a) Descreva sucintamente o procedimento geral para a execução de um ensaio SPT, mencionando os principais equipamentos envolvidos e como o índice de resistência à penetração (NSPT) é determinado.

MAPA - ECIV - GEOLOGIA E MECÂNICA DOS SOLOS - 54_2025

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MATERIAL DE AVALIAÇÃO PRÁTICA DE APRENDIZAGEM (MAPA)

GEOLOGIA E MECÂNICA DOS SOLOS – MÓDULO 54/2025

EQUIPE PEDAGÓGICA
CURSOS HÍBRIDOS | ENGENHARIA CIVIL
 

Etapa 1: Fundamentos da Geologia e Solos
Nessa etapa, focaremos nos conceitos básicos de formação de rochas e solos e em suas propriedades fundamentais, que são a base para qualquer análise geotécnica.

Identificação e Formação de Rochas
Você, como engenheiro civil, está supervisionando a escavação de um novo terreno para uma fundação. Durante a análise das amostras de rocha encontradas, você observa duas situações distintas:

Amostra A: apresenta grãos grandes e visíveis a olho nu, com uma mistura de minerais claros (quartzo, feldspato) e escuros (mica). A equipe de campo informa que essa rocha foi encontrada em grande profundidade.

Amostra B: é uma rocha escura, de granulação fina, que parece ter se formado a partir de um resfriamento rápido de material vulcânico exposto na superfície.

a) Identifique o tipo de rocha que provavelmente corresponde à Amostra A e à Amostra B. Explique brevemente o processo de formação de cada uma delas.

Propriedades e Caracterização de Solos
Durante a fase inicial de um projeto de terraplenagem, uma amostra de solo é coletada para análise preliminar. Ao realizar um exame tátil-visual em campo, você percebe que o solo possui partículas muito finas que, quando umedecidas, tornam-se plásticas e não se desintegram facilmente ao serem moldadas, indicando alta coesão. Posteriormente, essa amostra é enviada ao laboratório para a determinação do teor de umidade.

Com base nas informações contidas na Unidade 2: Investigação Geotécnica de Solo e na Unidade 3: Índices Físicos e Granulometria do Solo do livro da disciplina:

b) Identifique o provável tipo de solo com base na análise tátil-visual descrita e justifique sua resposta.

Etapa 2: Investigação e Aplicação de Solos e Rochas em Obras Civis

Esta etapa aborda os métodos de investigação do subsolo e a aplicação prática de solos e rochas em diferentes tipos de obras de engenharia, como fundações, estradas e estruturas de contenção.

Ensaios de Campo para Investigação do Subsolo (SPT)
Sua empresa foi contratada para realizar a sondagem do subsolo de um terreno onde será construído um edifício de múltiplos andares. Para isso, o ensaio Standard Penetration Test (SPT) foi o método escolhido devido à sua praticidade e custo-benefício, conforme amplamente utilizado no Brasil.

Com base na Unidade 2: Investigação Geotécnica de Solo do livro da disciplina:

a) Descreva sucintamente o procedimento geral para a execução de um ensaio SPT, mencionando os principais equipamentos envolvidos e como o índice de resistência à penetração (NSPT) é determinado.

b) Liste pelo menos três condições que, segundo a norma ABNT NBR 6484, determinam a paralisação do ensaio SPT.

Caracterização e Classificação de Solo para Projeto Geotécnico
Você foi contratado para realizar um estudo geotécnico preliminar em um terreno urbano na região de Maringá–PR, destinado à construção de um novo empreendimento comercial. A investigação geotécnica é uma etapa fundamental para garantir a segurança e a viabilidade da fundação do edifício. Durante a campanha de campo, foi coletada uma amostra de solo indeformada de profundidade representativa. Esta amostra foi prontamente enviada a um laboratório acreditado para a realização dos ensaios de caracterização, seguindo as normas técnicas brasileiras vigentes.

