Meteorização do Granito e Deterioração da Pedra em Monumentos e Edifícios da Cidade do Porto Arlindo Jorge Sá de Begonha Memórias da FEUP no início do funcionamento das novas instalações Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. Coord. Prof. Paulo Tavares de Castro As Pontes do Porto: História de uma paixão Manuel de Azeredo, Maria Augusta Azeredo
Manuel de Matos Fernandes licenciou-se em Engenharia Civil na Faculdade de Engenharia em 1976 e doutorou-se nesta escola em 1984, com uma
Projecções da Memória Luís Corte-Real Edgar Cardoso, Engenheiro Civil Luís Lousada Soares Melhoria da Durabilidade dos Betões por Tratamento da Cofragem Joana Coutinho
A Durabilidade dos Geossintéticos Margarida Pinho Lopes, Maria de Lurdes Lopes Coleção Documentos Técnicos Codificação de Fonte: duas breves visitas Sílvio Abrantes Java para Telemóveis MIDP 2.0 Jorge Cardoso Tabelas de Termodinâmica Paulo Coelho Humidade Ascensional Vasco Freitas, Maria Isabel Torres, Ana Sofia Guimarães
Tabelas e Ábacos de Dimensionamento de Secções de Betão Solicitadas à Flexão e a Esforços Axiais Segundo o Eurocódigo 2 Joaquim Figueiras, Helena Barros Coleção Documentos Eletrónicos Prontuário do MATLAB Fernando Gomes Martins Segurança na Construção Alfredo Soeiro Scheme – na descoberta da programação Fernando Nunes Ferreira, António Coelho mais informações em: http://feupedicoes.fe.up.pt
um manual para o projeto de obras geotécnicas, já adaptado à aplicação
Manuel de Matos Fernandes
A Avaliação das Grandes Obras Públicas – O Caso do Metro do Porto Paulo Pinho, Manuel Vilares
O livro – que corresponde à segunda parte do curso de Mecânica dos Solos lecionado pelo autor na FEUP – combina uma apurada pedagogia com um
Introdução à Engenharia Geotécnica
Lajes Aligeiradas com Vigotas Pré-Tensionadas Rui de Sousa Camposinhos, Afonso Serra Neves
Civil e Coordenador do Centro de Estudos da Construção, unidade de I&D que congrega mais de 40 investigadores doutorados.
Mecânica dos Solos
Coleção Monografias História do Ensino da Engenharia Química na Universidade do Porto (1762-1995) Rodrigo Guedes de Carvalho
Mecânica dos Solos Introdução à Engenharia Geotécnica
Coleção Manuais Introdução ao Projecto com Sistemas Digitais e Microcontroladores José Manuel Martins Ferreira Instrumentação Electrónica. Métodos e Técnicas de Medição Aurélio Campilho Problemas de Equações Diferenciais Ordinárias e Transformadas de Laplace
Manuel de Matos Fernandes
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Luísa Madureira Problemas de Optimização Não-Linear Romualdo Salcedo Laboratórios de Engenharia Química Adélio Mendes Mercados de Electricidade – Regulação e Tarifação de Uso de Redes João Tomé Saraiva; José Luís Ferreira da Silva; Maria Teresa Ponce de Leão
Volume 2
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Manuel de Matos Fernandes Problemas e Trabalhos Práticos de Metalurgia Lucas Filipe Martins da Silva, Teresa Margarida Guerra Pereira Duarte, Viriato Teixeira de Abreu e Antunes Códigos Correctores de Erros em Comunicações Digitais Silvio A. Abrantes Elaboração e Análise de Projetos de Investimento Maria Dulce Soares Lopes
Índice Prefácio 21
CAPÍTULO 1
Estabilidade Global de Maciços Terrosos 1.1. Introdução 25 1.2. Introdução à Teoria da Análise Limite 27 1.2.1. Formulação. Teoremas da região inferior e da região superior 27 1.2.2. Exemplo de aplicação – escavação de face vertical em condições não drenadas 28
1.3. Métodos de Equilíbrio Limite 31 1.3.1. Introdução 31 1.3.2. Método das fatias. Formulação geral 33 1.3.3. Método de Fellenius 36 1.3.4. Método de Bishop simplificado 36 1.3.5. Método de Spencer 38 1.3.6. Comentário 41
