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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO Augusto de Oliveira ........................3018202569 Bruno Perez Souza Vieira .............3018202307 Caio Cesar dos Santos Muchiotti....3017101094 Cleyton Perez de Sá .............3018200778 Cleudo Varjão dos Santos Filho..... 3016105776 Jhonnata Bruno da Costa ............ 3018201263 Jonilson Barbosa de Carvalho........3018202474 Luis Alberto Peixoto Pirez ..............3018202964 Gil Marcos Silveira Uchôa .............311107885 Rodrigo Silva Rudi ..........................3018201589 ATIVIDADE Conteçoes e obras de terra São Paulo Rodrigo Rogerio Nota EXERCICIO 1 0,5 EXERCICIO 2 = 0,5 EXERCICIO 3 = 2,5 TOTAL: 3,5 Para a construção de uma obra de infraestrutura necessita-se verificar toda a estabilidade do maciço, considerando o perfil do solo e planta da estrutura abaixo. • Como consultor geotécnico, verifique todas as condições de ruptura e estabilidade do maciço avaliando conforme as questões a seguir: 1. Estabilidade pelo método de Rankine, considerando todas as forças atuantes, após a construção de um aterro com 40 cm sendo inclinado com 10º, caso o empuxo passivo não consiga estabilidade considerar a segurança de sua fundação em 60%. • Observação: considerar como empuxo ativo as duas camadas de solo existentes. 1.1 passo calcular coeficiente de empuxo ativo separado do maciço estável e maciço instável (Ka). Dados cosi =10º; cosØ do maciço estável (Kae) = 33º; cosØ do maciço instável (Kai) = 25º 𝐾𝑎𝑒 = cos(i) −√cos²(i)– cos²Ø Cos(i) + √cos²(i)– cos²Ø 𝐾𝑎𝑒 = cos10º − √cos210º − cos²33º cos10º + √cos210º–cos233º 𝐾𝑎𝑒 = 0,98– 0,51 0,98 + 0,51 𝑲𝒂𝒆 = 𝟎,𝟑𝟐 𝐾𝑎𝑖 = cos(i) −√cos²(i)– cos²Ø Cos(i) + √cos²(i)– cos²Ø 𝐾𝑎𝑖 = cos10º − √cos210º − cos²25º cos10º + √cos210º–cos225º 𝐾𝑎𝑖 = 0,98– 0,37 0,98 + 0,37 𝑲𝒂𝒆 = 𝟎,𝟒𝟓 1.2. passo calcular coeficiente de empuxo passivo separado do maciço estável e maciço instável (Ka). Dados cosi =10º; cosØ do maciço estável (Kpe) = 33º; cosØ do maciço instável (Kpi) = 25º 𝐾𝑝𝑒 = cos(i) +√cos²(i)– cos²Ø Cos(i) − √cos²(i)– cos²Ø 𝐾𝑝𝑒 = cos10º + √cos²10º − cos²33º cos10º − √cos²10º − cos²33º 𝐾𝑝𝑒 = 0,98 + 0,51 0,98 − 0,51 𝑲𝒑𝒆 = 𝟑,𝟏𝟕 𝐾𝑝𝑖 = cos(i) +√cos²(i)– cos²Ø Cos(i) − √cos²(i)– cos²Ø 𝐾𝑝𝑖 = cos10º + √cos²10º − cos²25º cos10º − √cos²10º − cos²25º 𝐾𝑝𝑖 = 0,98 + 0,37 0,98 − 0,37 𝑲𝒑𝒊 = 𝟐, 𝟐𝟏 1.3. calcular empuxo ativo (Ea) e empuxo passivo (Ep) nas duas camadas. Dados camada estável (Eae) altura (h) = [4 + 0,4+ (tg10º x 5,4)]; ɣ=1,8 tf/m³ ; Kae= 0,31. camada instável (Eai) altura (h) = 6; ɣ=1,6 tf/m³ ; Kai= 0,45; altura da fundação 2m; Kpe = 3,17; Kpi = 2,21 Eae = 0,5 x ɣ x (h²) x Kae => 0,5 x 1,8tf/m³ x (5,35m)² x 0,32 Eae = 8,24 ft/m Eai = 0,5 x ɣ x (h²) x kai => 0,5 x 1,6 tf/m³ x (6m)² x 0,45 Eai = 12,96 ft/m Ea = Eae + Eai => Ea = 8,24 + 12,96. Ea = 21,2 ft/m Epe = 0,5 x ɣ x (h²) x Kpe => Epe 0,5 x 1,8 tf/m³ x (2²) x 3,17 Epe = 11,41 ft/m Epi = 0,5 x ɣ x (h²) x Kpi => Epi 0,5 x 1,6 tf/m³ x (2²) x 2,21 Epi = 7,07 ft/m Ep = Epi + Epe => 11,41 + 7,07 Ep = 18,48 ft/m Rodrigo Rogerio Nota ALTURA ESTA ERRADA SOMENTE 4,40 M Rodrigo Rogerio Nota ESTA ERRADO ERROU EMPUXO DO MACIÇO ESTAVEL Rodrigo