O peso específico seco de um solo é igual a
e o peso específico saturado é
. O nível freático está a
abaixo do nível do terreno e a ascensão
capilar é de 1,3m. Calcule a tensão vertical efetiva a uma profundidade de 6 m em kPa. (1,0 ponto)
capilar é de 1,3m. Calcule a tensão vertical efetiva a uma profundidade de 6 m em kPa. (1,0 ponto)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício nos pede para calcular a tensão vertical efetiva a uma profundidade de 6 metros em um solo. Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos de Mecânica dos Solos, como peso específico seco, peso específico saturado, nível freático e ascensão capilar. A gente vai precisar usar essas informações para calcular as tensões envolvidas e chegar na resposta final.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é tensão vertical efetiva. Na engenharia de solos, a tensão efetiva é a parte da tensão total que realmente contribui para a resistência do solo, ou seja, a tensão que está efetivamente recebida pelas partículas do solo. Ela é calculada subtraindo a tensão de poros (pressão da água) da tensão total.
Passo 3
Vamos identificar as informações que temos:
- Peso específico seco (
): - Peso específico saturado (
): - Nível freático (
): abaixo do nível do terreno - Ascensão capilar (
): - Profundidade (
):
Passo 4
Vamos determinar a posição do nível da água considerando a ascensão capilar. O nível freático está a 2,5 m abaixo do terreno, e a água sobe por capilaridade até 1,3 m. Então, a altura da água atual é:
Passo 5
Agora, vamos identificar as regiões abaixo da superfície até a profundidade de 6 m:
- Região acima do nível da água: de 0 m a 1,2 m
- Região saturada: de 1,2 m a 6 m
Passo 6
Vamos calcular a tensão total (
) na profundidade de 6 m. A fórmula é dada por:
Onde:
Substituindo os valores:
Passo 7
Agora, vamos calcular a tensão de poros (
). Como a água está presente até 1,2 m, a tensão de poros é calculada apenas na região saturada:
Assumindo que o peso específico da água (
) é
:
Passo 8
Finalmente, a tensão vertical efetiva (
) é a diferença entre a tensão total e a tensão de poros:
Resposta
A tensão vertical efetiva a uma profundidade de 6 metros é de aproximadamente 74,47 kPa.
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(a)
(b)
©
(d)
(e) .
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©
(d)
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