Os ensaios de laboratório forneceram os seguintes dados para a amostra de solo em questão:

Volume total da amostra indeformada (V): 285 cm³

Massa total da amostra úmida (M): 560 g

Massa da amostra seca em estufa (Ms): 475 g

Massa específica dos sólidos (γs): 2,68 g/cm³ (determinada por ensaio de picnômetro)

Considere a massa específica da água (γw): 1,0 g/cm³

c) Determinação dos Índices Físicos Fundamentais
Com base nos dados laboratoriais fornecidos para a amostra de solo, determine os seguintes índices físicos. Demonstre todos os cálculos e utilize as fórmulas apropriadas, conforme a metodologia abordada na Unidade 3 do seu material didático:

Teor de umidade (w)

Massa específica natural (γ)

Massa específica seca (γd)

Índice de vazios (e)

Porosidade (η)

Grau de saturação (Sr)

d) Além dos ensaios mencionados, uma análise granulométrica completa da amostra de solo revelou as seguintes proporções das frações:

Silte: 48%

Argila: 30%

Areia: 20%

Pedregulho: 2%

Com base nessas porcentagens, classifique o solo de acordo com sua composição granulométrica, identificando o nome principal e o nome secundário da classificação. Demonstre seu raciocínio, utilizando as diretrizes de nomenclatura do seu material didático.

Etapa 3: Análise de Tensões e Fenômenos de Fluxo em Solos

Como engenheiro civil, você frequentemente se depara com a necessidade de analisar o comportamento de solos sob diferentes condições para projetos de engenharia. Em um de seus projetos, você precisa determinar as tensões em um ponto específico do solo para o dimensionamento de uma fundação. Além disso, deve considerar um importante fenômeno geotécnico que pode ocorrer em barragens e taludes, relacionado ao fluxo de água no solo.

O perfil de solo para a análise das tensões apresenta as seguintes características:

Camada 1 (0 a 2 m de profundidade): Areia Fina, com peso específico natural (γ) = 18 kN/m³

Nível d'água (N.A.): localizado a 2 m de profundidade a partir da superfície do terreno

Camada 2 (abaixo dos 2 m): Areia Fina Saturada, com peso específico saturado (γsat) = 20 kN/m³

Considere o peso específico da água (γw) = 10 kN/m³

a) Determinação das Tensões Geostáticas
Com base no perfil de solo descrito e nos dados fornecidos, determine os valores da tensão total (σ), pressão neutra (u) e tensão efetiva (σ') no ponto localizado a 5 metros de profundidade a partir da superfície do terreno. Demonstre seus cálculos.

 

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Amostra A: apresenta grãos grandes e visíveis a olho nu, com uma mistura de minerais claros (quartzo, feldspato) e escuros (mica). A equipe de campo informa que essa rocha foi encontrada em grande profundidade.

Amostra B: é uma rocha escura, de granulação fina, que parece ter se formado a partir de um resfriamento rápido de material vulcânico exposto na superfície.

a) Identifique o tipo de rocha que provavelmente corresponde à Amostra A e à Amostra B. Explique brevemente o processo de formação de cada uma delas.

Propriedades e Caracterização de Solos
Durante a fase inicial de um projeto de terraplenagem, uma amostra de solo é coletada para análise preliminar. Ao realizar um exame tátil-visual em campo, você percebe que o solo possui partículas muito finas que, quando umedecidas, tornam-se plásticas e não se desintegram facilmente ao serem moldadas, indicando alta coesão. Posteriormente, essa amostra é enviada ao laboratório para a determinação do teor de umidade.

Com base nas informações contidas na Unidade 2: Investigação Geotécnica de Solo e na Unidade 3: Índices Físicos e Granulometria do Solo do livro da disciplina:

b) Identifique o provável tipo de solo com base na análise tátil-visual descrita e justifique sua resposta.

Etapa 2: Investigação e Aplicação de Solos e Rochas em Obras Civis

Esta etapa aborda os métodos de investigação do subsolo e a aplicação prática de solos e rochas em diferentes tipos de obras de engenharia, como fundações, estradas e estruturas de contenção.

