CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

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PLANO DE ENSINO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Disciplina MECÂNICA DOS SOLOS II Código

Docente Helio Marcos Fernandes Viana Semestre 2013.1 Carga horária 60h 1 EMENTA

Princípio das tensões efetivas. Tensões geostáticas totais e efetivas. Propagação de tensões induzidas no solo para diversos tipos de carregamento (Métotdos de Boussinesq, de Fadum, de propagação 2 para 1, etc.), bulbo de tensões. Compressibilidade e adensamento (ensaio de adensamento; teoria de Terzaghi; cálculo da porcentagem de adensamento tanto localizado em uma profundidade z como de toda uma camada de solo; relações entre porcentagem de adensamento e fator tempo; determinação da tensão de pré-adensamento; determinação do coeficiente de adensamento; determinação do índice de compressão do solo; determinação do índice de recompressão do solo; cálculo de recalque das estruturas; etc.); Geodreno. Resistência o cisalhamento dos solos (estado plano de tensão; ciclo de Mohr; critério de resistência ao cisalhamento de Mohr-Coulomb; ensaio de cisalhamento direto; ensaio de compressão triaxial e todas suas variações; problemas práticos e ensaio indicado; fatores que influenciam na resistência das areias; apresentação de relações; cálculo de pressões neutras pelo método de Skempton, 1954; introdução à trajetória de tensões no diagrama p versus q e p’ versus q, etc.). Empuxo de terra (coeficientes de empuxo ativo, em repouso e passivo; relações para obtenção do coeficiente de empuxo de repouso, do coeficiente de empuxo ativo e do coeficiente de empuxo passivo; Método de Rankine; Método de Coulomb; cálculo de empuxos). Classificação MCT (histórico, sua importância, principais ensaios envolvidos na classificação). Proteção de taludes e Geomantas. Estabilidade de taludes (tipos e causas dos escorregamentos; fator de segurança; métodos de estabilidade de taludes: talude infinito, Culman, Taylor, Fellenius, Bishop e Bishop simplificado).

2 OBJETIVOS DO COMPONENTE CURRICULAR OBJETIVO GERAL

1 - Conhecer princípios que regem (ou comandam) as tensões efetivas;

2 - Conhecer meios para proteção de taludes contra os efeitos danosos da água;

3 - Capacitar para o cálculo das tensões geostáticas atuantes no solo, tanto em temos de tensões totais como em termos de tensões efetivas;

4 - Saber calcular os acréscimos de tensões no solo causados por carregamentos oriundos de obras de engenharia; 5 - Familiarizar com os bulbos de tensões gerados por diversos carregamentos externos, e saber determinar as dimensões do bulbo conforme o tipo de carregamento externo oriundo de obras de engenharia;

6 - Capacitar para: realização do ensaio de adensamento; calcular a tensão de pré-adensamento do solo; determinar o coeficiente de adensamento; determinar o índice de compressão do solo; determinar o índice de recompressão do solo; calcular de recalque das estruturas; calcular a porcentagem de adensamento tanto localizado em uma profundidade z como de toda uma camada de solo;

7 - Conhecer a classificação MCT e capacitar para realização dos principais ensaios envolvidos com tal classificação;

8 - Saber realizar ensaio de cisalhamento direto e ensaio de compressão triaxial (incluindo as variações do mesmo); 9 - Saber traçar ciclos de Mohr para diversos estados de tensão atuantes no solo; Além disso, saber traçar a envoltória de resistência de Mohr-Coulomb de um solo e compreender o seu significado físico;

10 - Saber estimar pressões neutras atuantes “in situ” ou no campo;

11 - Capacitar para escolher o ensaio de compressão triaxial correto para determinado problema de engenharia; e 12 - Capacitar para o cálculo de empuxos de terra.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS (Competências/Habilidades – aprendizagens que serão consolidadas pelos estudantes) O aluno deverá, ao final do semestre:

- Dominar os conceitos básicos da disciplina;

- Aplicar os conhecimentos adquiridos à vida prática de sua formação ética e profissional;

- Está familiarizado: com os cálculos de tensões geostáticas, com os cálculos de acréscimos de tensões no solo causados por carregamentos oriundos de obras de engenharia, com os cálculos de recalques das obras de engenharia e com os cálculos de porcentagem de adensamento do solo; Além disso, está apto para realizar tais cálculos;

