A sujeira é provavelmente o material de construção mais barato e mais simples do mercado, mas não é muito forte em comparação com outras opções. Felizmente, os engenheiros geotécnicos desenvolveram uma maneira de fortalecer materiais de terra com quase nenhum esforço adicional – Terra Estabilizada Mecanicamente.

#

Olá, pessoal, traremos uma série de posts chamada Inglês com Vídeos. Todos os posts são acompanhados de transcrições, traduções e material pra download. A nossa fonte primária será o YouTube. Os materiais aqui utilizados são retirados do YouTube sobre a licença Creative Commons.

Como forma de ajudar, peço que deixem seu like (gostei) nos vídeos e compartilhem.

Existe um aplicativo chamado Anki. Ele é usado para estudar idiomas, você pode adicionar áudio, vídeo, imagens, texto, fórmulas. O aplicativo é gratuito para Windows, Linux, Mac, Android, infelizmente, para dispositivos iOS o aplicativo é pago. O Anki é uma ferramenta de repetição espaçada que trabalha para evitar a curva de esquecimento da memória humana.

Para entender melhor o que é Anki e como usar acesse nosso tutorial.

Sand Castle Holds Up A Car!

1.
One of the most important considerations when you build anything is the material. It impacts everything from the look and feel to the more fundamental characteristics like weight and strength. But maybe the most significant aspect of a construction material is its cost.

Uma das considerações mais importantes quando você cria qualquer coisa é o material. Ele afeta tudo, desde a aparência e as características mais fundamentais, como peso e força. Mas talvez o aspecto mais significativo de um material de construção seja o seu custo.

 

2.
Infrastructure is not made to be glamorous and it’s often paid for by you and me through taxes, so we like to keep the costs down. And there’s one construction material that’s cheaper than just about anything else out there: dirt.

A infra-estrutura não é feita para ser fascinante e geralmente é paga por você e por mim através de impostos, por isso, gostamos de manter os custos baixos. E há um material de construção mais barato do que qualquer outra coisa por aí: sujeira.

 

3.
Hey I’m Grady. Today on Practical Engineering, we’re talking about reinforced earth.

Ei, eu sou Grady. Hoje em Engenharia Prática, estamos falando de terra reforçada.

 

4.
You’ve probably don’t think much about the strength of the soil beneath your feet, but some of us have dirtier minds than others. Just about every structure out there sits on the ground. And anyone who’s ever built a sand castle knows that soil is not all that strong.

Você provavelmente não pensa muito na força do solo sob seus pés, mas alguns de nós têm mentes mais sujas do que outros. Praticamente todas as estruturas por aí ficam no chão. E quem já construiu um castelo de areia sabe que o solo não é tão forte.

 

5.
So if we want our buildings and bridges and pipelines and roads and anything else that sits on the ground to keep standing, and especially if we want to use earth itself as a construction material, we’re going to need some geotechnical engineering.

Portanto, se queremos que nossos edifícios, pontes, tubulações e estradas e qualquer outra coisa que fique no chão permaneçam em pé, e especialmente se queremos usar a própria terra como material de construção, precisaremos de alguma engenharia geotécnica.

 

6.
Soils are frictional materials. Rather than being held together by molecular bonding like steel or by a binder like the cement in concrete, their strength almost completely depends on internal friction between the soil particles themselves.

Os solos são materiais de atrito. Em vez de serem unidas por ligações moleculares como aço ou por um aglutinante como o cimento no concreto, sua resistência depende quase completamente do atrito interno entre as próprias partículas do solo.

 

7.
If we want to avoid sliding, the frictional force can be considered the shear strength. The more friction, the more strength against shearing. Just like the simple block on the plane, the shear strength of soil depends on the internal forces too. But unlike that example, soils have an infinite number of potential sliding planes all at once.

Se quisermos evitar deslizamento, a força de atrito pode ser considerada a força de cisalhamento. Quanto mais atrito, mais força contra o cisalhamento. Assim como o bloco simples no avião, a resistência ao cisalhamento do solo também depende das forças internas. Mas, ao contrário desse exemplo, os solos têm um número infinito de possíveis planos deslizantes de uma só vez.

 

8.
Let’s look at a sample of soil and apply a vertical force. If you analyze a horizontal failure plane, our force is completely perpendicular, or normal, so it is increasing the shear strength of the soil. But if we look at an angled plane, things change.

Vamos analisar uma amostra de solo e aplicar uma força vertical. Se você analisar um plano de falha horizontal, nossa força é completamente perpendicular ou normal, portanto, aumentando a resistência ao cisalhamento do solo. Mas se olharmos para um plano angular, as coisas mudam.

 

9.
On this plane, the force is partly acting normal, increasing the strength, but it’s also partly acting in parallel to the plane increasing the shear stress. The steeper the angle of the failure plane, the more the vertical force contributes to shear stress and the less it adds to the shear strength.

Nesse plano, a força está agindo parcialmente normal, aumentando a força, mas também agindo parcialmente em paralelo ao plano, aumentando a tensão de cisalhamento. Quanto maior o ângulo do plano de falha, mais a força vertical contribui para a tensão de cisalhamento e menor é a força de cisalhamento.

