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Universidade Federal Rural do Semi-Árido –UFERSA
CAMPUS ANGICOS
Obras em Terra
Profª.: Suélen Silva Figueiredo
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Ementa
Encosta. Aterros sobre solos moles.
Compactação de aterros. Barragens de
terra. Rebaixamento do nível de água.
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Objetivos
Apresentar os processos e métodos de
análise de obras em terra, baseados em
mecânica dos solos e expor os cuidados
com o ambiente, relacionados às obras
em terra.
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Metodologia
• Aulas teóricas expositivas, utilizando os recursos
didáticos;
• Aulas expositivas, com ligações entre o
conteúdo trabalhado e suas vivências e
observações diárias;
• Demonstrações e ilustrações na lousa, data
show e vídeo.
Avaliação
1ª Unidade: Avaliação (peso: 10,0).
2ª Unidade: Seminário (peso: 10,0).
3ª Unidade: Seminário (peso: 10,0).
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Avaliação
1ª Avaliação: 20/02/2014
Reposição: 13/03/2014
Prova Final: 14/03/2014
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Bibliografia
Básica
MASSAD, F. Obras de Terra: Curso Básico de Geotecnia.
São Paulo: Oficina de Textos, 2010;
SILVEIRA, J. Instrumentação e Segurança de Barragens
de Terra e Enrocamento. São Paulo: Oficina de Textos,
2006;
VELLOSO, D.; LOPES, F. Fundações: Critérios de Projeto –
Investigação do Subsolo – Fundações Superficiais – Fundações Profundas. 1ª ed. São Paulo: Oficina de
textos, 2011. Volume Completo.
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Complementar
CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações.
Mecânica das Rochas – Fundações – Obras de terra. 6.
ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2010.V.
2;
CRUZ, Prof. Paulo Teixeira da. 100 BARRAGENS
BRASILEIRAS - Casos Históricos - Materiais de Construção – Projeto. Oficina de Textos – 2004;
HACHICH, W. Fundações: Teoria e Prática.2 ed. Pini, 2003;
TSCHEBOTARIOFF, G. Fundações, estruturas de arrimo e
obras de terra: A arte de projetar e construir e suas bases científicas na mecânica dos solos. Tradutor Eda Freitas
de quadros, revisor técnico Renato Armando Silva Leme.
São Paulo:McGraw-Hill do Brasil, 1978.
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Encostas
Naturais
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Os solos das encostas tendem “naturalmente”
à peneplanização, ou seja, tendem a descer
para atingir um nível de base.
Assim, pode-se dizer que os coeficientes de
segurança das encostas naturais, estão, em
geral, próximos de 1.
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Obras seguras
Conhecimento
dos solos
Conhecimento dos mecanismos dos escorregamentos
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Os solos podem ser
encarados como o resultado de
uma espécie de equilíbrio
temporário entre o meio
ambiente e as rochas.
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São os solos que desde a sua origem até a data
de amostragem permanecem no mesmo local
onde foram formados. Uma importante
característica do solo residual é a gradação do
tamanho das partículas. O solo de grão fino é
superficial, e o tamanho dos grãos aumenta
com a profundidade.
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Não existe contato ou limite brusco e direto entre o
solo e a rocha que o originou. A passagem entre eles é
gradativa e permite a separação de pelo menos duas faixas
distintas: uma logo abaixo do solo propriamente dito,
chamada “Alteração de Rocha”, e uma outra acima da
rocha, chamada de “Rocha Decomposta”.
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Os solos residuais, principalmente os
saprolíticos, apresentam em geral baixa resistência à
erosão e, por isso, precisam ser protegidos em obras
que envolvem cortes e escavações em encostas
naturais. Estes solos possuem elevada resistência ao
cisalhamento. Não raro, no entanto, apresentam
planos de maior fraqueza ao longo das estruturas
herdadas da rocha, como, por exemplo, juntas ou
fraturas preenchidas com solo de baixa resistência
que, numa situação de corte ou escavação, podem
levar o talude a um escorregamento.
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“Tálus são depósitos formados pela ação da água e,
principalmente, da gravidade, compostos
predominantemente por blocos de rocha de variados
tamanhos, em geral, arredondados, envolvidos ou não por
matriz areno-silto-argilosa, frequentemente saturada. Estes
depósitos podem ter variadas dimensões, ocorrendo, ao
contrário dos coluviões, de forma localizada, com morfologia
própria, ocupando os pés das encostas de relevos
acidentados como serras, escarpas, etc. Os tálus também
podem apresentar movimentos como o rastejo, que podem
ocorrer caso tenham seu frágil equilíbrio alterado, como, por
exemplo, por um talude de corte.
Em vista disto são depósitos quase sempre
problemáticos e de difícil contenção quando estáveis.
Depósitos de tálus mais antigos, provavelmente de
idade terciária, apresentam quase sempre a matriz laterizada,
sendo, nestes casos, depósitos mais consolidados, sem nível
d’água e mais estáveis.”
