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FUNDAMENTOS DA MECÂNICA DOS SOLOS Prof.ª Dr.ª Mayssa Sousa Aula 1 - Histórico e evolução da Engenharia Geotécnica e Solo sob o ponto de vista da engenharia PAUTA • Definição de Geotecnia • Histórico da evolução da Engenharia Geotécnica • Mecânica dos solos no Brasil • Áreas da Geotecnia • O solo sob o ponto de vista da Engenharia • Processo de previsão em engenharia geotécnica • Perfil do solo Um dos campos básicos da Engenharia Civil que por último se desenvolveu foi a Geotecnia: Ela estuda o comportamento do solo sob o aspecto da Engenharia Civil. - Pode-se dizer ainda: estuda os solos no seu estado mais natural e esta disciplina, da engenharia civil, ambiental, sanitária, que procura prever o comportamento de maciços terrosos quando sujeitos a solicitações provocadas, ou seja o comportamento do solo mediante acréscimo e alívio de cargas; mediante a percolação de água em seus vazios. - Solo cobre o substrato rochoso e provém da desintegração e decomposição das rochas, mediante a ação dos intemperismos físico e químico. DEFINIÇÃO DE GEOTECNIA A Geotecnia é o campo da engenharia civil que estuda os solos e rochas, e como esses reagem às ações do homem. Nos últimos anos, a causa ambiental tem gerado grande preocupação e, assim, a geotecnia e todas as suas vertentes, tem ganhado cada vez mais destaque na: - Histórico da evolução da Engenharia Geotécnica: - Prevenção de desabamentos; - Prevenção de desmoronamentos; - Prevenção de deslizamentos; - Preservação dos lençóis freáticos; - Gerenciamento do problema do lixo; - Conter a ocupação de encostas. - Não há construção sem um prévio estudo geotécnico, o primeiro passo a elaboração de qualquer projeto de Engenharia Civil, bem sucedido. É nesta etapa que temos a certeza de que o projeto será elaborado com mais segurança. - Esses são alguns dos projetos que a geotecnia atua. A ideia é eliminar e minimizar essas situações de forma sustentável e segura para a população, sem degradar o meio ambiente. É essencial o estudo geotécnico de uma área, para evitar esses e muitos outros problemas. - Histórico da evolução da Engenharia Geotécnica: - Histórico da Evolução da Engenharia Geotécnica: - Século XVIII: - Durante anos, a arte da engenharia geotécnica teve como base apenas uma sucessão de experimentos sem nenhum carácter científico verdadeiro . Predominavam a experiência anterior e o empirismo. - Trabalhos sobre o comportamento dos solos datam do século XVII e XVIII, como o de Coulomb (1773 ) referente à estabilidade de uma massa de terra. - O primeiro uso que uma pessoa fez do solo como material de construção perde-se na Antiguidade. - Uso do solo como material de construção em épocas primitivas: Pirâmides de Egito: – Primitivamente não se constituíam em estruturas constituíam em estruturas isoladas, mas sim integradas num complexo arquitetônico de vastas dimensões. – Construídas a cerca de 2700 a.c, com a utilização de pedras de calcário Muralha da China: – Diversas muralhas - início próximo de 220 a.c.; – Diferentes materiais e condições de projeto; – Construída com blocos de pedras de calcário; – Nas regiões mais ocidentais, de desertos onde os materiais são mais escassos, os muros foram construídos com vários elementos, entre os quais galhos de plantas. - Uso do solo como material de construção em épocas primitivas: Povoado de Taos - México: – Entre as construções mais antigas construídas com uso do solo; – Ainda é habitado por descendentes dos índios Taos. Barragens de terra: – As barragens para contenção de cheias construídas na China, podem ser citadas como exemplos dessa interação do homem com o solo. - Histórico da Evolução da Engenharia Geotécnica: Século XIX: • Collin foi o primeiro engenheiro a se interessar pela ruptura de taludes em solos argilosos bem como pela resistência ao cisalhamento desses solos; • Darcy estabeleceu sua lei para o escoamento da água através das areias; • Rankine desenvolveu um método para estimar a pressão contra um muro de arrimo; • Atterberg definiu os limites de consistência utilizados ainda hoje; • Em 1925, Karl Terzaghi publicou um livro que se tornou um marco decisivo na nova orientação a ser seguida no estudo do comportamento dos solos, como um sistema constituido por uma fase sólida granular e uma fase fluida. E passou a ser conhecido como “O PAI DA MECÂNICA DOS SOLOS”. • Outro responsável importante pelo avanço da moderna mecânica dos solos foi Arthur Casagrande, que esteve na Universidade de Harvard de 1932 até 1969. - MECÂNICA DOS SOLOS NO BRASIL: • Data da criação da Seção de Solos e Fundações no Instituto de Tecnologia de São Paulo ( IPT ) em 1938 com o primeiro laboratório de solos; • Deve-se ao prof. Costa Nunes a criação, pioneira no mundo, de estruturas de contenção ancoradas em solos. Graças a esse tipo de obra foi possível a recuperação das encostas do Rio de Janeiro, quando em 1966/67; • A Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS), afiliada à International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering – ISSMGE, fundada em 1950, congrega os especialistas em Geotecnia e realiza a cada quatro anos um Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos. O primeiro congresso foi realizado em 1954, na cidade de Porto Alegre A GEOTECNIA - Contextualização: GEOTECNIA: é a aplicação de métodos científicos e princípios de engenharia para a aquisição, interpretação e uso do conhecimento dos materiais da crosta terrestre para a solução de problemas de engenharia. Duas áreas: Geotecnia Básica: que compreende o estudo da