APOSTILA_PRATICA_COMPLETA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL Ensaios de Laboratório em Mecânica dos Solos Apostila Prática Bolsista de graduação pelo subprograma de tutoria PBG: Jéssica Cunha Resende Prof a : Karla Maria Wingler Rebelo Uberlândia 2014

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL

    Ensaios de Laboratrio em Mecnica dos Solos Apostila Prtica

    Bolsista de graduao pelo subprograma de tutoria PBG: Jssica Cunha Resende

    Profa: Karla Maria Wingler Rebelo

    Uberlndia 2014

  • Esta apostila de Ensaios de Laboratrio em Mecnica dos Solos foi desenvolvida

    com o intuito de apresentar de forma didtica e objetiva a metodologia dos ensaios

    apresentados nas aulas prticas. Consiste numa compilao de alguns trabalhos

    disponveis e retratados na literatura, e de normas tcnicas. Alm de facilitar os

    estudos e o acompanhamento destas aulas, esta apostila visa otimizar o tempo

    despendido na realizao dos ensaios.

    Para um melhor aproveitamento das aulas prticas, sugere-se fazer uma leitura

    da metodologia do ensaio correspondente antes da realizao de sua prtica.

    Cabe salientar que esta apostila serve apenas como um guia prtico para as

    aulas. Leituras complementares das normas e das referncias bibliogrficas tambm

    devem ser realizadas.

    Os captulos sero abordados conforme a sequncia das aulas prticas.

    Esperamos que esta compilao seja de grande aplicao para os alunos do

    curso de Engenharia Civil.

    Bolsista: Jssica Cunha Resende

    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo

    Faculdade de Engenharia Civil UFU

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    LISTA DE FIGURAS Figura 1. Diagrama de fases dos elementos constituintes do solo. ............................................................ 25 Figura 2. Curva granulomtrica do solo. .................................................................................................... 46 Figura 3. Aspecto da ranhura. .................................................................................................................... 51 Figura 4. Determinao do volume da cpsula de contrao. ................................................................... 52 Figura 5. Determinao do volume da pastilha seca.................................................................................. 53 Figura 6. Correes para a curva Presso x Penetrao do Ensaio CBR. .................................................... 63 Figura 7. Permemetro de Carga Constante. ............................................................................................. 66 Figura 8. Permemetro de carga varivel. ................................................................................................. 67 Figura 9. Ilustrao da prensa de adensamento. ....................................................................................... 73 Figura 10.Ilustrao da clula de adensamento. ........................................................................................ 73 Figura 11. Curva de ndice de vazios em funo do logartmico da tenso efetiva. ................................... 75 Figura 12. Determinao da tenso de pr-adensamento pelo Mtodo de Casagrande. .......................... 76 Figura 13. Determinao da tenso de pr-adensamento pelo Mtodo de Pacheco e Silva. .................... 77 Figura 14. Determinao do coeficiente de adensamento pelo Mtodo de Casagrande. .......................... 79 Figura 15. Determinao do coeficiente de adensamento pelo Mtodo de Taylor mtodo da raiz

    quadrada. ................................................................................................................................................... 80 Figura 16. Ensaio de Cisalhamento Direto. ............................................................................................... 82 Figura 17. Resultados do ensaio de cisalhamento direto: (a) Curva tenso cisalhante versus

    deslocamento horizontal; (b) Curva deformao volumtrica versus deslocamento horizontal. ........... 84 Figura 18. Envoltria de resistncia. ......................................................................................................... 84 Figura 19. Ensaio de compresso triaxial. ................................................................................................ 85 Figura 20. Ensaio de compresso triaxial.................................................................................................. 85 Figura 21. Construo de um aterro sobre um depsito de argila mole. ................................................. 92 Figura 22. Exemplos de aplicao de ensaios rpidos (UU): a) barragem, final do perodo construtivo;

    b) sapata apoiada sobre argila. ................................................................................................................ 93 Figura 23. Exemplo de aplicao de ensaios consolidado no drenado (CU). ......................................... 93 Figura 24. Exemplos de aplicao dos resultados de ensaios drenados: a) talude de jusante submetido

    percolao; b) talude corte..................................................................................................................... 94 Figura 25. Ilustrao do processo de calibrao do densmetro. ............................................................... 97 Figura 26. Exemplo de curva de densmetro calibrado. .............................................................................. 98 Figura 27.Exemplo de curva de calibrao do densmetro no meio dispersor. ....................................... 99

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    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo_____________________________________Mecnica dos Solos

    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1. Umidade Natural do Solo. ........................................................................................................... 14 Tabela 2. Caractersticas ttil-visual dos solos: textura. ............................................................................ 14 Tabela 3. Caractersticas de plasticidade dos solos. ................................................................................... 15 Tabela 4. Caractersticas de um torro seco dos gros. ............................................................................. 15 Tabela 5. Mobilidade da gua intersticial nos solos. .................................................................................. 15 Tabela 6. Tempo de deposio dos solos em gua. .................................................................................... 16 Tabela 7. Facilidade do solo despregar da mo sob gua corrente. .......................................................... 16 Tabela 8. Caractersticas gerais dos solos orgnicos. ................................................................................. 16 Tabela 9. Resumo do ensaio de identificao ttil visual. ....................................................................... 18 Tabela 10. Quantidade de amostra a ser usada nos ensaios. .................................................................... 20 Tabela 11. Compactao - Procedimento aps peneiramento. ................................................................. 21 Tabela 12. Compactao - Quantidade de amostra a ser tomada. ............................................................ 21 Tabela 13. Quantidade de material em funo da dimenso dos gros maiores. ..................................... 22 Tabela 14. Preparao para ensaios de Compactao e Caracterizao. ............................................... 23 Tabela 15. Determinao dos ndices fsicos de uma argila pelo Processo da Imerso. ......................... 30 Tabela 16. Determinao dos ndices fsicos de uma argila arenosa pelo mtodo do Corpo de Prova

