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Capítulo III – EMPUXO DE TERRA

1. GENERALIDADES

Empuxo de terra é a ação produzida pelo maciço terroso sobre as obras com ele em
contato. A determinação do valor do empuxo de terra é fundamental na análise e projeto de
obras como:
a. Muros de arrimo – empuxo ativo sobre o muro.
b. Cortinas de estacas-pranchas – empuxo ativo e passivo (ficha) na cortina.
c. Construções de subsolos –empuxo no repouso sobre as paredes de um edifício.
d. Encontros de pontes – empuxo passivo.
É um dos temas mais intricados da Mecânica dos Solos. Todas as teorias propostas
admitem hipóteses simplificadoras que não expressam totalmente a realidade dos solos.
O empuxo geralmente é calculado por uma faixa de largura unitária da estrutura de arrimo, não se considerando as forças que atuariam sobreas superfícies laterais dessa faixa. A
magnitude do empuxo depende:
▪ Desnível vencido pela estrutura de arrimo;
▪ Tipo e das características do solo;
▪ Deformação sofrida pela estrutura;
▪ Posição do nível de água;
▪ Inclinação do terrapleno, etc.
O valor do empuxo de terra, assim como a distribuição de tensões ao longo do elemento de contenção, depende da interação solo-elemento estruturaldurante todas as fases da
obra. O empuxo atuando sobre o elemento estrutural provoca deslocamentos horizontais que,
por sua vez, alteram o valor e a distribuição do empuxo, ao longo das fases construtivas da
obra.
Os termos ativo e passivo são usualmente empregados para descrever as condições limites de equilíbrio
correspondente ao empuxo do solo de retroaterro contra a
face interna(tardoz1) do muro de arrimo ou contenção.
A figura, ao lado, mostra a variação de empuxos
em função do deslocamento. A pressão horizontal diminui
ou aumenta, conforme o muro aproxima-se ou afasta-se do maciço de terra.

1

Face tosca da cantaria que fica para o interior da parede.

2. COEFICIENTES DE EMPUXO
Consideremos uma massa semi-infinita de solo e calculemos a pressão vertical v em
umaprofundidade z:
A relação entre h e v em repouso é chamado de
k, que é o coeficiente de empuxo.

Se a solicitação imposta ao solo envolver deformações laterais de compressão
ou de extensão, o equilíbrio é alterado e o solo se afasta da condição de repouso.
Dependendo da magnitude das deformações laterais, o estado de tensões no solo pode situar-se entre as condições de repouso e deruptura. Quando a solicitação levar a uma
condição de tensões com a circunferência de Möhr tangenciando a envoltória, a resistência ao
cisalhamento disponível do solo passa a ser integralmente mobilizada e o elemento atinge o
estado de equilíbrio plástico ou equilíbrio limite.
Terzaghi mediu o valor da força necessária para manter o anteparo estático, denominado de “empuxo em repouso” (Eo),denominou a
força sobre o anteparo
no momento da ruptura,
de “empuxo ativo” (Ea),
afastando o anteparo da
massa de solo e a força
empurrando o anteparo
contra a massa de areia até a ruptura de “empuxo passivo” (Ep).
2.1 EMPUXO NO REPOUSO
Estados de Equilíbrio Plástico:

O estado de repouso corresponde à pressão
exercida pelo solo de retroaterro sobre um muro de
contenção rígido e fixo, ouseja, que não sofre movimentos na direção lateral.

No repouso:

solo
argila pré - adensada
areia natural
areia solta
areia compacta
argilas pastosas
água

k0

solo
areias
argilas
solos compactados

0,7 a 0,75
0,5
0,4
0,6 a 0,75
1,0
1,0

Autor: H. P. CAPUTO

k0
0,4 a 0,8
0 a 1,0
0,5 a 1,0

Autor: M. VARGAS

2.2 EMPUXO ATIVO
O estado ativo ocorre quando o murosofre movimentos laterais suficientemente grandes no sentido de se
afastar do retroaterro.

2.3 EMPUXO PASSIVO
De forma análoga, o estado passivo corresponde à
movimentação do muro de encontro ao retroaterro.

Para o caso ativo, a trajetória de tensões corresponde a um descarregamento da tensão lateral (redução da tensão principal menor σ3), enquanto, para o caso passivo, a trajetória
pode...
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