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sábado, 29 de abril de 2017

Questões Resolvidas - Mecânica dos Solos e Fundações



Resolvi algumas questões sobre mecânica dos solos e fundações e compartilharei assim como fiz com outros conteúdos e tenho escrito nas demais publicações anteriores, que se desejarem a continuação da linha de publicações, comentem, entre em contato, desejo o feedback para continuar, senão irei parar com compartilhamento desta linha de publicações. 

(Pref. Aceguá RS 2016 / Objetiva) Para identificar o estado do solo empregam-se índices que correlacionam os pesos e os volumes das diferentes fases existentes. Com base nisso, marcar C para as afirmativas Certas, E para as Erradas e, após, assinalar a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:

(   ) Umidade é a relação entre o peso da água e o peso dos sólidos.
(   ) Grau de saturação é a relação entre o peso de água e o peso das partículas sólidas.
(   ) Porosidade é a relação entre o peso das partículas sólidas e o seu volume.

a) C - C - E.
b) E - C - C.
c) C - E - E.
d) E - C - E.

Resolução:
Lembrando, que o solo é composto por três fases distintas, que são: sólidos, líquido (água) e gasoso (ar, também chamado de vazios), conforme ilustração abaixo, onde (a) é a uma amostra de solo qualquer, e (b) as fases do solo em volume.
Sendo:
Umidade do solo é a relação entre o peso da água da amostra (Pa) e o peso de partículas sólidas (Ps).
Porosidade do solo é a relação entre o volume de vazios da amostra (Va) e o volume total da amostra (V).
Índice de porosidade do solo é relação entre o volume de vazios da amostra (Va) e o volume das partículas sólidas (Vs).
Grau de saturação do solo é relação entre o volume de água da amostra (Vw) e do volume de vazios da amostra (V).
Portanto, a resposta correta é C – E – E.
Resposta (Gabarito): alternativa c

(Pref. Agudo RS 2016 / Objetiva) A respeito de alguns métodos de investigação do subsolo na engenharia geotécnica, assinalar a alternativa CORRETA:

a) No ensaio SPT, a cravação do amostrador normalizado se dá através da queda de um peso de 65kg de uma altura de 75cm.
b) No ensaio padrão de cone (CPT), a cravação da haste deve ser efetuada em alta velocidade.
c) O ensaio de palheta consiste na expansão de uma sonda ou célula cilíndrica instalada em um furo executado no terreno.
d) O “vane test” é utilizado para caracterizar depósitos arenosos.

Resolução:
O ensaio SPT consiste na cravação de amostrador no solo onde é medido a resistência oferecida pelo solo à cravação (denominado N), coletado amostras do solo, e por fim, a profundidade do nível d’água. A cravação do amostrador normalizado se dá através da queda de um peso de 65kg de uma altura de 75cm. 
O princípio do ensaio de cone (CPT) é bastante simples, consistindo na cravação de uma ponteira cônica no terreno (60º de ápice) a uma velocidade constante de 1 cm/s, que para efeitos de interpretação quanto ao grau da velocidade é consideravelmente baixa. Registram-se as cargas necessárias para a cravação e a resistência de ponta, mas há equipamento que além disto, é capaz de mensurar a resistência de ponta ao atrito lateral. 
Existem dois tipos de equipamentos normalizados para o ensaio palheta (Vane Test), o primeiro consiste na cravação da palheta no solo a partir do nível de terreno. Durante a cravação, a palheta é protegida, permanecendo no interior da sapata de proteção. Atingindo a profundidade desejada, a parte inferior do equipamento permite cravar a palheta 50 cm no solo. O segundo consiste com perfuração prévia. O objetivo do ensaio é rotacionar a palheta, em uma velocidade de 6º/min, mensurando o torque necessário para tanto. Devido a poro-pressões geradas na cravação, o intervalo máximo admitido entre a cravação e o início da sua rotação é de 5 min. O ensaio foi desenvolvido para determinação da resistência não-drenada de solos, mais utilizado em solos moles. 
Resposta (Gabarito): alternativa a

(Pref. Arroio do Tigre RS 2016 / Objetiva) Analisar os itens abaixo, sobre a permeabilidade de solos:
I - O coeficiente de permeabilidade de um solo saturado é igual ao de um solo não saturado.
II - A variação de temperatura não exerce influência na permeabilidade de um solo.
III - Os solos geralmente apresentam comportamento anisotrópico em relação à permeabilidade.
Está(ão) CORRETO(S):

a) Somente o item I.
b) Somente o item II.
c) Somente o item III.
d) Todos os itens.