 

10.
If the shear stress exceeds the strength, sliding occurs and we say that the material has failed. This is why granular materials generally can’t stand vertically. The weight of the material itself is enough to cause a shear failure along an angled plane.

Se a tensão de cisalhamento exceder a resistência, ocorrerá um deslizamento e dizemos que o material falhou. É por isso que os materiais granulares geralmente não conseguem ficar na vertical. O peso do material em si é suficiente para causar uma falha de cisalhamento ao longo de um plano angular.

 

11.
Pour out some sand on a table, and you’ll notice that the pile forms a slope. The angle of this slope is called the angle of repose which is the steepest angle at which a soil can naturally rest. In other words, this is the slope at which the shear stresses within the soil due to its own weight are exactly equal to the shear strength caused by internal friction. Any steeper and the soil will slide.

Derrame um pouco de areia em uma mesa e você notará que a pilha forma um declive. O ângulo desta inclinação é chamado ângulo de repouso, que é o ângulo mais acentuado no qual um solo pode descansar naturalmente. Em outras palavras, essa é a inclinação na qual as tensões de cisalhamento no solo devido ao seu próprio peso são exatamente iguais à resistência ao cisalhamento causada pelo atrito interno. Mais íngreme e o solo deslizará.

 

12.
Let’s look back at our sample of soil. If we put the sample back in the ground, now it’s surrounded by additional soil that can apply horizontal pressure. This is called the confining pressure, and it helps to balance out vertical forces like the weight of the soil itself. This confining pressure is the reason that a granular material can be stable at a slope, but usually won’t be stable vertically.

Vamos olhar de volta a nossa amostra de solo. Se colocarmos a amostra de volta no chão, agora ela está cercada por solo adicional que pode aplicar pressão horizontal. Isso é chamado de pressão restritiva e ajuda a equilibrar forças verticais como o peso do próprio solo. Essa pressão restritiva é a razão pela qual um material granular pode ser estável em um declive, mas geralmente não é estável na vertical.

 

13.
This can be a problem if you’re trying to build an earthen structure for two reasons. First, it takes about twice as much material than if you’re using something that can stand vertically. And second, is space. In crowded cities, space is at a premium.

Isso pode ser um problema se você estiver tentando construir uma estrutura de terra por dois motivos. Primeiro, é preciso duas vezes mais material do que se você estiver usando algo que possa ficar na vertical. E segundo, é o espaço. Nas cidades lotadas, o espaço é escasso.

 

14.
If you’re building an earthen structure, every foot that you go up in height, you have to go out that far as well, or even further. So what’s a geotechnical engineer to do? What if there was a way to add confining pressure to the soil, without having to build on a slope.

Se você está construindo uma estrutura de terra, a cada pé que sobe de altura, você precisa aumentar também em largura, ou até mais. Então, o que um engenheiro geotécnico deve fazer? E se houvesse uma maneira de adicionar pressão restritiva ao solo, sem ter que construir em um declive.

 

15.
Behold, reinforced earth. Just like rebar in concrete, you can create an incredibly strong composite material with soil just by adding reinforcing elements. A wall created in this way is called mechanically stabilized earth, or MSE. And if you look closely, MSE walls are everywhere.

Eis a terra reforçada. Assim como o vergalhão no concreto, você pode criar um material composto incrivelmente forte com o solo apenas adicionando elementos de reforço. Uma parede criada dessa maneira é chamada de terra mecanicamente estabilizada, ou MSE. E se você olhar de perto, as paredes do MSE estão por toda parte.

 

16.
Here’s a quick demonstration of how this works. I cut up some circles of paper towel and layer them into the sand in this cup. Without any reinforcement, the wet sand can stand up vertically, but as soon as you apply a load, you get failure.

Aqui está uma rápida demonstração de como isso funciona. Cortei alguns círculos de papel toalha e os mergulhei na areia deste copo. Sem nenhum reforço, a areia molhada pode se manter verticalmente, mas assim que você aplica uma carga, falhará.

 

17.
Even just a few discs of paper towel to reinforce the soil allow the sand to hold up this 15 pound weight. So what’s happening here? The tension in the reinforcement is generating confining pressure in the soil. This pressure acts perpendicularly to the failure planes, increasing the shear strength of the sand.

Mesmo apenas alguns discos de papel toalha para reforçar o solo permitem que a areia aguente esse peso de 15 libras. Então, o que está acontecendo aqui? A tensão no reforço está gerando uma pressão restritiva no solo. Essa pressão atua perpendicularmente aos planos de falha, aumentando a resistência ao cisalhamento da areia.

 

18.
Building an MSE wall in real life works exactly the same way, and they are primarily used in highway projects, especially on the approaches to elevated roadways. Compacted soil is added in layers with reinforcing elements in between each layer.

Construir um muro MSE na vida real funciona exatamente da mesma maneira, e eles são usados ​​principalmente em projetos de rodovias, especialmente nas abordagens para estradas elevadas. O solo compactado é adicionado em camadas com elementos de reforço entre cada camada.

