NOÇÕES DE TERRAPLANAGEM

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Universidade Federal de Juiz de Fora

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Isabela Schvartz Ferreira

ATIVIDADE 3

TRABALHO INDIVIDUAL – TECNOLOGIA V

Professor: Mario Riccio

                                                                               Matrícula: 201333094

Juiz de Fora

Julho / 2016

NOÇÕES DE TERRAPLENAGEM

1. Descreva a importância de se determinar os diferentes volumes de solos que ocorrem quando da execução de operações sequenciais de corte, transporte e posterior execução de aterro compactado. Mostre a equação que relaciona estas três operações e explique o significado dos termos e igualdades. (15 PONTOS)

Os solos possuem três tipos de volumes diferentes. O volume no corte, o volume natural e o volume solto. Quando cortamos um solo natural, a tendência é que haja um aumento de volume (empolamento) em relação ao seu transporte solto.

A importância desse procedimento é a obtenção do orçamento do transporte de terra, ou seja, saber o custo do volume de solo transportado através da porcentagem de empolamento (porcentagem do acréscimo de volume do solo em relação ao seu volume compacto). Já que os materiais são transportados soltos, o número de viagens se dá em função dos volumes medidos nessa condição. Porém, para pagamento, os volumes considerados são os volumes medidos nos cortes ou nos aterros.

Para uma mesma massa de material, os volumes variam na razão inversa das densidades. Por isso, existe a equação de compensação de volumes, já que densidade é igual à massa do solo dividida pelo volume do solo (δ= m / V). Se os volumes se alteram quando há uma movimentação no solo, as densidades também se alteram e, assim, os valores de transporte.

Geralmente, a densidade no corte, é maior do que a densidade natural, que é maior do que a densidade solta. Para que haja a compensação de volumes, é necessário que a massa seja constante. Por isso, temos a equação:

m = δn · Vn = δs ·Vs = δc · Vc

Sendo: δc = densidade no corte; δn = densidade natural e δs = densidade solta.

Ao se estabelecer uma relação entre duas densidades, temos o fator de conversão de volumes (f). Quando f > 1, há um aumento de volume (empolamento). Quando f < 1, há uma redução de volume (recalque).

Em um projeto de terraplenagem deve-se sempre que possível compensar os volumes de corte e aterro, reduzindo as distâncias de transporte, que é um item caro.

1. Escreva sobre a importância do fator de homogeneização Fh. Explique como ele pode auxiliar na previsão de volume de material a ser cortado para produzir um certo volume de aterro. Considere também um fator de segurança para considerar eventuais perdas de material no transporte. Crie um exemplo numérico apresentando o que explicou. (15 PONTOS)

O fator de homogeneização (Fh) é a relação entre o volume de material no corte de origem e o volume de aterro compactado resultante. Na fase de anteprojeto este fator é em geral estimado.  Um fator Fh = 1,4 indica que será necessário escavar cerca de 1,4 m³ corte para obter 1 m de aterro compactado. Isso acontece pois há uma alteração no índice de vazios do solo quando acontece o corte, ou seja, o índice de vazios aumenta. Já no caso do aterro a compactação reduz o índice de vazios original do solo (antes do corte), como na imagem a seguir:

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Na etapa de projeto, Fh pode ser avaliado pela relação abaixo:

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Sendo:

γs comp = massa específica aparente seca após compactação no aterro; 
γs corte = massa específica aparente seca do material no corte de origem.

O fator de homogeneização é aplicado sobre os volumes de aterro, como um multiplicador. Na prática, é utilizado um fator de segurança de 5%, de modo a compensar as perdas que ocorrem durante o transporte dos solos e possíveis excessos na compactação dos mesmos.

Exemplo:

Se precisamos de 5,0 m³ de aterro compactado (γs comp) e estimando o valor Fh = 1,4, teremos:

γs corte = Fh x γs comp x 5%

γs corte = 1,4 x 5,0 x 1,05

γs corte = 7,35 m³

Logo, é necessário cortar 7,35 m³ de solo para se obter 5,0 m² de solo compactado.

NOÇÕES DE ESTABILIDADE DE TALUDES

1. Escreva sobre a importância de se fazer análise de estabilidade quando cortamos solo em um terreno para o seu melhor aproveitamento em termos de espaço ou funcionalidade. Cite qual é a norma utilizada para isso e também como escolhemos os fatores de segurança mais adequados para cada situação (vide tabela apresentada nos slides). (20 PONTOS)

Para garantir a estabilidade do corte ou aterro deve-se proceder à análise de estabilidade. As análises de estabilidade podem ser efetuadas por meio de formulações analíticas (cálculo manual ou com programas de computador) ou mesmo análises numéricas.

Ao se fazer uma análise de estabilidade, devemos, primeiramente, conhecer os parâmetros de resistência dos solos envolvidos, que dependem do tipo de material analisado. Para cada caso deve ser considerado um fator de segurança (Fs) adequado, sendo que o valor mínimo é maior ou igual a 1,3. A seleção do fator de segurança depende do risco envolvido em termos de vidas humanas e danos materiais.

O estudo sobre estabilidade de taludes é de suma importância, uma vez que as consequências causadas pelas rupturas em taludes são muitas das vezes inestimáveis.

Mesmo com um avanço significativo nos estudos de engenharia de taludes, ainda ocorrem diversos casos de ruptura com perdas significativas de vidas e equipamentos. Uma ruptura de talude em uma mina, pode causar consequências que englobam segurança, fatores sociais, econômicos e ambientais. Dentre as consequências estão perdas de vidas ou invalidez, danos econômicos para os trabalhadores, perda de credibilidade da corporação tanto da parte de acionistas como da sociedade em geral, perda de equipamentos, custos adicionais com limpeza, interrupção das operações, perda de minério entre outros prejuízos, reforçando assim a necessidade de uma atenção especial para uma análise de estabilidade confiável para que tais riscos sejam evitados.