1.4. Estabilidade de Aterros sobre Solos Argilosos Moles 43 1.4.1. Introdução 43 1.4.2. Aplicação do método das fatias nas análises em tensões totais 45 1.4.3. Métodos de viabilização da construção 48 1.4.3.1. Banquetas laterais 48 1.4.3.2. Faseamento do carregamento 49 1.4.3.3. Reforço do solo de fundação com colunas de brita 51 1.4.3.4. Reforço da base do aterro com geossintético 54 1.4.3.5. Uso como material de aterro de um inerte com reduzido peso volúmico 55 1.4.4. Comentário 56
1.5. Escavações Não Suportadas em Argilas 58 1.5.1. Introdução. Fenomenologia básica 58 1.5.2. A questão da segurança e a sua evolução no tempo 61 1.5.3. Nota sobre a profundidade máxima de fendas de tração à superfície 63
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1.5.4. Escavações em condições não drenadas 65 1.5.4.1. Escavações de face vertical 65 1.5.4.1.1. Soluções aproximadas sem consideração de fendas de tração 65 1.5.4.1.2. Caso em que a resistência à tração é nula 68 1.5.4.1.3. Análise dos mecanismos de rotura para várias condições referentes à resistência à tração 69
1.5.4.2. Escavações em talude 71 1.5.5. Escavações em condições drenadas. Análises em tensões efetivas. Cartas de Hoek & Bray 74
Anexos 81 Anexo A1.1. Análises de estabilidade para aterros construídos por fases 81 Anexo A1.2. Aterros sobre solos moles com fundação reforçada com colunas de brita 83 Anexo A1.3. Método de Leroueil & Rowe (2001) para análises de estabilidade de aterros sobre solos argilosos moles com a base reforçada com geossintético 86
CAPÍTULO 2
Caracterização Geotécnica. Ensaios In Situ 2.1. Introdução 91 2.2. Prospeção Geotécnica 92 2.2.1. Reconhecimento preliminar de superfície 92 2.2.2. Prospeção geofísica 92 2.2.3. Prospeção mecânica 94 2.2.3.1. Introdução 94 2.2.3.2. Poços e valas ou trincheiras 94 2.2.3.3. Sondagens de penetração 95 2.2.3.4. Sondagens de furação à percussão 96 2.2.3.5. Sondagens de furação à rotação 97
2.3. Ensaios de Campo 100 2.3.1. Introdução 100 2.3.2. Ensaio SPT (standard penetration test) 101 2.3.2.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 101 2.3.2.2. Correções ao SPT 104 2.3.2.3. Calibração do equipamento 107 2.3.2.4. Correlações de (N1)60 com características e parâmetros do solo 108
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2.3.3. Ensaio com o cone-penetrómetro holandês (cone-penetration test, CPT/CPTU) 110 2.3.3.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio. Parâmetros medidos 110 2.3.3.2. Interpretação dos resultados. Cartas de classificação dos solos 113 2.3.3.3. Correlações com características e parâmetros do solo 118 2.3.3.3.1. Areias 118 2.3.3.3.2. Argilas 121 2.3.3.3.3. Correlações entre os resultados do CPT e do SPT 124
2.3.4. Ensaios com penetrómetros dinâmicos (dinamic probing test, DP) 126 2.3.4.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 126 2.3.4.2. Comentário à utilização dos ensaios com os penetrómetros dinâmicos. Interpretação dos resultados 129 2.3.5. Ensaio de carga em placa (plate load test, PLT) 130 2.3.5.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 130 2.3.5.2. Interpretação dos resultados 132 2.3.5.2.1. Por via teórica de modo a obter parâmetros mecânicos do solo 132 2.3.5.2.2. Uso direto dos resultados do ensaio 135