Resolução:
Peço a compreensão do leitor, pois, para a correção de cada item, será repetida a proposição do mesmo. 
Item:
I - O coeficiente de permeabilidade de um solo saturado é igual ao de um solo não saturado.
Primeiramente vamos discutir brevemente o que distingue um solo saturado de um solo não saturado. Para tanto, entenderemos a permeabilidade do solo como a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento de água. Retornando ao que foi mencionado em questão anterior, o solo se encontra em 3 fase:, sólida, líquida (água) e gasosa (ar). Um solo saturado é quando o volume de água preenche praticamente todos vazios do solo. Em um solo saturado o coeficiente de vazio não irá variar, mas quanto ao solo não saturado, irá variar, a depender do grau de saturação, também mencionado anteriormente. 
Portanto, a proposição do item I está incorreta. 
II - A variação de temperatura não exerce influência na permeabilidade de um solo.
No estudo de hidráulica é observado que a variação da temperatura influência mudanças quanto à viscosidade do fluido, pois quanto maior a temperatura, menor é a viscosidade do fluido. Lembrando, que viscosidade é a resistência que um fluido apresenta ao escoamento, ocasionada pelo movimento relativo entre suas partes; atrito que ocorre no interior de um fluido. O que leva a conclusão, de que a aumentando a temperatura, diminui-se a viscosidade e aumenta-se o escoamento do fluido, ou do líquido se assim preferir, que diretamente irá aumentar o coeficiente de permeabilidade, influenciando obviamente na permeabilidade do solo. 
Portanto, a proposição do item II está incorreta. 
III - Os solos geralmente apresentam comportamento anisotrópico em relação à permeabilidade.
Particularmente gosto da etimologia das palavras, e para presente proposição vale apresentar primeiramente a etimologia da palavra isotrópica (do Grego ISOS, “igual, o mesmo”, mais TROPIKOS, “relativo ao ato de dar a volta”, de TROPOS, “volta, jeito, maneira”, sendo o prefixo “AN” de negação). Destarte, anisotrópico é o material que apresenta propriedades (como a velocidade de transmissão da luz, a condutividade de calor ou eletricidade, compressibilidade), com valores diferentes. O solo possuem diferentes valores de permeabilidade, portanto, apresentarão diferentes valores, certo? Obviamente que sim. 
Portanto, a proposição do item III está correta. 
Resposta (Gabarito): alternativa c

(Pref. Canguçu RS 2016 / Objetiva) Na mecânica dos solos, a relação entre o volume de vazios de uma amostra e o volume das partículas sólidas é denominada de:

a) Porosidade.
b) Índice de vazios.
c) Grau de saturação.
d) Umidade.

Resolução:
Como já visto na primeira questão, a relação entre o volume de vazios de uma amostra e o volume das partículas sólidas é denominada de índice de vazios. 
Resposta (Gabarito): alternativa b

(Pref. Chapada RS 2015 / Objetiva) Sobre a influência de alguns aspectos na permeabilidade dos solos, analisar os itens abaixo:

I - Considerando a água como líquido de percolação, para um aumento na sua temperatura, ocorre uma diminuição da condutividade hidráulica do solo.
II - O coeficiente de permeabilidade de um solo não saturado é menor do que de um solo totalmente saturado.
III - A estrutura do solo e sua granulometria não exercem influência na condutividade hidráulica.
Está(ão) CORRETO(S):

a) Somente o item I.
b) Somente o item II.
c) Somente os itens I e II.
d) Todos os itens.

Resolução: 
Novamente peço a compreensão do leitor, pois, para a correção de cada item, será repetida a proposição do mesmo. 
Item:
I - Considerando a água como líquido de percolação, para um aumento na sua temperatura, ocorre uma diminuição da condutividade hidráulica do solo.
A condutividade hidráulica é uma das propriedades físicas do solo para determinação quantitativa e qualitativa do movimento de água. A sua determinação pode ser feita utilizando-se método de laboratório e campo. Como visto em questão anterior, o aumentando da temperatura, há perda da viscosidade do fluido, ou no presente caso, da água, que acarreta no aumento do escoamento de água, ou seja, aumento da condutividade hidráulica do solo. 
Portanto, a proposição do item I está incorreta. 
II - O coeficiente de permeabilidade de um solo não saturado é menor do que de um solo totalmente saturado.
A determinação do coeficiente de permeabilidade é feita tendo em vista a lei experimental de Darcy. Em um solo saturado há alteração nos índices de vazios, pois dizemos que o solo está saturado quando todos os seus poros estão preenchidos com água. Precisa-se entender que o coeficiente de permeabilidade dos solos tem dimensão de velocidade, indicando a velocidade de percolação quando o gradiente é igual a um. Destarte, um solo saturado possui coeficiente de permeabilidade maior que de um solo não saturado. Considerando-se dados experimentais pode-se atribuir a solos com grau de saturação de 90% coeficientes de permeabilidade de 70% do correspondente ao estado saturado. Esta diferença não pode ser atribuída exclusivamente ao menor índice de vazios disponível, pois as bolhas de ar existentes são obstáculo ao fluxo. A situação da água na interface água-ar das bolhas é parcialmente responsável pela diferença. 
Portanto, a proposição do item II está correta. 
III - A estrutura do solo e sua granulometria não exercem influência na condutividade hidráulica.
A estrutura do solo e sua granulometria influência sim na condutividade hidráulica, um dos exemplos disto, pode ser o que foi citado no item anterior. 
Portanto, a proposição do item III está incorreta. 
Resposta (Gabarito): alternativa b


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