Ensaios de Campo para Investigação do Subsolo (SPT)
Sua empresa foi contratada para realizar a sondagem do subsolo de um terreno onde será construído um edifício de múltiplos andares. Para isso, o ensaio Standard Penetration Test (SPT) foi o método escolhido devido à sua praticidade e custo-benefício, conforme amplamente utilizado no Brasil.

Com base na Unidade 2: Investigação Geotécnica de Solo do livro da disciplina:

a) Descreva sucintamente o procedimento geral para a execução de um ensaio SPT, mencionando os principais equipamentos envolvidos e como o índice de resistência à penetração (NSPT) é determinado.

b) Liste pelo menos três condições que, segundo a norma ABNT NBR 6484, determinam a paralisação do ensaio SPT.

Caracterização e Classificação de Solo para Projeto Geotécnico
Você foi contratado para realizar um estudo geotécnico preliminar em um terreno urbano na região de Maringá–PR, destinado à construção de um novo empreendimento comercial. A investigação geotécnica é uma etapa fundamental para garantir a segurança e a viabilidade da fundação do edifício. Durante a campanha de campo, foi coletada uma amostra de solo indeformada de profundidade representativa. Esta amostra foi prontamente enviada a um laboratório acreditado para a realização dos ensaios de caracterização, seguindo as normas técnicas brasileiras vigentes.

Os ensaios de laboratório forneceram os seguintes dados para a amostra de solo em questão:

Volume total da amostra indeformada (V): 285 cm³

Massa total da amostra úmida (M): 560 g

Massa da amostra seca em estufa (Ms): 475 g

Massa específica dos sólidos (γs): 2,68 g/cm³ (determinada por ensaio de picnômetro)

Considere a massa específica da água (γw): 1,0 g/cm³

c) Determinação dos Índices Físicos Fundamentais
Com base nos dados laboratoriais fornecidos para a amostra de solo, determine os seguintes índices físicos. Demonstre todos os cálculos e utilize as fórmulas apropriadas, conforme a metodologia abordada na Unidade 3 do seu material didático:

Teor de umidade (w)

Massa específica natural (γ)

Massa específica seca (γd)

Índice de vazios (e)

Porosidade (η)

Grau de saturação (Sr)

d) Além dos ensaios mencionados, uma análise granulométrica completa da amostra de solo revelou as seguintes proporções das frações:

Silte: 48%

Argila: 30%

Areia: 20%

Pedregulho: 2%

Com base nessas porcentagens, classifique o solo de acordo com sua composição granulométrica, identificando o nome principal e o nome secundário da classificação. Demonstre seu raciocínio, utilizando as diretrizes de nomenclatura do seu material didático.

Etapa 3: Análise de Tensões e Fenômenos de Fluxo em Solos

Como engenheiro civil, você frequentemente se depara com a necessidade de analisar o comportamento de solos sob diferentes condições para projetos de engenharia. Em um de seus projetos, você precisa determinar as tensões em um ponto específico do solo para o dimensionamento de uma fundação. Além disso, deve considerar um importante fenômeno geotécnico que pode ocorrer em barragens e taludes, relacionado ao fluxo de água no solo.

O perfil de solo para a análise das tensões apresenta as seguintes características:

Camada 1 (0 a 2 m de profundidade): Areia Fina, com peso específico natural (γ) = 18 kN/m³

Nível d'água (N.A.): localizado a 2 m de profundidade a partir da superfície do terreno

Camada 2 (abaixo dos 2 m): Areia Fina Saturada, com peso específico saturado (γsat) = 20 kN/m³

Considere o peso específico da água (γw) = 10 kN/m³

a) Determinação das Tensões Geostáticas
Com base no perfil de solo descrito e nos dados fornecidos, determine os valores da tensão total (σ), pressão neutra (u) e tensão efetiva (σ') no ponto localizado a 5 metros de profundidade a partir da superfície do terreno. Demonstre seus cálculos.

