introdução à geotecnia
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Introdução à Geotecnia
Prof. Fernando A. M. Marinho2020
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Todas as obras que vemos ao nosso redor é suportada por solo ou rocha.
A engenharia geotécnica é responsável por isto.
Qualquer coisa que não seja suportada por solo ou rocha, ou flutua ou voa ou caihttp://www.whatisgeotech.org/
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Baseado na Enciclopédia Britânica
Fatores Bióticos Fatores Abióticos
O meio ambiente é composto de coisas vivas e não-vivas. São os fatores bióticos (vivos) e os abióticos (não vivos) que englobam fatores físicos e químicos
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Fatores Abióticos + ....
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O solo é um meio composto de partículas
• Ações naturais e antrópicas alteram e criam variações de
estado de tensão no solo.
• Interação com o meio ambiente
Duas fases Três fases
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Água
Ar
Minerais
Materia orgânica
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Modificado de Atkinson (1993)
Exemplos de obras de Engenharia Geotécnica
Existem obras que são:
No solo : Fundações de edifícios, pontes
Dentro do solo: Tuneis, subterâneos,
Com solo : Estradas, Aterros, Barragens.
Suportadas : Muros de arrimo.
Talude
NaturalTalude
de corte
Escavações
escoradas
Tuneis
Barragem
de terra
Aterro
de
estradas
Construções
em solos
moles
Fundações
de edifício
Fundações de estruturas
“offshore”
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Four Season Hotel and Legg Mason Office Complex, Baltimore
Exemplos de obras de Engenharia Geotécnica
Projeto Crossrail (Londres)
https://lincolnlandscapecompany.com/different-retaining-wall-types-material/
Barragem de rejeito
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Exemplos de obras de Engenharia Geotécnica
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Exemplos de obras de Engenharia Geotécnica
Obras do piscinão de Guamiranga – São Paulo, SP.
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https://jryantheaed.wordpress.com/2015/07/13/testing-the-evidence/
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Perfil Típico de Solo Residual
Blight and Leong (2012) Baseado em Little (1969)
Perfil de Solo Sedimentar
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Perfil Geológico ao longo do eixo – Barragem de Tucuruí
TripAdvisor LLC
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Acidentes
Kennecott mine
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Mina de Yallourn, Australia
Acidentes
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A Mina de Mount Polley
Ruptura – 4 de Agosto de 2014Volume de rejeitos – Aproximadamente 25 milhões de m3 de água e rejeitos.
Acidentes Fundão
Ruptura – 5 de Novembro de 2015
17 mortos e 2 desaparecidos.Volume de rejeitos – Aproximadamente 62 milhões de m3 de água e rejeitos.
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Barragem de rejeito do Fundão
Ruptura – 5 de Novembro de 2015
17 mortos e 2 desaparecidos.Volume de rejeitos – Aproximadamente 62 milhões de m3 de água e rejeitos.
Acidentes
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Barragem de Brumadinho
Ruptura – 25 de Janeiro de 2019
mais de 200 mortos e cerca de 93 desaparecidosVolume de rejeitos – Aproximadamente 12,7 milhões de m3 de água e rejeitos.
Acidentes
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Estação Pinheiros do Metrô
Ruptura – 12 de janeiro de 20077 mortos
Acidentes
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A geotecnia procura analisar o comportamento dos materiais particulados pensando em:
ResistênciaPermeabilidadeCompressibilidade
O Objetivo é prever o comportamento das obras
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Dados para análise de comportamento
https://thefactfactor.com/facts/pure_science/biology/soil-profile/1977/
Ensaios de Caracterização
Ensaios de resistência, deformabilidade e condutividade hidráulica
Amostras deformadas
Amostras indeformadas
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Resistência
s1–
s3
ea (%)
(s1–
s3)
/2
s
c’, f’
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e
Log sv
Compressibilidade Condutividade hidráulica
KCc, Cr, Ce, s’a
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O papel da água
Pressão negativa da água Pressão positiva da água
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Efeitos da pressão da água no solo
(𝑢𝑎 − 𝑢𝑤)𝑡𝑔𝜑𝑏
t
s
Redução da sucção
Aumento da pressão positiva da água
Pressão negativa da água
Pressão positiva da água
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Lençol freático
Equilíbrio hidrostático
-
+
Efeito da evaporação
Efeito da infiltração
O clima e seu efeito na pressão de água do solo
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Rupturas em taludes
Oliveira e Augusto Filho (2005)
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Tipos de escorregamentos
U.S. Department of the Interior USGS
Fact Sheet 2004-3072
Superfície de ruptura
WForça entre lamelas
Força entre lamelas
Força cisalhante entre lamelas
Força cisalhante ao longo da superfície de rupturaa
Força associada a pressão de água dos poros
Forças agindo em uma lamela
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Escorregamentos
corte no pé do talude
aterro
• Alteração da geometria• colocação de sobrecarga• infiltração de água• desmatamento e poluição ambiental
a1
a2
a2 > a1
mudança de inclinação
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Duncan & Wright (2005)
Duncan & Wright (2005)
Análise de estabilidade
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http://www.tecnosolo.com.br/servicos/cortinas.html
Exemplos
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Salvador – Foto: Prof. Luiz Edmundo Campos
Exemplos
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Morro do Macaco – Diadema – Foto FAMMarinho
Exemplos
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Aterro de resíduos sólidos – Itaquecetuba – Foto : FAMMarinho
Exemplos
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Indian Institute of Technology
Exemplos
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Distribuição de cargas hidráulicas
Distribuição de vetores de fluxo
Análise numérica de Fluxo de Água em Barragens
Exemplos
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Fluxo de Água em Valas
Exemplos
https://sites.google.com/site/langeotecniaefundacao
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Fluxo em meio poroso
No pátio de estocagem
No navio
1D
1D10
-0210
-0110
0010
0110
0210
0310
0410
05
Sucção (kPa)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Vo
lum
etr
ic W
ate
r C
on
ten
t (%
)
Hydrus
SFCJ
10-02
10-01
1000
1001
1002
1003
1004
1005
Suction (kPa)
1.00x10-11
1.00x10-10
1.00x10-09
1.00x10-08
1.00x10-07
1.00x10-06
1.00x10-05
1.00x10-04
1.00x10-03
1.00x10-02
Pe
rme
ab
ilit
y (
cm
/s)
Exemplos
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0 5 10 15 20
Suction (kPa)
0
50
100
150
200
250
300
Dep
th (
cm
)
Time (days)
0
1
2
4
7
21
48
0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Volumetric Water Content
0
50
100
150
200
250
300
Depth
(cm
)
Time (days)
01
2
47
21
48
Previsão de Comportamento Hydrus 1D
Marinho & Sousa Pinto (2002)
Fluxo em meio poroso
Exemplos
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https://www.ingenia.org.uk/getattachment
Exemplos