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Nas regiões tropicais são formados
solos residuais chamados de LATERITAS
formados por uma alternância de
saturação e secagem do solo original,
aumentando a concentração de óxidos
de ferro e alumina na parte superior. São
solos vermelhos, moles quando úmidos,
porém duros quando expostos ao sol.
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Condições para ocorrer a laterização:
Haver drenagem;
Clima úmido e quente.
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“Os solos lateríticos apresentam elevada
resistência contra a erosão em face da ação
cimentante dos óxidos de ferro. Suportam
também cortes e escavações subverticais, de
até 10 m de altura, sem maiores problemas.
No entanto, os seus macroporos conferem-
lhes uma elevada compressibilidade, além de
serem solos colapsíveis, isto é, sofrem
deformações bruscas quando saturados sob
carga.”
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Rastejos
Movimentos bastante lentos e contínuos que
ocorrem nas camadas superficiais.
Esses movimentos são geralmente da ordem de
alguns milímetros por ano.
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Encurvamento em árvores;
Deslocamento de cercas;
Ruptura de tubulações ancoradas na superfície
do terreno, etc.
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A velocidade do rastejo é afetada por fatores
como: geometria do talude, características
tensão-deformação do solo e as condições de
umidade do solo (clima da região).
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Desmoronamentos
Movimentos rápidos, resultante da ação da
gravidade sobre a massa de solo que se destaca
do restante do maciço e rola talude abaixo
acumulando-se no pé da encosta.
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Escorregamentos
Movimentos que podem ser lentos ou rápidos e
procedem do deslocamento de uma cunha de
solo que se movimenta em relação ao resto do
maciço, segundo uma superfície de ruptura bem
definida.
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Ações externas;
Ações internas;
Ações mistas.
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Descalçamento do seu pé: cortes ou
escavações;
Retaludamento: aumento da sua inclinação.
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Alteração da geometria do talude
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Colocação de sobrecargas no
topo das encostas
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Introdução de uma força de percolação, no
sentido do escorregamento;
Aumento do peso específico do solo e,
portanto, da componente da força da
gravidade que atua na direção do
escorregamento;
Perda da resistência do solo por
encharcamento;
Diminuição da resistência efetiva do solo pelo
desenvolvimento das pressões neutras.
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Infiltração de águas de chuvas
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Destruição da vegetação:
A vegetação tem um papel importante na
estabilização das encostas, pela absorção de
parte das águas de chuva, facilitando o
escoamento dessas águas, e ainda pelo reforço
que suas raízes imprimem à resistência ao
cisalhamento dos solos que as suportam.
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Desmatamento e Poluição
Ambiental
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A execução de projetos econômicos e
seguros exige uma análise da estabilidade de
taludes existentes no local. Nesta avaliação
deve-se levar em conta alguns quesitos, como:
-Probabilidade de escorregamento;
-Ocorrência de deslizamentos anteriormente;
-Necessidade de se executar obras de
estabilização.
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Massa de solo
Peso
Escoamento da água
Resistência ao cisalhamento
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Métodos de Análise de Tensões: as tensões em
todos os pontos do meio são calculadas e
comparadas com as tensões resistentes (zonas
de ruptura/zonas de equilíbrio);
Métodos de Equilíbrio Limite: massas arbitrárias
são isoladas e estuda-se as condições de
equilíbrio, pesquisando o equilíbrio mais
desfavorável.
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Equação Básica de Kotter;
Taludes de Extensão Ilimitada;
Taludes em Solos não Coesivos, com Percolação de água;
Taludes de Extensão Limitada;
Superfície Plana de Ruptura;
Superfície Curva de Ruptura;
Método Sueco;
Fendas de Tração;
Taludes Verticais;
Método da Espiral;
Taludes Submersos;
Rupturas por Translação, etc.
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Os Taludes podem
eventualmente por si só manterem suas conformações geométrica estáveis.
Em caso negativo, contudo, será necessário estabilizá-los.
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Nos projetos de estabilização o
fundamental é atuar sobre os
mecanismos instabilizadores,
eliminando as causas com obras
ou medidas para melhorar a
segurança.
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Percolação de água no maciço – obras de
drenagem profunda e/ou impermeabilização a
montante do talude;
Erosão – proteção vegetal com gramíneas e
rede de drenagem superficial com canaletas,
descidas d’água, linhas de declive, etc.;
Forças gravitacionais – retaludamento.
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Nas obras de estabilização é importante
considerar também as soluções mais simples,
às vezes, elas são as mais adequadas. As
obras mais caras só se justificam quando o
processo de instabilização não pode ser
controlado pelas obras mais simples ou
quando as condições geológicas e
geotécnicas obrigam a utilização de obras
mais complexas.
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Segurança do Talude
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Mapas Geológicos;
Mapas Topográficos;
Fotografias aéreas e de satélites;
Evidências no terreno;
Fatores ambientais;
Investigações em campo (sondagens e
ensaios).
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