2.3.5.3. Comentário final 135 2.3.6. Ensaio sísmico entre furos de sondagem (cross hole seismic test, CHT) 136 2.3.6.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 136 2.3.6.2. Interpretação dos resultados 138 2.3.6.3. Comentário final 140 2.3.7. Ensaio sísmico entre a superfície e pontos do maciço em profundidade (down hole seismic test, DHT, e seismic cone penetration test, SCPT) 141 2.3.8. Ensaio com o pressiómetro autoperfurador de Cambridge (selfboring pressuremeter test, SBPT) 142 2.3.8.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 142 2.3.8.2. Interpretação dos resultados 145 2.3.9. Ensaio com o pressiómetro Ménard (pressuremeter test, PMT) 148 2.3.9.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 148 2.3.9.2. Interpretação dos resultados 150 2.3.10. Ensaio com o dilatómetro Marchetti (flat dilatometer test, DMT) 153 2.3.10.1. Aspetos essenciais do equipamento e do ensaio 153 2.3.10.2. Interpretação dos resultados 155 2.3.11. Ensaio de bombagem em poços para caracterização da permeabilidade 158
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2.3.12. Ensaios em furos de sondagem para caracterização da permeabilidade 160
2.4. Apreciação Global Sobre a Caracterização de Maciços 164 2.4.1. Resumo referente aos ensaios de campo 164 2.4.2. Ensaios de campo versus ensaios de laboratório 166 2.4.2.1. Introdução 166 2.4.2.2. Vantagens e limitações dos ensaios em laboratório 166 2.4.2.3. Vantagens e limitações dos ensaios de campo 167 2.4.3. Caracterização da rigidez por meio de ensaios de campo e de laboratório 168 2.4.3.1. Considerações gerais. Definições 168 2.4.3.2. Small is beautiful 171 2.4.3.3. Relação dos ensaios com o nível de deformação no solo 174 2.4.3.4. Metodologia para caracterização da rigidez dos solos para todos os níveis de deformação 176
CAPÍTULO 3
Bases do Dimensionamento de Obras Geotécnicas 3.1. Introdução 183 3.2. Variáveis e Incertezas no Dimensionamento Geotécnico 184 3.3. O Método dos Coeficientes Globais de Segurança 187 3.3.1. Definição de coeficiente global de segurança. Valores típicos 187 3.3.2. Limitações do método dos coeficientes globais de segurança 189
3.4. O Método dos Estados Limites e os Coeficientes Parciais de Segurança 192 3.4.1. Considerações gerais 192 3.4.2. Distintas formas de aplicação do método dos estados limites 194
3.5. Os Métodos Probabilísticos 196 3.5.1. Margem de segurança, índice de fiabilidade e probabilidade de rotura 196 3.5.2. Aplicação dos métodos probabilísticos no dimensionamento geotécnico 200
3.6. Introdução ao Eurocódigo 7 – Projeto Geotécnico 202 3.6.1. Os Eurocódigos Estruturais. Generalidades 202 3.6.2. Valores de cálculo das ações, das propriedades dos materiais e dos dados geométricos 205
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3.6.3. Tipos de estados limites 206 3.6.4. A Abordagem de Cálculo 1 do Eurocódigo 7 207 3.6.4.1. Introdução. Coeficientes de segurança 207 3.6.4.2. Porquê um coeficiente de segurança unitário para as ações permanentes? 208 3.6.4.3. Crítica da Abordagem de Cálculo 1 211 3.6.5. A questão do valor característico da propriedade resistente de um terreno 212 3.6.5.1. O conceito de valor característico da propriedade de um material estrutural e de um solo – Eurocódigo 0 versus Eurocódigo 7 212 3.6.5.2. A dependência da estrutura e do estado limite em consideração 214 3.6.5.3. A dependência em relação à dimensão da região do terreno que condiciona um dado estado limite 216 3.6.6. Comentário final e perspetivas 219
3.7. Introdução ao Eurocódigo 8 – Projeto de Estruturas para Resistência aos Sismos. Vertente Geotécnica 220 3.7.1. Introdução 220 3.7.2. Condições do terreno e ação sísmica 221 3.7.3. Propriedades do terreno 224
Anexos 224 Anexo A3.1. Resumo de Alguns Conceitos Probabilísticos 224 Anexo A3.2. Coeficientes de Segurança Parciais para os Estados Limites EQU, UPL e HYD Segundo o Eurocódigo 7 228 Anexo A3.3. Abordagens de Cálculo 1, 2 e 3 do Eurocódigo 7 para os Estados Limites Tipo STR e GEO 230 A3.3.1. Generalidades 230 A3.2.2. Coeficientes parciais para as ações e para os efeitos das ações 231 A3.2.3. Coeficientes parciais para as propriedades de resistência dos materiais e para as capacidades resistentes 233 Anexo A3.4. Ações Sísmicas em Portugal 236