- Possuir conhecimentos para realizar projetos de proteção de taludes; - Está capacitado para realizar ensaio de adensamento do solo;

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- Está capacitado para realizar ensaios de compressão triaxial e de cisalhamento direto, e também está capacitado para determinar qual ensaio mais adequado para determinado problema de engenharia;

- Ter noções de ciclo de Mohr e da envoltória de resistência de Mohr-Coulomb; Além do mais, saber aplicar estas noções convenientemente na prática;

- Está capacitado para cálculo de empuxos de terra; e

- Possuir os conhecimentos necessários para dar continuidade ao curso de engenharia nas disciplinas subsequentes da área de Geotecnia (ou Mecânica dos Solos).

3 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1. Princípio das tensões efetivas;

2. Tensões geostáticas totais e efetivas; 3. Proteção de taludes e Geomantas;

4. Propagação de tensões induzidas no solo para diversos tipos de carregamento (Métotdos de Boussinesq, de Fadum, de propagação 2 para 1, etc.);

5. Bulbo de tensões;

6. Compressibilidade e adensamento (ensaio de adensamento; teoria de Terzaghi; cálculo da porcentagem de adensamento tanto localizado em uma profundidade z como de toda uma camada de solo; relações entre porcentagem de adensamento e fator tempo; determinação da tensão de pré-adensamento; determinação do coeficiente de adensamento; determinação do índice de compressão do solo; determinação do índice de recompressão do solo; cálculo de recalque das estruturas; etc.);

7. Geodreno;

8. Resistência o cisalhamento dos solos (estado plano de tensão; ciclo de Mohr; critério de resistência ao cisalhamento de Mohr-Coulomb; ensaio de cisalhamento direto; ensaio de compressão triaxial e todas suas variações; problemas práticos e ensaio indicado; fatores que influenciam na resistência das areias; apresentação de relações; cálculo de pressões neutras pelo método de Skempton, 1954; introdução à trajetória de tensões no diagrama p versus q e p’ versus q, etc.);

9. Empuxo de terra (coeficientes de empuxo ativo, em repouso e passivo; relações para obtenção do coeficiente de empuxo de repouso, do coeficiente de empuxo ativo e do coeficiente de empuxo passivo; Método de Rankine; Método de Coulomb; cálculo de empuxos); e

10. Classificação MCT (histórico, sua importância, principais ensaios envolvidos na classificação).

3 CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS / CRONOGRAMA DAS AULAS

SEMANA ASSUNTO

MÉTODOS E TÉCNICAS DE APRENDIZAGEM (indicar as estratégias didáticas que

serão utilizadas)

APRENDIZAGENS QUE SERÃO CONSOLIDADAS

PELOS ESTUDANTES

1.

Princípio das tensões efetivas; E tensões geostáticas; E aula prática: Exercício de cálculo da compressibilide do esqueleto do solo e exercício de cálculo das tensões geostáticas verticais e horizontais efetivas. Proteção de taludes.

Aula expositiva e método de aprendizagem por meio de resolução de exercício.

Obtenção de noções de cálculo de tensões geostáticas horizontais, verticais totais e efetivas e da compressibilidade do esqueleto sólido do solo. Proteção de taludes.

2.

Propagação de tensões induzidas no solo; E aula prática: Exercício de cálculo de acréscimo de tensão vertical devido à placa circular uniformemente carregada.

Familiarização com as formulações utilizadas pela teoria da elasticidade para o cálculo de tensões no solo. E obtenção de noções de cálculo de acréscimo de tensões devido à placa circular.

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3.

Exercício de cálculo de acréscimos de tensões devido à placa retangular de comprimento infinito carregada uniformemente; E aula prática: Exercício de cálculo de acréscimos de tensões devido à carga concentrada sobre o solo.

Método de aprendizagem por meio de resolução de exercício.

Obtenção de noções de cálculo de acréscimo de tensões devido à placa retangular de comprimento infinito (ou sapata corrida). E obtenção de noções de cálculo de acréscimo de tensões devido à carga concentrada sobre o solo.

4.

Aulas de tirar eventuais dúvidas. (aulas fora do horário normal).

Método de ensino visando à otimização do aprendizado.

Consolidação dos tópicos da disciplina e aniquilação de dúvidas existentes.

5.