Geologia, Mecânica dos Solos e Mecânica das Rochas; Geotecnia Aplicada, que envolvem estudos relacionados a estabilidade de taludes em rodovias, Barragens, Engenharia Ambiental, Túneis, Fundações, entre outros diversos assuntos. É o conjunto de ciências da Terra, ou seja, daquelas que estudam o solo e a parte superficial do subsolo para permitir a sua utilização “in-situ” ou a sua exploração. Segundo Prof. Milton Vargas: Solo – todo material da crosta terrestre escavável por meio de pá, picareta, escavadeiras etc., sem necessidade de explosivos; Rocha – todo material que necessite de explosivos para seu desmonte. Solos são altamente heterogêneos, isto é, suas características e propriedades podem variar amplamente, de ponto para ponto, dentro de uma formação. O solo sob o ponto de vista da Engenharia O solo como material de construção Acervo Pessoal (Sousa, 2022) Acervo Pessoal (Sousa, 2022) Bernucci et al. (2006) Bernucci et al. (2006) O solo como material de construção Felipe Nascimento O solo como material de construção Felipe Nascimento Problemas https://www.instagram.com/p/CJoTVuE FcCl/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/p/CZVBMiH IxPS/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/tv/CeGr58fDey s/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/p/CJoTVuEFcCl/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/p/CJoTVuEFcCl/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/p/CZVBMiHIxPS/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/p/CZVBMiHIxPS/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/tv/CeGr58fDeys/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/tv/CeGr58fDeys/?igshid=MDJmNzVkMjY= Problemas https://www.instagram.com/reel/CpDi- 7cDH2y/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/ClotzqK pXO7/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/CptP- HFpRm9/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/CpDi-7cDH2y/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/CpDi-7cDH2y/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/ClotzqKpXO7/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/ClotzqKpXO7/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/CptP-HFpRm9/?igshid=MDJmNzVkMjY= https://www.instagram.com/reel/CptP-HFpRm9/?igshid=MDJmNzVkMjY= Fonte: Acervo do IME. Fonte: Acervo do IME. Problemas Fonte: Sousa (2021) Problemas Fonte:Sousa (2021) Bernucci et al. (2006) QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? Problemas Desastre em SP: 36 pessoas morreram pelas fortes chuvas (dol.com.br) 2023 Órgãos estimam que 30 pessoas estejam desaparecidas após deslizamento na BR-376 - Segurança - 4oito 2023 https://dol.com.br/noticias/brasil/796683/desastre-em-sp-36-pessoas-morreram-pelas-fortes-chuvas https://dol.com.br/noticias/brasil/796683/desastre-em-sp-36-pessoas-morreram-pelas-fortes-chuvas https://dol.com.br/noticias/brasil/796683/desastre-em-sp-36-pessoas-morreram-pelas-fortes-chuvas https://www.4oito.com.br/noticia/orgaos-estimam-que-30-pessoas-estejam-desaparecidas-apos-deslizamento-na-br-376-63599 https://www.4oito.com.br/noticia/orgaos-estimam-que-30-pessoas-estejam-desaparecidas-apos-deslizamento-na-br-376-63599 https://www.4oito.com.br/noticia/orgaos-estimam-que-30-pessoas-estejam-desaparecidas-apos-deslizamento-na-br-376-63599 https://www.4oito.com.br/noticia/orgaos-estimam-que-30-pessoas-estejam-desaparecidas-apos-deslizamento-na-br-376-63599 QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? Situação das rodovias: Rodovias Federais - Informações Gerais - Sistema Federal de Viação — Português (Brasil) (www.gov.br) A extensão total da malha rodoviária federal, excluindo as vias planejadas, é de 75.553 mil km, dos quais 65.528 mil km (87%) correspondem a rodovias pavimentadas e 10.025 mil km (13%) correspondem a rodovias não pavimentadas. https://www.gov.br/infraestrutura/pt-br/assuntos/transporte-terrestre_antigo/rodovias-federais/rodovias-federais-informacoes-gerais-sistema-federal-de-viacao https://www.gov.br/infraestrutura/pt-br/assuntos/transporte-terrestre_antigo/rodovias-federais/rodovias-federais-informacoes-gerais-sistema-federal-de-viacao https://www.gov.br/infraestrutura/pt-br/assuntos/transporte-terrestre_antigo/rodovias-federais/rodovias-federais-informacoes-gerais-sistema-federal-de-viacao Situação das rodovias: Pesquisa CNT de Rodovias BR 135 https://pesquisarodovias.cnt.org.br/mapa PROCESSO DE PREVISÃO EM ENGENHARIA GEOTÉCNICA DETERMINAR A SITUAÇÃO DE CAMPO Geologia, Sondagens, Topografia DETERMINAR MECANISMOS ENVOLVIDOS Ruptura, deformação, etc SELECIONAR TEORIAS DA MECÂNICA DOS SOLOS Modelos teóricos Programas de computador, etc. REPRESENTAR A PREVISÃO P.Ex: Fatores de segurança, curva carga-recalque, etc. DETERMINAR AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS MANIPULAR TEORIAS E PARÂMETROS TOMAR A DECISÃO Fonte do conteúdo deste slide: PERFIL SOLO Slide 1: FUNDAMENTOS DA MECÂNICA DOS SOLOS Prof.ª Dr.ª Mayssa Sousa Slide 2: PAUTA Slide 3: DEFINIÇÃO DE GEOTECNIA Slide 4: - Histórico da evolução da Engenharia Geotécnica: Slide 5: - Histórico da evolução da Engenharia Geotécnica: Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11: A GEOTECNIA - Contextualização: Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20: QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? Slide 21: QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? Slide 22 Slide 23 Slide 24: QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? Slide 25: QUAL A IMPORTÂNCIA DE UM PROJETO DE ESTRADAS? Slide 26: Situação das rodovias: Slide 27: Situação das rodovias: Slide 28 Slide 29