CÁLCULO DOS ACRÉSCIMOS DE TENSÕES DEVIDO À CONSTRUÇÃO DE UM RESERVATÓRIO
Olá, estudante!
Seja bem-vindo(a) a nossa atividade MAPA da disciplina de Geologia e Mecânica dos Solos! A atividade tem como tema o cálculo dos acréscimos de tensões devido a um reservatório. Esta atividade está dividida em três etapas, e você utilizará dos conteúdos vistos ao longo da disciplina de Geologia e Mecânica dos Solos para realizá-la. Não se esqueça que, para cada etapa, será necessário desenvolver os cálculos, a fim de se obter o resultado esperado e justificar o uso deste material para o talude de terra em questão. Vamos lá?
Suas tarefas nessa atividade MAPA serão:
• ETAPA 1: Investigação Geotécnica.
• ETAPA 2: Permeabilidade no solo.
• ETAPA 3: Cálculo dos acréscimos de tensões.
ETAPA 1
A investigação geotécnica de solo é uma etapa muito importante, pois é por meio dela que podemos obter detalhes da estrutura e composição do perfil de solo que temos à disposição para trabalhar.
Figura 1- Investigação geotécnica
Fonte: Christoni (2021), p. 45
Vale ressaltar que a campanha de investigação de solo é um pré-requisito em qualquer projeto geotécnico, uma vez que contribui para minimizar possíveis erros advindos da falta de caracterização de solo. Se porventura tais erros acarretarem problemas significativos no andamento da obra, a solução é complexa, e o custo muito elevado.
A investigação de solo pode promover ensaios de campo, ensaios de laboratório ou, ainda, a simples coleta de amostras para identificação das principais características do solo.
Fonte: CHRISTONI, A. R. F. Geologia e Mecânica dos Solos. Maringá: UniCesumar, 2021.
Responda o que se pede:
1) Quais itens devem constar em um programa de amostragem para que o solo seja caracterizado com o maior número de detalhes possíveis, além de coletar quantidade suficiente para representar as condições do perfil?
2) Após o solo ter sido coletado de acordo com o programa de amostragem, ele foi submetido ao ensaio de sondagem SPT. No Quadro 1, podemos observar as informações obtidas do relatório de sondagem do solo. Por meio da coleta de amostras durante a realização do ensaio, os responsáveis pelo ensaio realizaram uma análise tátil-visual delas e caracterizam o perfil de solo do local do ensaio.
Quadro 1 - Informações obtidas no relatório de sondagem SPT do solo em análise
Fonte: a autora.
Responda o que se pede:
2.1) Qual o tipo de solo predominante, de acordo com o Quadro 1?
2.2) Foi observado nível d'água nesta sondagem? Se sim, qual a cota de ocorrência?
2.3) Cite quais são as principais características do ensaio de SPT?
ETAPA 2
Quando nos referimos à permeabilidade do solo, precisamos conhecer os coeficientes de permeabilidade de cada tipo de solo. O coeficiente de permeabilidade é um valor que traduz a permeabilidade do solo, indicando a velocidade de percolação com que a água passa pelos vazios. Assim, cada tipo de solo apresenta um determinado valor característico de coeficiente de permeabilidade, principalmente, porque cada tipo de solo possui uma estrutura diferente.
Fonte: CHRISTONI, A. R. F. Geologia e Mecânica dos Solos. Maringá: UniCesumar, 2021.
Responda o que se pede:
1) No estudo permeabilidade, a água presente no solo tem importância fundamental no estudo do seu comportamento. A estrutura do solo é composta de grãos de solo, ar e água. A água está presente na estrutura do solo e ajuda a preencher os espaços vazios. Cite quais são as maneiras que essa água pode se apresentar.
2) A água que está presente no solo pode se deslocar pelo interior do perfil por meio da diferença de potenciais. Dessa maneira, conceitue o que é permeabilidade solo.
3) Com relação aos ensaios de permeabilidade, que nos permitem compreender o fluxo de água em uma amostra pequena de solo, a presença da água no solo indica o seu comportamento em termos de coeficiente de permeabilidade. Então, neste momento, gostaria que você indicasse e explicasse qual o tipo de ensaio de permeabilidade seria o mais indicado para o solo em questão, de acordo com o ensaio de SPT.
ETAPA 3
Vimos a água presente no solo, o coeficiente de permeabilidade e as suas relações com o tipo de solo, os ensaios para sua determinação e, por fim, o fluxo de água no solo, que nos permite compreender a percolação de água por entre os vazios da estrutura.
Agora, você verá que a própria estrutura do solo — grãos de solo, ar e água — é capaz de receber as solicitações vindas de uma edificação, por exemplo, e propagá-las por meio do contato entre os grãos de solo e a água por todo o subsolo. Iniciaremos nossa conversa, então, falando sobre as tensões geostáticas. Primeiro, relembramos o conceito de tensão para que você não tenha dúvidas. A tensão é a aplicação de uma força — ou carga ou peso — sobre uma área em específico.
Fonte: CHRISTONI, A. R. F. Geologia e Mecânica dos Solos. Maringá: UniCesumar, 2021.
Responda o que se pede:
Nesse terreno decidiu-se construir um reservatório. Nesse perfil de solo, será projetado um reservatório de tensão 500 kPa, que será apoiado em uma fundação em radier, com área retangular de dimensões de 14 m de comprimento e 7 m de largura.
Figura 2 - Perfil do solo
Fonte: a autora.
Determine o acréscimo de tensões e a tensão final que ocorrerá no ponto P na profundidade de 5 m, conforme a Figura 3:
Figura 3 - Representação esquemática do terreno em que o reservatório está apoiado
Fonte: a autora.