Exercício de cálculo de acréscimos de tensões devido ao carregamento em forma de trapézio retângulo de comprimento infinito; E aula

prática: Exercícios relacionados ao cálculo de

acréscimos de tensões pelo método 2:1 (dois para um) e pelo método gráfico de Fadum (1948).

Método de aprendizagem por meio de resolução de exercício.

Obtenção de noções de cálculo de acréscimo de tensões devido ao carregamento em forma de trapézio retângulo de comprimento infinito. E obtenção de noções de cálculo de tensões pelo método 2:1 (dois para um) e pelo método de Fadum (1948).

6.

Compressibilidade e adensamento (1.o Parte); E

aula prática: Exercícios relacionados à porcentagem de adensamento do solo.

Aula expositiva e estudo dirigido.

Familiarização com a teoria de Terzaghi (ou do adensamento) e suas hipóteses. Obtenção de noções sobre porcentagem de adensamento e sobre os procedimentos do ensaio de adensamento.

7.

Compressibilidade e adensamento (2.o Parte); E

aula prática: Exercício relacionado ao recalque total de uma fundação devido ao adensamento de solo.

Familiarização com os métodos de cálculo do coeficiente de adensamento (Cv), do índice de compressão (Cc) e do índice de recompressão (Cr) do solo. Obtenção de noções do cálculo da tensão de pré-adensamento e do cálculo de recalques. Noções sobre importância dos geodrenos.

8.

Resistência ao cisalhamento dos solos (1.o Parte); E aula prática: Exercício relacionado ao traçado do ciclo de Mohr para um elemento (ou pequena parte) de solo submetido a um estado plano de tensão.

Obtenção de noções sobre: estado plano de tensão, ciclo de Mohr, critério de resistência ao cisalhamento de Mohr-Coulomb.

Resistência ao cisalhamento dos solos (2.o Parte); E aula prática: Exercício relacionado

Obtenção de noções sobre ensaios para determinação da resistência ao cisalhamento dos solos: ensaio

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10.

11.

Resistência ao cisalhamento dos solos (3.o Parte); E aula prática: Exercício relacionado à análise, com base na envoltória de resistência de Mohr-Coulomb e no ciclo de Morh, dos resultados de um ensaio de compressão triaxial tipo lento, ou drenado.

Obtenção de noções sobre Resistência ao cisalhamento em areias e argilas

12.

13.

Resistência ao cisalhamento dos solos (4.o Parte); e aula prática: Exercício relacionado à dilatância e ao ângulo de atrito efetivo correspondente ao estado crítico do solo.

Obter conhecimentos sobre a aplicação dos resultados de ensaios aos casos práticos de engenharia. Adquirir noções sobre trajetória de tensões e dilatância do solo.

14.

Empuxos de terras (1.o Parte); E aula prática: Exercício relacionado ao método de Skempton (1954).

Adquirir noções para obter coeficientes de empuxo em repouso, ativo e passivo do solo. Capacitar para compreender os deslocamentos do elemento de contenção (ou estrutura suporte) do maciço de solo e empuxos ativo e passivo. Familiarizar com o método de cálculo de pressões neutras ou método de Skempton (1954).

15.

Empuxos de terras (2.o Parte); E aula prática: Exercício relacionado ao cálculo do empuxo ativo pelo método de Rankine, o qual é causado por um solo granular (ou arenoso) saturado.

Adquirir noções de cálculo de empuxo do solo pelo método de Rankine.

16.

OBS:

1) Este cronograma poderá ser alterado durante o período letivo, desde que não cause prejuízo das atividades pedagógicas e dos conteúdos da disciplina.

2) Fora as horas aulas previstas para as avaliações individuais e, as horas aluas previstas para a entrega das avaliações no final do curso, que somam 12 horas aula, pois há 2 (duas) avaliações e 1 (uma) VMD no curso de Mecânica dos Solos II; os registros acima corresponderam a 48 horas aula de 50 minutos.

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4 CRONOGRAMA DAS ATIVIDADES DISCENTES EXTRACLASSE (Relacionar as Atividades Discentes Extraclasse previstas)

UNIDADE ATIVIDADES CONTEÚDO

1ª

Resolução da I (primeira) lista de exercícios. Correspondendo a 4 horas aula, que serão computadas no dia 15/03/2013.