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CAPÍTULO 4
Impulsos de Terras. Muros de Suporte Gravidade 4.1. Introdução 241 4.2. Estados de Equilíbrio Limite Ativo e Passivo de Rankine 243 4.2.1. Apresentação do conceito 243 4.2.2. Coeficientes de impulso. Coeficientes de impulso ativo e passivo segundo Rankine 246 4.2.3. Impulsos ativo e passivo segundo Rankine 248
4.3. Deslocamentos Associados aos Estados Ativo e Passivo 250 4.3.1. Experiências de Terzaghi 250 4.3.2. Trajetórias de tensões. Resultados típicos de ensaios triaxiais 251 4.3.3. Consequências para o dimensionamento de estruturas de Engenharia Civil 253
4.4. Generalização do Método de Rankine 256 4.4.1. Introdução 256 4.4.2. Sobrecargas uniformes verticais na superfície do terreno 256 4.4.3. Maciços estratificados 257 4.4.4. Maciços com nível freático 258 4.4.5. Extensão da Teoria de Rankine a solos com coesão 259 4.4.6. Extensão da Teoria de Rankine a maciços com superfície inclinada interatuando com paramentos verticais 262 4.4.7. Extensão da Teoria de Rankine a maciços com superfície inclinada interatuando com paramentos não verticais 268
4.5. Teoria de Boussinesq, Résal e Caquot para Consideração do Atrito Solo-Paramento 271 4.5.1. Introdução 271 4.5.2. Teoria de Boussinesq. Tabelas de Caquot-Kérisel 273 4.5.3. Maciços coesivos. Teorema dos Estados Correspondentes 276
4.6. Método de Coulomb 280 4.6.1. Apresentação geral e hipóteses 280 4.6.2. Construção de Culmann 281 4.6.3. Determinação do ponto de aplicação do impulso 283 4.6.4. Solução analítica 284 4.6.5. Comparação dos métodos de Rankine, Caquot-Kérisel e Coulomb 287
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4.7. Impulsos Ativo e Passivo sob Condições Sísmicas. Teoria de Mononobe-Okabe 290 4.7.1. Introdução 290 4.7.2. Dedução da expressão 292 4.7.3. Aceleração horizontal crítica 295 4.7.4. Inclinação das superfícies que limitam as cunhas de impulso 297 4.7.5. Solução gráfica do problema 298 4.7.6. Ponto de aplicação do impulso 298 4.7.7. Generalização a maciços submersos 300 4.7.7.1. Introdução 300 4.7.7.2. Impulso sísmico de uma massa de água livre sobre um paramento vertical 301 4.7.7.3. Impulso de um maciço submerso muito permeável 302
4.8. Muros Gravidade 304 4.8.1. Tipos de muros. Conceção 304 4.8.2. Estados limites últimos de muros gravidade 307 4.8.3. Conceção da forma do muro 310 4.8.4. Questões práticas acerca do projeto e da construção 312 4.8.4.1. Parâmetros do terreno e das interfaces 312 4.8.4.2. Drenagem do maciço 313 4.8.5. Avaliação do impulso de terras nalguns casos práticos 314 4.8.5.1. Consideração das forças de percolação 314 4.8.5.2. Muros de tardoz não retilíneo 315 4.8.5.3. Muros de betão armado 317 4.8.5.3.1. Muros com sapata longa 317 4.8.5.3.2. Muros com sapata curta 319
4.9. Avaliação da Segurança de Muros Gravidade 321 4.9.1. Processo convencional. Coeficientes globais de segurança 321 4.9.2. Verificação da segurança pelo método dos coeficientes parciais de segurança. Aplicação do Eurocódigo 7 325 4.9.3. Muros gravidade sob ações sísmicas. Aplicação do Eurocódigo 8 326 4.9.3.1. Considerações gerais 326 4.9.3.2. Dimensionamento sísmico aceitando deslocamentos permanentes. Modelo teórico de Richards & Elms 327 4.9.3.3. Metodologia de dimensionamento. Valores de kh e de kv 329 4.9.4. Dimensionamento interno 330
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Anexos 332 Anexo A4.1. Tabelas de Caquot-Kérisel (excerto) 332 Anexo A4.2. Coeficientes sísmicos a usar em Portugal para o dimensionamento de muros de suporte segundo o Eurocódigo 8 338
CAPÍTULO 5