Rogerio Nota EMPUXO PASSIVO SOMENTE NA BASE Empuxo ativo horizontal = 21,2 x cos10 = 20,88ft/m Empuxo ativo vertical = 21,2 x sen10 = 3,68 ft/m Ao analisar os empuxos foi verificado que Ea é maior que Ep. E a diferença é ainda maior no maciço instável logo a necessidade de aumentar a estabilidade deste talude como foi pedido no projeto, considerar a segurança de sua fundação em 60%. Para calcular esta fundação levaremos em conta o empuxo ativo das 2 camadas de solo e os parâmetros do empuxo passivo será utilizado os parâmetros do solo instável. Pois como diz aquele ditado “Uma corrente é tão forte quanto seu elo mais fraco”. 1.4. passo corrigir fundação considerando a segurança em 60%. Dados: ɣ=1,6 tf/m³; Kpi = 2,21; Ea = 21,2 ft/m 0,5 x ɣ x (h²) x Kpi = Ea + 60% 0,5 x 1,6 tf/m³ x (X)² x 2,21 = 21,2 ft/m + 60% 1,77 X² = 33,92 => X²= 33,92 / 1,77 => X = √19,16 Fundação será igual a = 4,38m 2. Para efeito de cálculo iniciando a partir da pior situação do maciço saturado perdendo sua coesão (maciço instável), considerando o fator de segurança deste perfil de solo para obras permanentes, verifique o fator de segurança para o maciço condição estável sem a execução do aterro, considerando o Método de Talude Infinito para os dois perfil de solo. 2.1. passo calcular o ângulo do talude com fator de segurança para obras permanente (FS 1,5); coesão = 0 e ɣ`= ɣsat FS = (c + ɣ` x h x cos²i x tgØ) / (ɣsat x h x seni x cosi) como coesão é 0 podemos simplificar a fórmula. FS = ɣ` x cosi x tgØ / ɣsat x seni 1,5 = 1,6 x cosi x tg25º/2,6 x seni 3,9 tg i = 1,6 x tg 25º → tgi = 0,75 / 3,9 → tgi = 0,19 →arco tg = tg 10,83º Rodrigo Rogerio Nota EMPUXOS ERRADO 0,5 PONTO Rodrigo Rogerio Nota ESTA CORRETO OS VALORES 2.2. passo calcular o FS considerando os parâmetros do maciço estável. coesão = 3; ɣ`= ɣsat= 1,8tf/m³; altura (h) = 10; i = 10,83º. FS = (c + ɣ` x h x cos²i x tgØ) / (ɣsat x h x seni x cosi) FS = (3+ 1,8 x 10 x cos²10,83x tg33) / (1,8 x 10 x sen10,83x cos 10,83º) FS = 14,23 / 3,55 → FS = 4,25 3. Caso durante a liberação da rodovia, surja uma fenda considerando o ponto C no mesmo alinhamento da base final do muro, para um peso do maciço com 20 tf/m². • Caso o talude se rompa, qual a altura de rompimento do maciço em estudo. Considerando para efeito de cálculo os parâmetros para o maciço com coesão. 3.1. passo achar distância de AC e sua inclinação. Altura (h) = 10m Base (b) = 7m AC = √10 ² + 7² = 12,20m Inclinação tgӨ = h/b = 10/ 7 = 55,01º 3.2. passo achar valor de N e T N= W x cos Ө = 20 tf/m² x cos 55,01º = 11,47 tf/m² T= W x sen Ө = 20 tf/m² x sen 55,01º = 16,39 tf/m² 3.3 passo achar valor de FS FS = c x AC + N x tgØ / T → FS= 3 x 12,20 + 11,47 x tg33 / 16,39 FS = 44,05/16,39 → FS = 2,69 3.4. passo achar Cm e tgØm Cm = c x AC / FS → Cm = 3 x 12,20 / 2,69→ Cm = 13,61 tf/m² tgØm = tgØ / FS → tgØm = tg33 / 2,69→ tgØm =13,57º 3.5. passo achar altura h = 4 x Cm x seni x cosØm / ɣ [ 1- cos ( i – Øm) h = 4 x 13,61 x sen90º cos13,57º / 1,8 [ 1 – cos (90 – 13,57º) h = 52,92 / 1,38 h = 38,35m Rodrigo Rogerio Nota ALTURA DA CAMADA ESTA ERRADA USAR CAMADA ESTAVEL Rodrigo Rogerio Nota ALTURA FINAL ESTA CORRETA TODOS OS CALCULOS ESTAO CERTOS