Exercícios que promovem familiaridade com os termos técnicos, e introduzem os embasamentos necessários para os alunos elaborarem projetos de Engenharia. (4 horas aula)

1ª

Resolução da I (primeira) lista de exercícios. Correspondendo a 4 horas aula, que serão computadas no dia 22/03/2013.

2ª

Resolução da II (segunda) lista de exercícios. Correspondendo a 4 horas aula, que serão computadas no dia 26/04/2013.

2ª

Resolução da II (segunda) lista de exercícios. Correspondendo a 4 horas aula, que serão computadas no dia 03/05/2013.

OBS: Os registros acima correspondem a horas de atividades acadêmicas efetivas. 5 CRITÉRIOS E INSTRUMENTOS DE AVALIAÇÃO

A VMD - Verificação Multidisciplinar corresponderá a 10% da nota da média curricular e será realizada ao final da II unidade, em período direcionado pela Coordenação de Curso conforme Calendário Acadêmico.

Conforme os Critérios de Avaliação da Rede FTC, fora o VMD, o restante da média semestral será dividida do seguinte modo 80% da média da unidade semestral corresponde à nota da avaliação individual e 20% da média para avaliações em grupo. A composição da nota é gerada pelo sistema (Intranet).

A VMD será corrigida (pela Fundação FTC) por disciplina, gerando uma nota específica para cada disciplina corrigida.

Considerando a necessidade de um uso correto da linguagem, será considerado, na correção dos trabalhos, o uso adequado da linguagem escrita - correção gramatical e ortográfica, coesão e coerência da linguagem escrita:

- Os docentes procederão a correção devida, descontando 0,1 (um décimo) por incorreção na linguagem escrita, não devendo ultrapassar 10% do valor total da avaliação.

- Os critérios gerais de avaliação atendem ao Regulamento aprovado no Conselho Superior Acadêmico. UNIDADE I (Peso 45% do total de pontos do semestre)

INSTRUMENTO NOTA

Prova Individual (Peso 80% dos pontos da I unidade) 0-10

Trabalho em Grupo (Peso 20% dos pontos da I unidade) 0-10

UNIDADE II (Peso 45% do total de pontos do semestre)

INSTRUMENTO NOTA

Prova Individual (Peso 80% dos pontos da II unidade) 0-10

Trabalho em Grupo (Peso 20% dos pontos da II unidade) 0-10

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6 RECURSOS • Pincel, quadro branco e apagador;

• Réqua de 1m;

• Datashow com computador e software powerpoint; e • Mira laser.

7 REFERÊNCIAS BÁSICAS

1 Æ VIANA, H. M. F. Mecânica dos Solos II. CD. 2011. (Paginação personalisada).

2 ÆBUENO, B. S.; VILAR, O. M. Mecânica dos solos. Vol. 2. São Carlos - SP: Escola de Engenharia de São Carlos - USP, 2002. 219p.

3 Æ BUENO, B. S.; VILAR, O. M. Mecânica dos solos. Apostila 69. Viçosa - MG: Universidade Federal de Viçosa, 1980. 131p. (Bibliografia Principal)

4 Æ CRAIG, R. F. Mecânica dos solos. 7. ed., Rio de Janeiro - RJ: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2007. 365p.

5 Æ CARLOS, S. P. Curso básico de mecânica dos solos. 3. ed. São Paulo - SP: Oficina de Textos, 2006. 355p. 8 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES

1 Æ Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12007. Solo - ensaio de adensamento. 1990.

2 Æ British Standard Institution. British Standard BS 1377. Methods of test for soil for Civil Engineering purposes. London, 1990.

3 Æ BOTELHO, M. H. C.; MARCHETTI, O. Concreto armado eu te amo. Vol. 2. São Paulo - SP: Edgard Blücher Ltda, 2004. 264p

4 Æ BUENO, B. S.; LIMA, D. C.; RÖHM S. A. Capacidade de carga de fundações rasas. Viçosa - MG: Universidade Federal de Viçosa, 1985. 74p.

5 Æ CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações (fundamentos). Vol. 1. 6. ed., Rio de Janeiro - RJ: Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 2007. 234p.

6 Æ CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações. Vol. 2. Rio de Janeiro - RJ: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1976. 456p.

7 Æ DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 254/94. Solos compactados em

equipamento miniatura - Mini-CBR e expansão. Rio de Janeiro. 1994.

8 Æ DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 228/94. Solos - compactação em

equipamento miniatura. Rio de Janeiro. 1994.

