Lista Resistencia ao Cisalhamento com Gabarito-2021 2

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO 28. Para um ensaio de cisalhamento direto em areia, com tensão normal na ruptura de 100kPa, tensão cisalhante de 35kPa pede-se: determinar o ângulo de atrito, a direção e magnitude das tensões principais. 29. Uma amostra de solo não coesivo foi submetida a variações nas tensões efetivas σ'₁ e σ'₃, sendo a ruptura observada para σ'₁=282,9kPa e σ'₃=110,4kPa. Determinar: a) O ângulo de atrito ϕ' ; b) A inclinação do plano de ruptura α; c) A tensão normal σ' e a tensão cisalhante τ no plano de ruptura. 30. O quadro abaixo apresenta resultados de ensaios CID em areia média. Obtenha os círculos de Mohr e estime o valor de ϕ'. Ensaio | Tensão confinante (σ₃) KPa | Tensão desvio (σd) KPa 1 | 100 | 400 2 | 400 | 1750 3 | 1000 | 4250 31. Os resultados de 2 ensaios CID em uma argila são: Corpo de prova I: Tensão confinante (σ₃) 70 KN/m² Tensão desvio na ruptura (σd) 130 KN/m² Corpo de prova II: Tensão confinante (σ₃) 160 KN/m² Tensão desvio na ruptura (σd) 223,5 KN/m² Determine os parâmetros de resistência ao cisalhamento (ϕ' e c'). 32. Um corpo de prova de areia saturada foi adensado sob uma pressão de confinamento de 82,8kN/m2. A tensão axial foi então aumentada e a drenagem foi impedida (ensaio CIU). O corpo de prova rompeu-se quando a tensão desviadora axial atingiu 62,8KN/m². A poropressão no momento da ruptura foi de 46,9kN/m². Determine: a) O ângulo de atrito adensado não-drenado de resistência ao cisalhamento ϕ; b) O ângulo de atrito drenado ϕ'. Dica: construa os círculos de Mohr em tensões totais ( ϕ ) e efetivas (ϕ'). 33. Considerando o corpo de prova do exercício anterior. Qual seria a tensão desviadora ao momento da ruptura (σ₁), se um ensaio drenado (CID) fosse realizado com a mesma pressão confinante (ou seja, 82,8kN/m²)? 34. Determine a resistência não drenada (Su) de uma argila submetida a um conjunto de ensaios triaxiais não adensados, não-drenados (UU) descritos abaixo: Ensaio | Tensão confinante (σc) KPa | Tensão axial na ruptura (σ₁) KPa 1 | 50 | 175 2 | 75 | 199 3 | 100 | 225 ECV 5114 – Mecânica dos Solos II Página 3 35. Em um solo argiloso normalmente adensado, ψ'=32º e ϕ=22º. Um ensaio triaxial adensado não-drenado (CIU) foi realizado nesse solo com uma pressão de confinamento da câmara de 103,5KN/m². Determine a tensão desviadora e a poropressão no momento da ruptura. 36. A lei de resistência ao cisalhamento de um maciço de argila é τ = 75 kN/m². Se for realizado o ensaio de compressão simples em um corpo de prova indeformado desta argila, pergunta-se: a) Qual a direção do plano de ruptura; b) Quais as direções dos planos principais; c) Quais as tensões atuantes num plano que forma um ângulo de 20º com a horizontal? 37. Traçar as envoltórias de ruptura total e efetiva para os ensaios triaxiais CIU, apresentados na figura abaixo. Obtenha os parâmetros de resistência totais e efetivos. 