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Tema2 - Empuxo-1, Notas de estudo de Engenharia Civil

Parte 1 - empuxo de terra - professor Ademir Montes - UFCG

Tipologia: Notas de estudo

2011

Compartilhado em 31/03/2011

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francisco-tales-gomes-pereira-11 🇧🇷

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Fundações e Empuxos de Terra
Exemplos de Aplicação:
Muros de arrimo
Cortinas de estacas
prancha
Escavações
dimensionamento de
silos enterrados, túneis,
encontros de pontes,
subsolos, etc.
Empuxo de Terra
Definição
É a resultante das pressões laterais, de terra ou de
água, que atuam contra uma estrutura de suporte
(arrimo).
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pfe

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Fundações e Empuxos de Terra

Exemplos de Aplicação:

Muros de arrimo

Cortinas de estacas

prancha

Escavações

dimensionamento de

silos enterrados, túneis,

encontros de pontes,

subsolos, etc.

Empuxo de Terra

Definição

É a resultante das pressões laterais, de terra ou de

água, que atuam contra uma estrutura de suporte

(arrimo).

Fundações e Empuxos de Terra

Exemplo de tipos de empuxos:

a) EMPUXO NO REPOUSO: não há

deslocamento da estrutura de

contenção.

c) EMPUXO PASSIVO: há deslocamento

da estrutura, provocando

compressão do maciço, estando o

maciço na iminência de ruptura.

Eo Eo

b) EMPUXO ATIVO: há deslocamento da

estrutura, provocando expansão do

maciço, estando o maciço na

iminência de ruptura.

PAREDES DE SUBSOLO

Ea

MURO DE ARRIMO

deslocamen

to PAREDE

ATIRANTADA

deslocamen

to

Ep

Fundações e Empuxos de Terra

Estado de tensão no repouso:

N.

A

’

V

= z - u

’

H

= K

o

.’

V

’

H

K

o

é o coeficiente de

empuxo no repouso:

O valor de k

0

é menor que 1, variando entre 0,4 e 0,5 para

areias e 0,5 e 0,7 para as argilas. Resultados de laboratório

indicam que ele é tanto maior quanto maior o índice de

plasticidade do solo.

Para areias e argilas normalmente adensadas, Jaki (1944)

propôs a seguinte fórmula para previsão de K

o

K

o

= 1 - sen ’

onde ’ é o ângulo de atrito interno, efetivo

do solo

Fundações e Empuxos de Terra

Outras relações para argilas normalmente adensadas são:

K

o

= 0,95 - sen ’ (Brooker e Ireland, 1965)

K

o

= 0,19 + 0,233 log (IP) (Alpan, 1967)

Para argilas sobre-adensadas, resultados de ensaios de

compressão edométrica, realizados por diversos

pesquisadores, sugerem que a fórmula de Jaki, para esta

situação, seja modificada por:

K

o

= (1 - sen ’) (OCR)

sen ’

Ko é tanto maior quanto maior for a razão de sobre-

adensamento (OCR), podendo ser superior a um.

Fundações e Empuxos de Terra

Estado de tensões no equilíbrio plástico:

Um maciço de terra encontra-se em equilíbrio plástico

quando em qualquer dos seus pontos há um equilíbrio

entre as tensões cisalhantes e as tensões resistentes.

Estado de tensão ativo:

Desenvolve-se quando o movimento relativo entre o solo e

a estrutura de contenção causa uma expansão no maciço

contido, levando-o ao equilíbrio plástico.

deslocamen

to

2 1

V

H

Situação Inicial (1): 

V

e 

H

Situação final (2):  V

e  H

com o deslocamento: 

V

= 

V

H

>

H

no equilíbrio plástico: 

H

= p

a

p a

→ pressão horizontal

ativa

Fundações e Empuxos de Terra

Estado de tensão passivo:

Desenvolve-se quando o movimento relativo entre o solo e

a estrutura de contenção causa uma compressão no

maciço contido, levando-o ao equilíbrio plástico.

deslocamen

to

2

V

H

Início (1):  V

e  H

Fim (2):  V

e  H

com o deslocamento:  V

=  V

 H

<  H

no equilíbrio plástico:  H

= p p

p

p

→ pressão horizontal

passiva

1

Fundações e Empuxos de Terra

A

E

O

C

=OA

=OE

Condição k

0

D

V

=O

A

H

=OC

45+/

V

=OA

H

=OD

45-/

Em termos de círculo de Mohr

Fundações e Empuxos de Terra

Relações Fundamentais

c

o

d  3

 1

B

A

1

  • d = OA + AB = OA + OA sen   

1

  • d = OA (1 + sen

3

  • d = OA – AB = OA - OA sen   

3

  • d = OA (1 - sen  )

Fundações e Empuxos de Terra

. z

sen

sen

P

A

De modo semelhante:

. z

sen

sen

P

P

o

z

P

A

Solos não coesivos:

A v A

P   .K

. z

v

   

1

H A

   P

3

  .N

1 3

P v P

P   .K

A

K

sen N

sen

P

N K

sen

sen

A

P

K

K

Fundações e Empuxos de Terra

c

o

z

P

A

Solos

coesivos:

 . N  2 c. N 

1 3

 

. z

v

1

 

  N c N

V H

N

c N

N

V

H

2

 

.. ^45 / 2 ^2.. ( 45 / 2 )

2 0

   ztg    ctg  

H

A A A

P   .z.K  2 .c. K

H A

   P

3

P P P

De modo semelhante: P   .z.K  2 .c. K