Questões de Engenharia Civil - Mecânica dos Solos para Concurso

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O Ensaio de Penetração Padrão, conhecido como SPT (Standard Penetration Test) é um ensaio geotécnico amplamente utilizado na engenharia civil para avaliar a resistência do solo. O SPT é realizado da seguinte forma: O ensaio é iniciado com a cravação do amostrador-padrão no solo por uma profundidade de 15 cm. Após essa cravação inicial, é utilizado um martelo padronizado para aplicar golpes na parte superior do amostrador, que está acoplado a uma haste. Cada golpe corresponde a uma cravação adicional de 30 cm do amostrador no solo. O número de golpes necessários para cravar o amostrador 30 cm após a cravação inicial é registrado como o índice de resistência à penetração (N). Esse índice N é importante para caracterizar a resistência do solo sendo utilizado em projetos de fundações, estabilidade de taludes, entre outras aplicações geotécnicas na engenharia civil. Quanto maior o valor de N, maior é a resistência do solo.

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A pressão dos solos, também conhecida como pressão geotécnica ou pressão lateral do solo, refere-se à força exercida pelo solo sobre estruturas de contenção, como muros de arrimo, paredes de subsolo ou estacas de fundação. Essa pressão é resultado das características geotécnicas do solo, como seu peso, coesão e ângulo de atrito interno, e atua tanto perpendicular, quanto horizontalmente à superfície da estrutura. 

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O processo de compactação é um dos diversos métodos empregados para melhorar as propriedades mecânicas de um solo. Consiste em aplicar força mecânica sobre o solo, com o objetivo de expulsar o ar contido em seus poros, reduzindo assim o volume de vazios, tudo isso sob uma umidade constante. Essa técnica busca criar um material, uma vez que a compactação gera deformações permanentes sem alterar as propriedades originais do solo. Esse novo material deve exibir um comportamento adequado para a finalidade a que se destina, como proporcionar uma base firme para construções ou estruturas, minimizar o risco de recalque e melhorar a resistência do solo. Portanto, a compactação não apenas aumenta a densidade do solo, mas também o torna mais adequado e estável para diferentes aplicações.

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Os índices físicos de solos são parâmetros utilizados para caracterizar as propriedades físicas de um solo e fornecer informações essenciais para diversos fins na engenharia civil e geotecnia. Alguns dos índices físicos mais importantes incluem: Massa Específica (Densidade), que é a relação entre a massa e o volume do solo; Porosidade, que é a fração de espaço vazio (poros) presente em um solo, sendo expressa como a relação entre o volume total do solo e o volume de vazios; Índice de Vazios, que é a relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos em um solo e que indica o grau de compactação do solo e sua capacidade de drenagem. Esses índices físicos desempenham um papel fundamental na caracterização de um solo, orientando o projeto e a construção de estruturas geotécnicas, como fundações, estradas, barragens e edifícios.

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Os solos desempenham um papel fundamental na fase inicial de projeto, pois servem como alicerce para edifícios e estruturas e podem afetar significativamente o desempenho e a segurança de projetos de construção. A caracterização e o entendimento das propriedades dos solos são essenciais para o projeto e a construção de estruturas sólidas e seguras. Sobre a caracterização dos solos com relação à granulometria que se refere à distribuição de tamanhos de partículas no solo, sendo medida pela curva granulométrica que é obtida por meio de dois ensaios: o de peneiramento e o de sedimentação.

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A escavação significa a remoção de quantidades de terra de um lugar específico, causando alterações no estado original do local. Assim, é possível ajustar o nível do terreno ao projeto. Se há o risco de a construção de uma obra afetar a estabilidade de uma encosta, é necessário encontrar soluções para garantir que a obra seja realizada de maneira segura e eficiente. Um método apropriado para estabilizar taludes envolve promover o escoamento superficial das águas pluviais ao longo das áreas de maior inclinação do talude, utilizando canaletas dispostas ao longo dessas linhas.

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O ensaio de adensamento envolve ade uma amostra de solo em um anel rígido totalmente confinado e, em seguida, a aplicação gradual de carga vertical por meio de estágios. Durante esse processo, a amostra de solo é permitida a drenagem vertical completa através de placas porosas localizadas na parte inferior e superior do corpo de prova. Esse ensaio é realizado com o objetivo de determinar diretamente as características de compressibilidade do solo.

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A percolação dos solos é o processo pelo qual a água se move através das camadas do solo, infiltrando-se no subsolo e eventualmente alcançando o lençol freático. Esse processo é crucial para a recarga de aquíferos, a manutenção do equilíbrio hídrico do solo e a disponibilidade de água subterrânea. A percolação é influenciada por vários fatores, incluindo a porosidade do solo, a capacidade de retenção de água, a inclinação do terreno e a vegetação. As características climáticas, como a quantidade e a intensidade da precipitação, não influenciam diretamente na percolação dos solos, pois quando a precipitação é mais intensa, a água escoa, e não é absorvida pelo solo, quando ela é menos intensa, ocorre a absorção, porém é insignificante. 

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A porção externa e superficial da crosta terrestre é formada por vários tipos de corpos rochosos que constituem o manto rochoso. Estas rochas estão sujeitas a condições que alteram a sua forma física e sua composição química. Estes fatores que produzem essas alterações são chamados de agentes de intemperismo. No intemperismo físico as rochas sofrem desintegração, ou seja, a quebra de suas estruturas físicas. Isso ocorre devido a ações mecânicas e físicas, como variações de temperatura, congelamento e descongelamento. Esses processos físicos causam a fragmentação das rochas em pedaços menores. Já no intemperismo químico as rochas sofrem decomposição química, resultando na alteração de sua composição química original. Isso ocorre devido à ação de substâncias químicas presentes na água da chuva, nos solos e no ar. Essas substâncias químicas reagem com os minerais das rochas, causando sua dissolução, oxidação ou outros tipos de transformações químicas. Esse processo químico pode levar à formação de minerais secundários e ao enfraquecimento da estrutura da rocha. 

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A prospecção geotérmica é um processo de investigação que visa identificar, avaliar e mapear as características térmicas do subsolo de uma determinada região. Essas características estão relacionadas com o calor natural proveniente do interior da Terra e aquecimento por meios externos. Essa técnica é usada para avaliar o potencial geotérmico de uma área, ou seja, a viabilidade de aproveitar o calor terrestre para diversas aplicações, incluindo a geração de energia elétrica e o aquecimento de edifícios. As investigações geotécnicas são atividades de campo e laboratório, executadas para o reconhecimento do subsolo e para a classificação e a determinação dos parâmetros geomecânicos dos materiais e das camadas que o constituem levantamentos de dados gerais.