38. Duas amostras A e B (idênticas) de uma argila normalmente adensada foram levadas a ruptura após serem adensadas hidrostáticamente à mesma tensão de 300 kPa. Uma das amostras foi cisalhada na condição não-drenada (amostra A) e a outra na condição drenada (amostra B). A tensão desvio máxima de uma amostra foi de 60% da outra. A maior tensão desvio foi de 400 kPa. Com base nestes dados, determine: a) Qual das amostras apresentou maior tensão desvio na ruptura e porque ? b) Trace os círculos de Mohr para ambos os ensaios e determine a poropressão gerada na ruptura da amostra não drenada. ECV 5114 – Mecânica dos Solos II Página 4 39. Uma areia foi submetida a ensaios de cisalhamento direto sob tensões normais de 50, 100 e 165 kPa, resultando nos gráficos abaixo. Com base nos resultados apresentados responda: a) as amostras ensaiadas encontravam-se em um estado fofo ou denso? Justifique. b) determine os parâmetros de resistência de pico e residual do material. Considere H – altura do corpo de prova H₀ – altura inicial do corpo de prova, ΔH – variação da altura (altura final – altura inicial) Respostas: Questão 26. wₐ = 12,5% e γmax = 1,575g/cm³ Questão 27. CBR=24%. Observação: sem correção. Expansão 1,07% Questão 28. (Resp: ϕ=19,3º, σᵣ =149,40kPa e σ₁ = 75,25kPa) Questão 29. a) ϕ' = 26 º; b) α= 58 º; c) τ=158,84kN/m² e τ' = 77,52kN/m² Questão 30. ϕ' = 30º Questão 31. ϕ' = 20 º e c' = 20kN/m² Questão 32. a) ϕ=16º b) ϕ'=27,8 º Questão 33. 144,7KN/m² Questão 34. 62,5Kpa Questão 35. tensão desviadora = 124kN/m² e u=48,37KN/m² Questão 36. a) α=45º b) θ= 90º c) Tensão cisalhante +48,2kN/m² e Tensão normal=132,45KN/m² Questão 37. c' =1,4kPa e ϕ=19,72º e c' =2,92kPa e ϕ=25,63 º Questão 38. a) amostra B; b) u=120kPa. Questão 39. b) Parâmetros de pico: c'ₚ=8,7Kp; ϕ'ₚ=41,6º; Parâmetros residuais ou pós-pico: c'ᵣ=0; ϕ'ᵣ=34,9º ECV 5114 – Mecânica dos Solos II Página 5 39. Uma areia foi submetida a ensaios de cisalhamento direto sob tensões normais de 50, 100 e 165 kPa, resultando nos gráficos abaixo. Com base nos resultados apresentados responda: a) as amostras ensaiadas encontravam-se em um estado fofo ou denso? Justifique. b) determine os parâmetros de resistência de pico e residual do material. Considere H – altura do corpo de prova H0 – altura inicial do corpo de prova, ΔH – variação da altura (altura final – altura inicial) Respostas: Questão 26. wa = 12,5% e γtama = 1,575g/cm³ Questão 27. CBR=24%. Observação: sem correção. Expansão 1,07% Questão 28. (Resp: ϕ=19,3°, σ1 =149,40kPa e σ3 =75,25kPa) Questão 29. a) ϕ’=26°; b) cu=58,0°; c) c’=158,84kN/m² e τf=77,52kN/m² Questão 30. ϕ’=43° Questão 31. ϕ’ = 20° e c’=20kN/m² Questão 32. a) ϕ=16° b) ϕ=27,8° Questão 33. 144,7KN/m² Questão 34. 62,5kpa Questão 35. tensão desviadora =124kN/m² e u=48,37kN/m² Questão 36. a) α=45° b) θ=90° c) Tensão cisalhante =48,2kN/m² e Tensão normal=132,45kN/m² Questão 37. c’=1,41kPa e ϕ=19,72° e c’=2,92kPa e ϕ’=25,63° Questão 38. a) amostra B; b) u=120kPa. Questão 39. b) Parâmetros de pico: c’=8,7kPa; ϕ’=41,6°; Parâmetros residuais ou pós-pico: c’=0; ϕ’=34,9°