Questões de Concurso Público UFC 2017 para Engenheiro Civil

A determinação da carga admissível de uma fundação profunda em estacas, compreende dois aspectos, ou seja, o estrutural determinado pela segurança à ruína do elemento estrutural, e o geotécnico determinado pela segurança à ruptura ao cisalhamento do solo, com o limite de recalques aceitáveis, pelo atrito lateral do elemento estaca e sua resistência de ponta contra o solo de fundação. Necessita-se executar uma fundação profunda utilizando-se estacas escavadas do tipo hélice contínua em um solo do tipo coesivo, cuja sondagem à percussão do tipo SPT nos forneceu uma argila siltosa plástica, desde o terreno natural até os 8m de profundidade, para em seguida nos indicar mais 2m de profundidade adicional, em um solo residual de gnaisse quando então se atingiu o impenetrável e foi finalizada a sondagem. De acordo com os dados apresentados a seguir, determine a capacidade de carga real de uma estaca escavada do tipo hélice contínua, e escolha a alternativa correta:

       

Dados:

Estaca Hélice Contínua:

Diâmetro Φ = 40,00cm

Capacidade Estrutural ou Nominal C_E = 50.000kgf

Solo de 1,0 a 8,0m de profundidade – Argila siltosa plásticas

Solo de 8,0 a 10,0m de profundidade – Solo residual de gnaisse / impenetrável à percussão

Área de Ponta da Estaca – A_P = 1.257,00cm²

Perímetro da Estaca – U = 126cm

Coeficientes de segurança para estaca escavada:

F₁ = 3,0;

F₂ = 6,0;

Coeficientes de correlação do solo para o atrito lateral e resistência de ponta, α e k, respectivamente:

                  

Fórmulas:

r_P = (k . N_SPT)/ F₁

onde

r_P é o fator de resistência de ponta;

k é um fator de correlação de resistência lateral e de ponta;

N_SPT é o valor do SPT na camada competente do solo para a resistência de ponta;

F₁ coeficiente de segurança à resistência de ponta; 

R_P = r_P . A_P

onde R_P é a resistência de ponta da estaca;

r_L = (α . k . N_SPT)/F₂

onde

r_L é o fator de atrito lateral da estaca;

α é o fator de correlação de resistência lateral da estaca;

k é um fator de correlação de resistência lateral e de ponta;

N_SPT é o valor do SPT na camada competente do solo para a resistência lateral por metro de profundidade;

F₂ coeficiente de segurança à resistência lateral por atrito da estaca;

R_L = (U. Σr_L . L)/100

onde

U é o perímetro da estaca em m;

Σr_L é o somatório dos atritos laterais por cada metro linear do fuste da estaca;

L é o comprimento da estaca em cm

Resistência Total da Estaca:

R_T = R_P + R_L em kgf.

Tabela para cálculo da resistência lateral e de ponta para a estaca:

A resistência Total da estaca será de:

A NBR 8036/83 fixa as condições exigíveis na programação das sondagens de simples reconhecimento dos solos destinada à elaboração de projetos geotécnicos para a construção de edifícios. Essa programação abrange o número, a localização e a profundidade das sondagens. Sobre os critérios adotados na referida norma para a programação de sondagens, assinale a alternativa correta.

Necessita-se caracterizar uma amostra de argila, de modo a que se possa determinar os seus índices de plasticidade e consistência. De acordo com os dados apresentados abaixo, calcule os valores de IP e IC, classificando o tipo de argila encontrado. Em seguida, marque a alternativa correta.

Dados:

P_T = 2,0kg;

P_S = 1,4kg;

LL = 57,2%;

LP = 22,2%;

onde:

P_T é o peso total da amostra;

P_S é o peso seco da amostra;

P_A é o peso da água contida na amostra;

LL é o limite de liquidez da amostra;

LP é o limite de plasticidade da amostra;

IP é o índice de plasticidade da amostra;

IC é o índice de consistência da amostra.

Fórmulas:

P_A = P_T - P_S

h% = 100.P_A/P_S

IP = LL – LP

IC = (LL – h)/IP

Através da compactação de um solo, obtém-se maior aproximação e entrosamento das partículas, ocasionando o aumento da resistência ao cisalhamento e, consequentemente, a obtenção de uma maior capacidade de suporte. Com a redução do volume de vazios, a capacidade de absorção de água e a possibilidade de haver percolação diminuem substancialmente, tornando o solo mais estável. Dois fatores são fundamentais na compactação: o teor de umidade do solo e a energia empregada na aproximação dos grãos, que se denomina energia de compactação. Apenas no teor de umidade ótimo se atinge o máximo peso específico seco, que corresponde a maior resistência do solo. Em relação aos processos de compactação dos solos e o uso de equipamentos, escolha a alternativa correta.

Determinar o coeficiente de permeabilidade à carga constante e à carga variável, com percolação de água através do solo em regime de escoamento laminar. Na aplicação desses métodos podem ser utilizados corpos de prova talhados ou moldados, obtidos a partir de amostras indeformadas ou da compactação de amostras deformadas. O coeficiente de permeabilidade é uma constante de proporcionalidade relacionada com a facilidade pela qual o fluxo passa através de um meio poroso. Os métodos utilizados pela sua determinação em laboratório se baseiam na lei de Darcy, segundo a qual a velocidade de percolação é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. A partir de um permeâmetro de nível constante empregado para solos granulares, determine o valor de k, ou coeficiente de permeabilidade, sabendo que a amostra é imediatamente saturada, de acordo com os dados apresentados. A seguir, escolha a opção correta.

