADA
A TALUDES E MARGENS DE CURSOS D’ÁGUA

IGOR PINHEIRO DA ROCHA
ENGENHEIRO FLORESTAL, M.Sc.

MECÂNICA DO SOLO
“Estudo do comportamento de engenharia do solo quando
este é usado ou como material de construção ou como
material de fundação”
• APLICAÇÕES
• Fundações
• Obras subterrâneas e estruturas de contenção
• Projetode pavimentos
• Escavações, aterros e barragens

1

MECÂNICA DO SOLO
MEIO CONTÍNUO vs. MEIO DESCONTÍNUO



Resistência dos Materiais (materiais sólidos) + Mecânica dos
fluídos (fluídos) = Mecânica do meio contínuo.



Solos → material trifásico (sólida + líquida + gasosa) = meio
descontínuo.



Por simplificação, PARA A MECÂNICA DOS SOLOS, os solos são
considerados materiais contínuos,deformáveis, na maioria dos
casos homogêneos e isotrópicos.



São aplicadas as teorias da Elasticidade e da Plasticidade.

TEORIA DA ELASTICIDADE
“Um corpo tem comportamento elástico se retomar a sua
forma inicial após a retirada das ações que sobre ele atuam”

2

TEORIA DA PLASTICIDADE
“é a propriedade de um corpo mudar de forma de modo
irreversível, ao ser submetido a uma tensão”

ÍNDICES MECÂNICOSDO SOLO
TEOR DE UMIDADE (h; w)
O teor de umidade de um solo é determinado como a relação entre o
peso de água (Pw) e o peso das partículas sólidas (Ps) em um
volume de solo, tem-se:

h

Pw
100.............(%)
Ps

O teor de umidade pode assumir o valor de 0% para solos secos (Pa =
0) até valores superiores a 100% em solos orgânicos.

3

ÍNDICES MECÂNICOS DO SOLO
PESO DA PARTE SÓLIDA (Ps)

É arelação entre o peso total da amostra (Pt) e o teor de umidade do
solo (decimal):

Ps 

Pt
..............(kg)
1 h

onde:
Pt = peso total;
h = teor de umidade.

ÍNDICES MECÂNICOS DO SOLO
PESO DA ÁGUA (Pw)

É a subtração do peso dos sólidos da amostra (Ps) do peso total da
amostra (Pt):

Pw  Pt  Ps
onde:
Pw = peso da água;
Pt = peso total;
Ps = peso da parte sólida.

4

ÍNDICES MECÂNICOS DO SOLOPESO ESPECÍFICO DAS PARTÍCULAS (γs; δ)
É a relação entre o peso dos sólidos (Ps) e o volume dos sólidos (Vs),
dependendo dos minerais formadores do solo, tem-se:

s 

Ps
Vs

Valores de peso específico real dos grãos de alguns tipos de minerais.

ÍNDICES MECÂNICOS DO SOLO
ÍNDICE DE VAZIOS (e)
É a relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume dos sólidos (Vs).
Este índice tem como finalidadeindicar a variação volumétrica do solo
ao longo do tempo, tem-se:

e

Vv
Vs

e


1 

Valores típicos do índice de vazios:
 Solos arenosos podem situar de 0,4 a 1,0;
 Solos argilosos, variam de 0,3 a 1,5;
 Solos orgânicos, podemos encontrar valores superiores a 1,5.

5

ÍNDICES MECÂNICOS DO SOLO
POROSIDADE (ƞ)
É a relação entre o volume dos vazios (Vv) e o volume total (Vt) da
amostra,tem-se:



Vv
100............(%)
Vt



e
1 e

A porosidade é expressa em porcentagem, e o seu intervalo de variação
é entre 0 e 100%.
Classificação da porosidade e do índice de vazios nos solos

ÍNDICES MECÂNICOS DO SOLO
GRAU DE COMPACIDADE (GC)
Compacidade é a característica da maior ou
(compactação) dos solos granulares (não coesivos).

menor

densidade

A compacidade ou densidade relativa édeterminada pelo grau de
compacidade através da expressão:

GC 

e máx  e nat
e máx  e mín

Classificação

GC

Areia fofa

abaixo de 0,33

Areia de compacidade média

entre 0,33 e 0,66

Areia compacta

Acima de 0,66

6

• Determina-se o índice de vazios máximo vertendo-se simplesmente
o material seco em um recipiente de volume conhecido e pesando-se.

Vv Vt  Vs
emáx 

Vs
Vs

Ps
s
Ps
s

Vt
e máx 

onde:
Vt = volume do recipiente
Ps = peso do solo seco
γs = peso específico real dos grãos (p. esp. partículas);
Vv = volume de vazios;
Vs = volume de sólidos.

• Obtém-se o índice de vazios mínimo, compactando-se o material por
vibração ou por socamento dentro de um recipiente de volume conhecido
(V) (ABNT/NBR 12051/91).

Psc
s
Psc
s

Vt 
onde:
Psc = peso do solo compactado

e mín...
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