Fundações Superficiais 5.1. Introdução 353 5.2. Capacidade Resistente ao Carregamento Vertical 354 5.2.1. Introdução 354 5.2.2. Expressão geral da capacidade resistente ao carregamento vertical 357 5.2.3. Condições de aplicação da equação da capacidade resistente. Análises em tensões efetivas e em tensões totais 363 5.2.4. Influência dos parâmetros intervenientes na expressão da capacidade resistente 364 5.2.5. Extensão da expressão da capacidade resistente a casos de interesse prático 366 5.2.5.1. Introdução 366 5.2.5.2. Sapatas com carga excêntrica 367 5.2.5.3. Coeficientes corretivos da capacidade resistente 369 5.2.5.4. Sapatas sobre maciços estratificados 372 5.2.6. Capacidade resistente ao carregamento vertical em condições sísmicas 374 5.2.7. Segurança em relação à rotura do solo de fundação por insuficiente capacidade resistente ao carregamento vertical 376 5.2.7.1. Coeficiente global de segurança 376 5.2.7.2. Coeficientes parciais de segurança. Eurocódigos Estruturais 377
5.3. Estimativa dos Assentamentos de Fundações 378 5.3.1. Introdução 378 5.3.2. Assentamento imediato. Soluções elásticas 380 5.3.2.1. Expressão geral 380 5.3.2.2. Maciço homogéneo semi-indefinido 382 5.3.2.3. Maciço homogéneo com fronteira rígida inferior 385 5.3.2.4. Rotação de sapatas associadas a momentos 387 5.3.2.5. Crítica das soluções elásticas 388
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5.3.3. Assentamento imediato em areias 392 5.3.3.1. Método de Schmertmann 392 5.3.3.2. Método teórico elástico versus método de Schmertmann 394 5.3.3.3. Módulo de deformabilidade de solos arenosos 395 5.3.4. Assentamento imediato em argilas 397 5.3.4.1. Expressão do assentamento 397 5.3.4.2. Módulo de deformabilidade de solos argilosos 398 5.3.5. Nota sobre assentamentos por consolidação secundária ou por fluência 399 5.3.6. Verificação aos estados limites de utilização de estruturas devidos a movimentos das fundações. Ações a considerar 400
5.4. Dimensionamento das Fundações de uma Estrutura 401 5.4.1. Movimentos das fundações de uma estrutura. Definições e limites 401 5.4.2. O dimensionamento por via da tensão admissível ou pressão admissível 404 5.4.3. O dimensionamento com base num assentamento comum a todas as fundações 407 5.4.4. Assentamento admissível de cálculo para as fundações de uma estrutura 409 5.4.5. Sequência de dimensionamento das fundações superficiais de um edifício 414
5.5. Avaliação do Comportamento Sísmico do Local. Suscetibilidade de Maciços de Areia à Liquefação 417 5.5.1. Introdução 417 5.5.2. Avaliação da suscetibilidade em relação à liquefação. A abordagem das tensões cíclicas 418 5.5.2.1. Representação do carregamento sísmico 418 5.5.2.2. Caracterização da resistência à liquefação 421 5.5.2.3. Cálculo da segurança em relação à liquefação. Aplicação do Eurocódigo 8 425 5.5.3. Avaliação dos assentamentos em maciços de areia emersos 426 5.5.4. Tratamento dos maciços para acautelar a liquefação 428 5.5.4.1. Introdução 428 5.4.5.2. Métodos mais correntes de densificação de estratos arenosos 428 5.4.5.3. Grau de melhoramento a atingir e volume a tratar 432
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Anexos 435 Anexo A5.1. Avaliação da Capacidade Resistente ao Carregamento Vertical Aplicando Diretamente os Resultados do Ensaio PMT (MELT, 1993) 435 Anexo A5.2. Avaliação do Assentamento Aplicando Diretamente os Resultados do Ensaio PMT (MELT, 1993) 438
CAPÍTULO 6
Estabilidade e Estabilização de Taludes Naturais 6.1. Introdução 447 6.2. Taludes Infinitos 452 6.2.1. Introdução. Cenários geológico-geotécnicos 452 6.2.2. Talude infinito de material puramente friccional emerso 453 6.2.3. Talude infinito em material com coesão e ângulo de atrito emerso 455 6.2.4. Talude infinito com percolação paralela à superfície 457 6.2.4.1. Introdução 457 6.2.5. Taludes infinitos sujeitos a ações sísmicas 460 6.2.6. Nota sobre a verificação da segurança segundo os Eurocódigos 7 e 8 463
