Além da Inércia

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Tag: infraestrutura

Entenda o sistema de 3 camadas (TSCE) na Mecânica dos Pavimentos

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3layers
Fonte: https://www.custompavingwi.com

Em 1943 e 1945 foram publicados os artigos com a solução para 2 camadas do pavimento. O sistema de duas camadas foi discutido em 2 artigos distintos aqui no Além da Inércia, onde apresentamos o cálculo de tensões verticais, deflexões e também os fatores de deformação, esse último aplicado para rodas simples, duplas e tandem duplo.

Em 1958 foi publicado no Highway Research Board o artigo em que Burmister apresenta a expansão da teoria para um sistema de 3 camadas, contemplando revestimento, base e subleito. A Figura 1 ilustra um sistema de 3 camadas onde é possível observar 6 tensões, sendo elas:

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Dos Gráficos de Influência ao MEF: A análise de tensões em Pavimentos de Concreto

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concreto_aeroporto
Fonte: https://www.cimentoitambe.com.br/

Antes da criação dos softwares de elementos finitos para cálculo de tensões e deformações, foram criados gráficos que tinham por função auxiliar no dimensionamento de pavimentos de concreto. Esses gráficos de influência são baseados na teoria de fundação de winkler, ou seja a teoria de molas ou teoria do liquido denso, e usados pela Portland Cement Association (PCA) para projeto de pavimentos.

Os gráficos foram desenvolvidos para carregamentos no interior da placa e nas bordas, ou seja, não há gráficos de influência para os carregamento de canto. Esses dois gráficos disponíveis eram utilizados para diferentes pavimentos, sendo os de carregamento no interior para pavimentos aeroportuários e os de carregamento na borda usados para pavimentos rodoviários.

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Como calcular os Fatores de Deformação para um Sistema de 2 Camadas (TSCE)

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fatigue cracking
Figura – Trincas de fadiga na trilha de roda. Fonte: Autor (2018)

Com o avanço da mecânica dos pavimentos foi observado que os pavimentos possuem como uma das principais causas de trincas a ruptura por fadiga da camada, observado nas trincas de fadiga em trilhas de roda e também conhecido como trinca de couro de jacaré.

Os métodos mais recentes de dimensionamento de pavimentos consideram a deformação de tração na fibra inferior do revestimento, ou da camada estabilizada, como um critério de projeto para prevenir esses defeitos na estrutura. Quando analisamos as deformações, dois tipos principais podem ser considerados sendo eles:

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Aplicação de Rodas Duplas para Cálculo de Tensões do Tráfego em Pavimentos de Concreto

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pavimento-de-concreto
Fonte da Imagem: http://infraroi.com.br/

No último artigo sobre Pavimentos de Concreto nós conversamos um pouco sobre o cálculo de tensões e deformações devido a solicitação causada pelo tráfego. Entretanto, foi informado que aquelas equações consideram apenas a aplicação de uma roda sobre o pavimento, algo totalmente irreal quando considerado um veículo rodoviário.

Dessa forma, precisamos de algumas alterações ou a introdução de um conceito para que o peso total do veículo (mais rodas) sejam consideradas na solicitação do pavimento. Quando um conjunto de rodas solicita o pavimento é necessário que essa carga seja convertida em uma área circular equivalente, contemplando o peso total.

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Como verificar a estabilidade dos taludes através do Método de Fellenius

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O cálculo da estabilidade de taludes é um assunto abordado em disciplinas de graduação, geralmente com o nome de Obras de Terra. Diversos são os métodos de cálculo disponíveis para essa verificação na mecânica dos solos, sendo muitas vezes uma escolha do engenheiro e calculista qual deles utilizar. Na prática de escritórios de engenharia são utilizados softwares que facilitam o cálculo e nesse artigo vamos tratar sobre um dos métodos empregados  e citar softwares utilizados em escritórios de geotecnia.