9 Æ DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 256/94. Solos compactados com

equipamento miniatura - determinação da perda de massa por imersão. Rio de Janeiro. 1994.

10 Æ DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 258/94. Solos compactados em

equipamento miniatura - Mini-MCV. Rio de Janeiro. 1994.

11 Æ FABBRI, G. T. P. Caracterização da fração fina de solos tropicais através da absorção de azul de

metileno. 101f. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos,

1994.

12 Æ FABRI, G. T. P. Notas de aulas da disciplina STT-402 (Estradas). São Carlos - SP. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo. 1999.

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13 Æ FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION AC/150/5320-6D - 7/7/95 Airport pavement design and avaluation. 1995.

14 Æ FERREIRA, A. B. H. Novo dicionário da língua portuguesa. 2. ed. Rio de Janeiro - RJ: Nova Fronteira S.A.,1986.1838p.

15 Æ FONTES F. Q. Pavimentos de baixo custo: considerações sobre seus defeitos e propostas de

conservação e recuperação. Dissertação de Mestrado. 170f. Escola de Engenharia de São Carlos -

Universidade de São Paulo. 1994.

16 Æ HOLTZ, R. D.; KOVACS, W. D. An introduction to geotechinical engineering. New Jersey: Prentice Hall, 1981. 733p.

17 Æ LAMBE, T. W.; WITMAN, R. V. Soil mechanics, SI version. New York: John Wiley & Sons, 1979. 553p. 18 Æ LEME, R. A. S. Dicionário de Engenharia Geotécnica Inglês-Português. São Paulo: [s.n.], 1977. 159p (mais

anexo)

19 Æ MASSAD, F. Solos marinhos da baixada santista. São Paulo - SP: Oficina de Textos, 2009. 247p.

20 Æ MENDONÇA, J. C.; REIS, J. H. C.; AOKI N. Considerações sobre a influência recíproca de fundações de prédios vizinhos em regiões de argila mole. In: XI CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA DOS SOLOS E ENGENHARIA GEOTECNICA, COBRAMSEG XI, 11., Vol. 3, 1998, Brasília, DF. Anais... Brasília, DF: Associação Brasileira de Mecânica dos Solos - ABMS, 1998. p. 1527-1534.

21 Æ [s.n.] Michaelis dicionário escolar, Inglês-Português e Português-Inglês. São Paulo - SP: Editora Melhoramentos, 2001. 841p (mais anexo).

22 Æ NOGAMI, J. S.; VILLIBOR D. F. Uma nova classificação de solos para finalidades rodoviárias. In: Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais em Engenharia, Volume 1, 1981, Rio de Janeiro. Rio de Janeiro - RJ: Associação Brasileira de Mecânica dos Solos - ABMS, 1981. Páginas 30 - 41.

23 Æ NOGAMI, J. S.; VILLIBOR D. F. Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. São Paulo-SP: Vilibor, 1995. 213p.

24 Æ ORTIGÃO, J. A. R. Introdução à mecânica dos solos dos estados críticos. Rio de Janeiro - RG: Livros Técnicos e Científicos Editora LTDA., 1993. 368p.

25 Æ OJEA D. M.; ROCHA P. E. O.; SANTOS JUNIOR P. J.; CHIARI V. G. Critérios gerais de projeto, especificação e aplicação de geossintéticos - Manual Técnico. 1 ed. Jundiaí - SP: Maccaferri, 2009. 321p. 26 Æ PARREIRA, A. B. Notas de aulas da disciplina elasticidade plasticidade. Escola de Engenharia de São

Carlos - Universidade de São Paulo, 2000.

27 Æ SCHNAID, F. Ensaios de campo e suas aplicações à Engenharia de Fundações. São Paulo - SP: Oficina de Textos, 2005. 189p.

28 Æ SOWERS, G. B.; SAWERS. B. F. Introduction Soil Mechanics and Foundations. New York: Macmillan, 1951.

29 Æ TOMLINSON, M. J. Diseño y construcción de cimentos. Bilbao: Urmo, S.A. de ediciones, Tradução de José Luis Neto Martinez, 1976. 825p.

30 Æ VIANA, H. M. F. Fotos do ensaio Mini-MCV e perda de massa por imersão. Local: Laboratório de Transportes da Escola de Engenharia de São Carlos - USP. 2006.