 

19.
Most MSE walls have a facing of interlocked concrete panels usually with some kind of decorative pattern, and these facing systems are what make them so recognizable. Any time you see a vertical wall of tessellated concrete panels, you can almost be sure that there’s reinforced earth behind it.

A maioria das paredes MSE possui painéis de concreto intertravados, geralmente com algum tipo de padrão decorativo, e esses sistemas de revestimento são o que os tornam tão reconhecíveis. Sempre que você vê uma parede vertical de painéis de concreto com mosaicos, você quase pode ter certeza de que há terra reforçada atrás dela.

 

20.
By the way, the only purpose of these panels is to look nice, and keep the soil on the edges of the wall from raveling. The wall would be completely stable without the concrete facing, just not as pretty.

A propósito, o único objetivo desses painéis é ter uma boa aparência e impedir que o solo nas bordas da parede se arraste. A parede seria completamente estável sem o revestimento de concreto, apenas não tão bonito.

 

21.
So how strong is an MSE wall? The simple answer is stronger than you would think. Let’s try one more demo. I built an 8” cube out of plywood. Just like the cup, I layered in sand and squares of reinforcement. For this first test, I used scraps cut from an old t-shirt.

Então, quão forte é uma parede MSE? A resposta simples é mais forte do que você imagina. Vamos tentar mais uma demonstração. Eu construí um cubo de 8” de madeira compensada. Assim como a xícara, mergulhei em camadas de areia e em quadrados de reforço. Para este primeiro teste, usei pedaços cortados de uma camiseta velha.

 

22.
This part is not to demonstrate the strength of MSE, but rather to show that the soil really is transferring load into the reinforcement. The t-shirt material is stretchy, so when the vertical load is transferred into the reinforcement, it spreads out and deforms. I wanted to demonstrate this because it may not be obvious in the next example.

Esta parte não é para demonstrar a força do MSE, mas para mostrar que o solo está realmente transferindo carga para o reforço. O material da camiseta é elástico; portanto, quando a carga vertical é transferida para o reforço, ela se espalha e se deforma. Eu queria demonstrar isso porque pode não ser óbvio no próximo exemplo.

 

23.
For the next test, I used pieces of fiberglass window screen as reinforcement. This is a much stiffer material that does not deform under load. Under about 70 pounds it didn’t budge. Under my weight, even bouncing up and down, it didn’t budge. Let’s try something heavier.

Para o próximo teste, usei pedaços de tela de fibra de vidro como reforço. Este é um material muito mais rígido que não se deforma sob carga. Sob cerca de 70 libras, ele não se mexeu. Sob meu peso, mesmo pulando para cima e para baixo, ele não se mexeu. Vamos tentar algo mais pesado.

 

24.
For the sake of science, we should probably have a control test with no reinforcement. But this is an engineering channel, not a science channel, and we all know what would happen to a block of dry sand under a car wheel.

Por uma questão de ciência, provavelmente deveríamos ter um teste de controle sem reforço. Mas este é um canal de engenharia, não um canal de ciência, e todos sabemos o que aconteceria com um bloco de areia seca sob a roda de um carro.

 

25.
This is probably on the order of 600 pounds and you can barely even see movement as the weight of the car is transferred to the cube. Unfortunately, I don’t have a hydraulic press, so my Mazda grocery hauler is about the heaviest thing I could think of to test the homemade MSE cube, so I moved on to dynamic loading.

Provavelmente é da ordem de 600 libras e você mal consegue ver o movimento quando o peso do carro é transferido para o cubo. Infelizmente, eu não tenho uma prensa hidráulica, então meu caminhão Mazda é a coisa mais pesada que eu poderia pensar em testar o cubo caseiro de MSE, então passei para o carregamento dinâmico.

 

26.
I dropped this 25 pound barbell from about 6 feet up to simulate what would happen if you drop a 25 lb weight on the cube from 6 feet up. Almost no damage. In fact if I had a facing system to keep the edges intact, you probably wouldn’t have known the difference.

Eu derrubei essa barra de 25 libras de cerca de 6 pés de altura para simular o que aconteceria se você soltasse um peso de 25 libras no cubo de 6 pés de altura. Quase nenhum dano. De fato, se eu tivesse um sistema de revestimento para manter as bordas intactas, você provavelmente não saberia a diferença.

 

27.
Dirt was probably your first construction material. We are born geotechnical engineers, trying to build taller and stronger earthen structures from probably even before we could talk. With a little bit of reinforcement, we’ve transformed this dirty propensity into a simple, inexpensive, construction material that you probably drive over every day.

A sujeira foi provavelmente o seu primeiro material de construção. Nascemos engenheiros geotécnicos, tentando construir estruturas de terra mais altas e mais fortes provavelmente antes mesmo de podermos conversar. Com um pouco de reforço, transformamos essa propensão suja em um material de construção simples e barato, sobre o qual você provavelmente dirige todos os dias.

 

28.
Thank you for watching, and let me know what you think.

Obrigado por assistir e deixe-me saber o que você acha.

 

MATERIAL PRA  ESTUDO!