6.3. Métodos dos Blocos ou Cunhas Deslizantes 464 6.3.1. Introdução. Cenários geológico-geotécnicos 464 6.3.2. Cálculo do coeficiente de segurança 467 6.3.3. Verificação usando coeficientes parciais de segurança 468 6.3.4. Encostas instáveis. Resistência residual mobilizada na superfície de escorregamento 469
6.4. Métodos Gerais de Análise de Estabilidade 471 6.4.1. Introdução 471 6.4.2. O método de Morgenstern & Price 471 6.4.2.1. Hipóteses 471 6.4.2.2. Equações de equilíbrio para uma fatia de largura infinitesimal 473 6.4.2.3. Resolução do sistema de equações 474 6.4.3. O método de Correia 476 6.4.3.1. Hipóteses 476 6.4.3.2. Formulação 478 6.4.3.3. Resolução 480
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6.5. Contexto dos Estudos de Estabilização de Taludes 482 6.5.1. Introdução 482 6.5.2. Como se inicia e desenvolve a instabilização de um talude natural 483 6.5.3. Como a instabilização começa por se manifestar 485 6.5.4. Interpretação do mecanismo de rotura em desenvolvimento 488
6.6. Soluções de Estabilização 491 6.6.1. Introdução 491 6.6.2. Alteração da geometria 493 6.6.3. Drenagem superficial e profunda 494 6.6.4. Soluções estruturais 497 6.6.5. Métodos de análise das soluções de estabilização 502
6.7. Observação de Taludes 502 6.7.1. Considerações gerais 502 6.7.2. Plano de observação 503
Anexos 506 Anexo A6.1. Coeficientes Sísmicos a Usar em Portugal para Análises de Estabilidade de Taludes Segundo o Eurocódigo 8 506 Anexo A6.2. Funcionamento do Inclinómetro e Interpretação das suas Medições 507
CAPÍTULO 7
Compactação. Introdução às Obras de Aterro 7.1. Introdução 513 7.2. Equipamentos de Compactação 515 7.3. Curvas de Compactação. Ensaios de Compactação em Laboratório 518 7.3.1. Relação w – !d nos solos com fração fina 518 7.3.2. Relação w – !d nos solos granulares limpos 522 7.3.3. Efeito da energia de compactação 524 7.3.4. Ensaios de compactação em laboratório 525
7.4. Resistência ao Corte de Solos Compactados 528 7.5. Introdução às Obras de Aterro 533 7.5.1. Introdução 533 7.5.2. Seleção dos materiais de empréstimo 534
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7.5.3. Avaliação das características de compactação. Caracterização mecânica e hidráulica 534 7.5.4. Conceção e dimensionamento da obra de aterro 537 7.5.5. Especificações para a compactação no campo 538 7.5.6. Compactação no campo 539 7.5.7. Controlo da compactação 541 7.5.7.1. Controlo das características físicas 541 7.5.7.2. Controlo pelo método de Hilf 544 7.5.7.2.1. Introdução. Procedimento simplificado 544 7.5.7.2.2. Avaliação da compactação relativa 544 7.5.7.2.3. Avaliação do desvio do teor em água em relação ao teor em água ótimo 547
7.5.7.3. Frequência das operações de controlo e tratamento dos resultados 548 7.5.7.4. Controlo direto das características mecânicas 550 7.5.7.4.1. Ensaios de carga em placa e ensaios com penetrómetros dinâmicos 550 7.5.7.4.2. Controlo de compactação em contínuo 550
Bibliografia 553 Simbologia 569 Índice Remissivo 583
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Mecânica dos Solos. Introdução à Engenharia Geotécnica