                                

Dados:

L = 18cm;

h = 36cm;

d = 10cm;

n = 0,35;

t = 40s;

π = 3,14.

Onde:

k coeficiente de permeabilidade do solo – (cm/s);

Q quantidade ou volume de água que atravessa a amostra – (cm³);

L altura do corpo de prova no permeâmetro – (cm);

A área da seção do corpo de prova – (cm² );

h diferença de nível da água nos recipientes – (cm);

t tempo em que a água atravessa a amostra – (s);

n porosidade do solo – adimensional;

Fórmulas:

A Granulometria é a distribuição, em porcentagem, dos diversos tamanhos de grãos. É a determinação das dimensões das partículas de um solo e de suas respectivas porcentagens de ocorrência. A composição granulométrica tem grande influência nas propriedades das argamassas, concretos e do solo utilizado na construção de aterros e para diversos fins na engenharia. É determinada através de peneiramento, através de peneiras com determinada abertura constituindo uma série padrão. Conhecer a distribuição granulométrica de um solo e representá-la através de uma curva, possibilita a determinação de suas características físicas. Esta curva é traçada por pontos em um diagrama semilogarítmico, no qual, sobre os eixos das abcissas são marcados os logaritmos das dimensões das partículas e sobre o eixo das ordenadas as porcentagens, em peso, de material que tem dimensão média menor que a dimensão considerada. A figura abaixo representa a curva granulométrica de um solo. De acordo com as porcentagens que passam nas peneiras representadas, calcule o Coeficiente de Uniformidade e classifique o solo quanto à sua graduação. Depois, marque a alternativa correta.

Dados:

C_U é o coeficiente de uniformidade;

d₆₀ é o diâmetro correspondente a 60% da porcentagem que passa;

d₁₀ é o diâmetro correspondente a 10% da porcentagem que passa;

Considere d₁₀ como a média aritmética entre os diâmetros imediatamente acima e abaixo representados na escala logarítmica do eixo das abcissas.

Fórmula:

Muros de gravidade de Gabião são estruturas armadas, flexíveis, drenantes e de grande durabilidade e resistência. São produzidos com malha de fios de aço doce recozido e galvanizado, em dupla torção, amarradas nas extremidades e vértices por fios de diâmetro maior. São preenchidos com rachões ou pedras britadas. São utilizados em estabilização de taludes, obras hidráulicas, viárias e diversos tipos de contenção, podendo ser encontrados em três formatos: caixas, colchões, e sacos em diferentes tamanhos. Os muros de gabiões são constituídos por gaiolas metálicas preenchidas com pedras arrumadas manualmente e construídas com fios de aço galvanizado em malha hexagonal com dupla torção. As dimensões usuais dos gabiões são: comprimento de 2m e seção transversal quadrada com 1m de aresta. No caso de muros de grande altura, gabiões mais baixos (altura = 0,5m), que apresentam maior rigidez e resistência, devem ser posicionados nas camadas inferiores, onde as tensões de compressão são mais significativas. As principais características dos muros de gabiões são a flexibilidade, que permite que a estrutura se acomode a recalques diferenciais e a permeabilidade. O muro de gabião caixa é vantajoso, pois permite alta permeabilidade e grande flexibilidade, o que favorece a construção de estruturas monolíticas, altamente drenantes e capazes de aceitar deslocamentos e deformações sem se romperem. A figura abaixo representa o perfil de um muro de contenção construído em gabião. De acordo com os dados apresentados, verifique a estabilidade do muro em relação ao tombamento e ao deslizamento. Em seguida, escolha a alternativa correta.

Dimensões do Muro:

H = 5,00m – altura do muro;

B = 3,00m – largura da base do muro;

b = 1,00m – largura do coroamento do muro;

h = 1,00m – altura da caixa do gabião;

d = 0,50m – largura do degrau do muro em gabião.

Dados:

Solo: areia, medianamente compacta;

γ = 18 kN/m³ – peso específico do solo;

φ = 32,5° - ângulo de atrito interno do solo:

δ_a = 21,67° – ângulo de atrito do solo com o gabião;

δ_SF = 32,5° - ângulo de atrito da fundação em contato com o solo;

γ_G = 23 kN/m³ - peso específico do muro em gabião;

K_ah = 0,25 – coeficiente da componente de empuxo ativo horizontal;

tg δ_a = 0,33 – tangente do ângulo de atrito solo – gabião;

tg φ = 0,63 – tangente do ângulo de atrito interno do solo;

tg δ_SF = 0,63 – tangente do ângulo de atrito solo – fundação (coeficiente de atrito);

G_n – força devido ao peso próprio do muro em gabião;

y = 1,67m – braço de alavanca da componente do empuxo ativo horizontal;

x_i = variável – braço de alavanca da componente vertical do peso próprio;

Fórmulas:

E_ah = 0,5.K_ah.γ.H² - componente do empuxo ativo horizontal – (kN/m);

E_av = E_ah . tg δ_a – componente vertical do empuxo ativo – (kN/m);

M_H = - E_ah .y – momento de tombamento – (kNm/m);

M_Bi = G_n .x_i - componente do momento resistente ao tombamento – (kNm/m);

Segurança ao Tombamento:

ΣM_Bi > MH ;

Segurança ao Deslizamento:

Fv = (ΣG _n + E_av).δ_SF > E_ah ;

Tabela para preenchimento com o cálculo dos esforços e momentos: