Provas de estabilidade para muros de contenção
Testes de tombamento e deslizamento são realizados para garantir a estabilidade dos muros de contenção. Além disso, a pressão do acampamento base também é verificada para confirmar se está dentro dos limites. Neste cálculo focamos nos dois testes de estabilidade: deslizamento e tombamento.
Premissas
- Ângulo de atrito do solo 30
- Coeficiente de atrito entre solo e concreto 0,5
- Densidade seca do solo 18 kN/m3
- O nível das águas subterrâneas não é levado em consideração neste cálculo. (Ao considerar a pressão da água, precisamos considerar o peso unitário subaquático do solo e, dependendo da ação capilar do solo, também o peso unitário saturado do solo.)
- Para simplificar o cálculo, nenhuma carga adicional é levada em consideração
Pressão ativa no solo = (1 – Sinϕ) / (1 + Sinϕ)
= (1 – Sen30) / (1 + Sen30)
= 0,333
Pressão passiva no solo = (1 + Sinϕ) / (1 – Sinϕ)
= (1 + Sen30) / (1 – Sen30)
= 3,0
Verifique se há gorjetas
Pressão na base = KA γ h
= 0,333 x 18 x 3,9
= 23,377kN/m2
Força lateral = 0,5 × 23,377 × 3,9
= 45,584 kN
Peso do solo na fundação = 2,6×3,4×18
= 159,12 kN
Quando o muro de contenção tomba, ele gira em torno do ponto “A”. Portanto, o momento em relação ao ponto “A” é medido para determinar o momento de tombamento e o momento de restauração.
Momento de ruptura = 45,584 x 3,9/3
= 59,259 kN·m
Torque de restauração = 159,12 x (2,6/2 +0,4)
= 270,504 kN·m
Fator de segurança real = 270,504 / 59,259
= 4,565
Ressalta-se que o peso próprio da estrutura não foi levado em consideração neste cálculo. Mesmo sem o peso próprio da construção, existe um momento de restauração maior.
O fator de segurança contra escorregamento é geralmente assumido como 1,5. No entanto, pode variar dependendo dos requisitos do projeto. Aqui o valor está significativamente acima do valor exigido. Pode-se, portanto, assumir que a resistência ao tombamento é satisfatória.
Teste de deslizamento
O deslizamento pode ser explicado de duas maneiras. Para evitar o deslizamento da estrutura, pode-se levar em consideração a força de atrito entre o solo e o concreto ou a pressão passiva gerada por uma cunha de cisalhamento.
Caso 01: Sem âncora de cisalhamento, considere apenas o atrito entre o solo e o concreto
O peso da estrutura deve ser levado em consideração neste cálculo, pois amplifica a reação resultando em maior força de atrito.
Densidade do concreto = 24 kN/m3
Peso da estrutura = (3,9×0,4 + 2,6×0,5)x24
= 68,64 kN
Peso total = peso do piso + peso da estrutura
= 159,12 + 68,64
= 227,76 kN
Suponha um coeficiente de atrito entre o solo e o concreto de 0,5. Este valor pode variar dependendo da natureza do solo.
Força de atrito = 0,5 x 227,76
= 113,88kN
Força de cisalhamento = 45,584 kN
Fator de segurança = 113,88 / 45,584
= 2,5
Geralmente mantemos o fator de segurança em torno de 1,5 contra escorregões. O fator de segurança real é significativamente superior ao valor permitido. Portanto, deslizar está bem.
Caso 02: Fornecimento de elemento de mola de cisalhamento
Alguns engenheiros relutam em usar a força de atrito para evitar o deslizamento dos muros de contenção porque as condições do solo podem ser variáveis e imprevisíveis. Além disso, à medida que a altura do muro de contenção aumenta, o efeito da pressão passiva é geralmente levado em consideração. Embora o cálculo acima seja satisfatório para deslizamento, também podemos prosseguir com este método para ter uma ideia do conceito.
A altura da cunha de cisalhamento pode ser determinada da seguinte forma
Fator de segurança = Força de deslizamento permitida / Força de deslizamento real
Força de deslizamento admissível = FOS (força de deslizamento real)
0,5 (KP γ h) h = 1,5 x 45,584
H2 = 1,5 x 45,584 / (0,5 KP γ)
= 1,5 x 45.584 / (0,5 x 3 x 18)
= 2,532
h = 1,6m
Para criar uma pressão passiva sobreposta, é necessária uma altura de camada de solo de 1,6 m se assumirmos a mobilização completa da pressão passiva e desprezarmos o atrito sob a fundação.
De acordo com a figura acima, a cobertura terrestre acima da base é de 0,5m e a espessura da base é de 0,5m.
Profundidade da mola de impulso = 1,6 – 0,5 – 0,5
= 0,6m
Fornecer uma cunha de corte com altura de 600 mm.
Afirma também que precisamos verificar a pressão sob a fundação e que ela deve estar abaixo da capacidade de suporte permitida do solo.