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Prefácio Cinco anos depois da publicação de Mecânica dos Solos, Conceitos e Princípios Fundamentais, que considerei como volume 1 de um projeto mais abrangente, concluo finalmente a escrita deste volume 2, a que atribuí o título Mecânica dos Solos, Introdução à Engenharia Geotécnica. Tal como no caso do primeiro, procurei que este livro cumprisse duas funções. A primeira – a que atribuí particular carinho, dada a minha condição de professor universitário – consiste em ajudar os estudantes que se iniciam nas teorias e metodologias empregues pelos engenheiros para conceber e projetar as obras e estruturas geotécnicas. Em complemento, procurei que este livro cumprisse também o papel de um primeiro manual de apoio à prática profissional da Engenharia Geotécnica. Por isso, a abrangência dos temas abordados e a profundidade com que são tratados excedem, substancialmente, o que pode ser lecionado com sensatez numa disciplina semestral de um curso universitário. Noto que no parágrafo anterior atribuí a este livro a ambição de primeiro manual de apoio à prática da Geotecnia. O adjetivo justifica-se porque esta atualmente constitui um campo extremamente vasto. Para definir os limites dos temas tratados no livro tomei como critério selecionar aqueles cuja abordagem é feita por teorias e métodos essencialmente analíticos e de base racional, próprios da Mecânica dos Solos clássica. Ficaram, assim, de fora, por exemplo, temas como as fundações profundas, para as quais os métodos empíricos assumem particular relevo, bem como as estruturas de suporte flexíveis e os túneis, atualmente tratados com clara predominância dos modelos numéricos, em especial os baseados no método dos elementos finitos. Para cumprir esta função de manual não poderia deixar de tratar a aplicação das teorias e metodologias apresentadas também no contexto dos eurocódigos estruturais e, em particular, do Eurocódigo 7 – Projeto Geotécnico. Devo ainda acrescentar que, tal como no volume anterior, procurei adotar a simbologia internacionalmente aceite, de modo a facilitar o confronto com outros livros e materiais, em particular de língua inglesa. Para a elaboração deste livro contei com a generosidade de muitos colegas e amigos. A alguns deles, pela particular relevância da ajuda fornecida, quero neste prefácio deixar pública homenagem.
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Estou profundamente reconhecido aos Professores Jorge Almeida e Sousa e José Couto Marques, não apenas pela meticulosa revisão do manuscrito a que procederam, mas também pelas sugestões e críticas sobre numerosos aspetos que, no seu conjunto, representaram uma contribuição extremamente relevante para o livro. Ao Professor António Cardoso agradeço a revisão e as críticas que formulou sobre os capítulos 1 e 3, baseadas no seu profundo conhecimento dos respetivos temas. Aos Professores António Viana da Fonseca, António Topa Gomes, Carlos Rodrigues e Nuno Cruz estou grato pelo apoio na elaboração do Capítulo 2. Sem o seu conselho o capítulo teria ficado distante da abrangência e do rigor atingidos. Fico igualmente reconhecido aos Professores António Abel Henriques e Eduardo Fortunato, pelo apoio e revisão do manuscrito nos domínios da segurança estrutural e das obras de aterro, respetivamente. Aos Professores Armando Antão, Francisco Calheiros, José Quintanilha de Menezes e Nuno Guerra e aos Engenheiros Cláudia Pinto e Miguel Amaral, pelas suas contribuições valiosas em partes diversas do trabalho, é também devido um sentido obrigado. À Professora Anna Laura Nunes e ao Professor Alberto Sayão, pela oferta das impressionantes fotografias de Vaiont, expresso um caloroso agradecimento. A elaboração das figuras e a montagem do texto estiveram a cargo do Sr. Manuel Carvalho e do Dr. Jorge Bernardes, a cuja rara competência presto agradecimento e homenagem. Finalmente, agradeço à Faculdade de Engenharia as condições proporcionadas para a realização deste trabalho. Porto e FEUP, julho de 2011
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