O método de Fellenius juntamente com o método de bishop são chamados de métodos das fatias, sendo os mais utilizados para o estudo da estabilidade de taludes. O método de fatias consiste em:

  • Dividir o talude em fatias de base com material único.
  • As tensões da base são geradas pelo peso da fatia.
  • calcula-se o equilíbrio do conjunto pela equação de equilíbrio em relação ao centro do círculo.

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Como verificar a estabilidade dos taludes com o Método de Fellenius

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O cálculo da estabilidade de taludes é um assunto abordado em disciplinas de graduação, geralmente com o nome de Obras de Terra. Diversos são os métodos de cálculo disponíveis para essa verificação na mecânica dos solos, sendo muitas vezes uma escolha do engenheiro e calculista qual deles utilizar. Na prática de escritórios de engenharia são utilizados softwares que facilitam o cálculo e nesse artigo vamos tratar sobre um dos métodos empregados  e citar softwares utilizados em escritórios de geotecnia.

O método de Fellenius juntamente com o método de bishop são chamados de métodos das fatias, sendo os mais utilizados para o estudo da estabilidade de taludes. O método de fatias consiste em:

  • Dividir o talude em fatias de base com material único.
  • As tensões da base são geradas pelo peso da fatia.
  • calcula-se o equilíbrio do conjunto pela equação de equilíbrio em relação ao centro do círculo.

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O Ensaio de Cisalhamento direto

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cisa

Existem diversas maneiras de determinar a resistência ao cisalhamento dos solos, dentre elas podemos destacar o ensaio de cisalhamento direto, ensaio triaxial, ensaio de cisalhamento simples, triaxial de deformação plana e o cisalhamento angular. Nesse artigo daremos foco no ensaio de cisalhamento direto.

O ensaio de cisalhamento direto é a forma mais antiga e fácil para determinar a resistência ao cisalhamento do solo, onde o equipamento necessário é uma caixa metálica para colocar o corpo de prova, e é aplicada uma força horizontal forma a separar a caixa.

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Como dimensionar o Lastro Ferroviário pelo Método Eisenmann

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Após a determinação dos cinco dormentes mais solicitados sobre aplicação de uma determinada carga ferroviária, podemos dimensionar a camada de lastro através do método de Eisenmann.

O dimensionamento pelo método de Eisenmann consiste em determinar qual é a tensão a determinada profundidade do lastro, ponto c, influenciada pelos 5 dormentes mais solicitados. O ponto c é posicionado logo abaixo do dormente central, dentre os 5 selecionados. A Figura 1 ilustra o método, e a Equação 1 o cálculo da tensão Pz para o dormente central e a Equação 2 o cálculo da tensão Pz para os demais dormentes. Essas equações tem origem nas hipóteses de Boussinesq que considera um semi espaço infinito, homogêneo e isotópico.

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Como realizar a Distribuição de carga nos dormentes Ferroviários

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Conforme apresentado no artigo específico sobre dormentes, com base nas pesquisas realizadas, esses recebem cerca de 40% da carga imposta no boleto dos trilhos. Entretanto é necessária uma análise da distribuição de carga nos dormentes.

O espaçamento entre dormentes é calculado em função da pressão admissível (Padm) sobre o lastro, da área de soca (A), da carga da roda majorada (Q) e do coeficiente de impacto (Cd). Conforte Equação 1.

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Como dimensionar o Lastro Ferroviário pelo método TALBOT

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O dimensionamento adequado das camadas de lastro e sublastro é fundamental para que a via ferroviária não precise de manutenções constantes. O erro nesse tipo de dimensionamento pode fazer com que a via sofra de constantes problemas de desnivelamento, prejudicando o tráfego, a segurança e exigindo muitas manutenções.

A distribuição de tensões apresenta um espraiamento de ângulo variando de 30° a 45° com a horizontal. Essa distribuição é considerada para todos os eixos dos dormentes, transversal e longitudinal, conforme Figura 1.

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