 

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Análise tátil-visual: descreva brevemente o que é esse procedimento e qual a sua importância inicial no campo.

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Atividade 1 - Geologia 

Um jovem estudante de Engenharia Civil, curioso sobre as aplicações práticas do que aprende em sala de aula, acompanha pela primeira vez uma equipe de geotecnia em uma visita a um canteiro de obras. Ele observa os técnicos coletando amostras de solo e realizando alguns procedimentos preliminares no local, antes mesmo de enviar o material para análises mais complexas em laboratório. Além disso, ele percebe a utilização de um equipamento específico que crava hastes no solo para obter dados importantes sobre a resistência do terreno.

Com base nos conhecimentos adquiridos, explique dois procedimentos fundamentais de investigação de campo observados pelo estudante e sua importância para o projeto de engenharia:

Análise tátil-visual: descreva brevemente o que é esse procedimento e qual a sua importância inicial no campo.
Ensaio SPT (Standard Penetration Test): cite dois objetivos principais desse ensaio e explique por que ele é considerado tão relevante para a prática da engenharia civil no Brasil.

 

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Um jovem estudante de Engenharia Civil, curioso sobre as aplicações práticas do que aprende em sala de aula, acompanha pela primeira vez uma equipe de geotecnia em uma visita a um canteiro de obras. Ele observa os técnicos coletando amostras de solo e realizando alguns procedimentos preliminares no local, antes mesmo de enviar o material para análises mais complexas em laboratório. Além disso, ele percebe a utilização de um equipamento específico que crava hastes no solo para obter dados importantes sobre a resistência do terreno.

Com base nos conhecimentos adquiridos, explique dois procedimentos fundamentais de investigação de campo observados pelo estudante e sua importância para o projeto de engenharia:

Análise tátil-visual: descreva brevemente o que é esse procedimento e qual a sua importância inicial no campo.
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A) Calcule a altura útil 𝑑 da seção transversal.

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MAPA – MATERIAL DE AVALIAÇÃO PRÁTICA DE APRENDIZAGEM
CONCRETO I – MÓDULO 54/2025

MAPA

O dimensionamento de vigas de concreto armado é uma etapa fundamental no projeto estrutural, pois garante que a viga suporte os esforços solicitantes de maneira segura e eficiente. Uma viga de concreto armado trabalha essencialmente em flexão, combinando a resistência à compressão do concreto com a resistência à tração do aço.
Além disso, o dimensionamento deve considerar a compatibilidade de deformações entre os materiais e os domínios de deformação definidos pela norma NBR 6118, garantindo ductilidade e aviso prévio antes da ruptura. O momento fletor, a resistência característica do concreto e do aço, e o cobrimento das armaduras são fatores que influenciam diretamente o cálculo das armaduras necessárias e a segurança estrutural da viga.
Em resumo, o dimensionamento de vigas de concreto armado combina resistência, estabilidade e ductilidade, assegurando que a peça possa suportar os esforços aplicados ao longo de sua vida útil sem falhas prematuras.
O processo de dimensionamento envolve a definição das dimensões da seção transversal, a escolha das armaduras longitudinais e transversais, e o cálculo de parâmetros essenciais como a altura útil (d) e a linha neutra (x).
Uma viga de concreto armado apresenta as seguintes características:
• Altura total h= 60 cm.
• Cobrimento nominal = 3 cm.
• Diâmetro da armadura longitudinal = 16 mm.
• Estribos = 6,3 mm.
• Largura da viga = 15 cm.
• Momento fletor solicitante Md= 80 kN.m.
• Concreto fcd= 30 MPa.
 
Pede-se:
A) Calcule a altura útil 𝑑 da seção transversal.
B) Determine a posição da linha neutra 𝑥 usando a equação de equilíbrio das forças na seção:
C) Explique a importância da altura útil e da linha neutra no dimensionamento de vigas de concreto armado.

 

 

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