    Cilndrico. ................................................................................................................................................... 31 Tabela 17. Massa especfica de alguns minerais. ....................................................................................... 32 Tabela 18. Resumo do ensaio: Massa Especfica dos Slidos. .................................................................. 36 Tabela 19. Viscosidade da gua - (Valores em 10

    -6 g.s/cm

    2). ..................................................................... 42

    Tabela 20. Exemplo de ensaio de granulometria conjunta. ....................................................................... 45 Tabela 21. Escalas para classificao granulomtrica ou textural. ......................................................... 46 Tabela 22. Resumo: Anlise Granulomtrica de Solos. .............................................................................. 47 Tabela 23. Compactao - Quantidade de amostra a ser tomada. ............................................................ 55 Tabela 24. Compactao - Procedimento aps peneiramento. ................................................................. 55 Tabela 25. Condies de compactao para diferentes energias. ............................................................. 56 Tabela 26. Ensaio de Compactao Proctor. ........................................................................................... 58 Tabela 27. Energias de Compactao. ....................................................................................................... 59 Tabela 28. Valores de CBR exigidos para especificao de pavimentos e correlaes entre valores de CBR

    e classificao de solos. .............................................................................................................................. 63 Tabela 29. Fator de correo Ck em funo da temperatura da gua. ...................................................... 68 Tabela 30. Resultado de ensaio de permeabilidade carga constante. .................................................... 69

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    Lista de Smbolos

    w = teor de umidade wt. = teor de umidade timo

    = massa especfica natural S = massa especfica dos gros de solo d = massa especfica seca dmx = massa especfica seca mxima d = massa especfica aparente seca w = massa especfica da gua paraf = massa especfica da parafina ar = massa especfica do ar areia = massa especfica da areia V = volume v = velocidade S = absoro de gua

    T = variao de temperatura da gua = dimetro das partculas IP = ndice de plasticidade LL = limite de liquidez LP = limite de plasticidade LC = limite de contrao

    = coeficiente de viscosidade K = coeficiente de permeabilidade K20 = coeficiente de permeabilidade a 20 C KT = coeficiente de permeabilidade T

    o C

    20 = viscosidade da gua a 20 C T = viscosidade da gua a To C = coeficiente de expanso cbica do vidro pirex n = porosidade e = ndice de vazios Sr = grau de saturao E = energia de compactao d = dimetro do corpo de prova ou dimetro mximo das partculas GC = grau de compactao

    W = desvio de umidade t = tempo

    t = intervalo de tempo G = massa especifica dos gros de solo contendo fraes passadas e retidas na peneira de 4,8 mm CBR (ISC) = Califrnia Bearing Ratio (ndice de Suporte Califrnia) MS = massa do solo seco Mh = massa do solo mido

    S1 = massa especfica dos gros de solo que passam na peneira de 4,8 mm

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    S2 = massa especfica dos gros de pedregulho retidos na peneira de 4,8 mm Ld = leitura do densmetro no meio dispersor Lc = leitura corrigida do densmetro Pc = presso corrigida Pp = presso padro z = altura de queda das partculas Ac = rea interna do tubo de carga A = rea do corpo de prova H = altura do corpo de prova L = altura de carga constante ho = altura de carga no instante inicial h1 = altura de carga no instante final CK = fator de correo do coeficiente de permeabilidade

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    Sumrio

    Aula Prtica 1. Identificao Ttil-visual de solos ..................................................................................... 10 1.1. Introduo Amostragem ........................................................................................................ 10

    1.1.1. Amostras Deformadas .............................................................................................................. 11

    - Procedimento para amostragem ....................................................................................................... 11 - Cuidados durante a amostragem ...................................................................................................... 11 - Quantidade de Amostras .................................................................................................................. 11

    1.1.2. Amostras Indeformadas ............................................................................................................ 11

    - Procedimento para amostragem ......................................................................................................... 11

    - Cuidados durante a amostragem ...................................................................................................... 12 1.2. Identificao Ttil-Visual de Solos ............................................................................................ 12

    1.2.1. Grupos de Solos ........................................................................................................................ 13

    1.2.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados...................................................................................... 13

    - Procedimento Experimental ................................................................................................................. 13

    - Testes de Identificao Rpida de Solos .............................................................................................. 14

    Aula Prtica 2. Preparao de Amostras para Ensaios de Caracterizao e de Compactao. ................... 19 2.1. Introduo ....................................................................................................................................... 19

    2.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados ............................................................................................ 19

    2.3. Procedimento Experimental ............................................................................................................ 19

    2.4. Determinao do teor de umidade de solos .................................................................................. 21

    2.4.1. Procedimento Geral ..................................................................................................................... 21

    Aula Prtica 3. ndices Fsicos do Solo: Determinao do Teor de Umidade e da Massa Especfica Natural. ....................................................................................................................................................... 25

    3.1. Introduo ....................................................................................................................................... 25

    3.2. Teor de Umidade ............................................................................................................................. 26

    3.2.1. Equipamentos e Acessrios Utilizados ......................................................................................... 26

    3.2.2. Procedimento Experimental ......................................................................................................... 26

    3.3. Determinao da Massa Especfica Natural .................................................................................... 27

    3.3.1 Equipamentos e Acessrios Utilizados .......................................................................................... 28

    3.3.2. Mtodo da Imerso (Balana hidrosttica) .................................................................................. 28

    3.4. Mtodo do Corpo de Prova Cilndrico ............................................................................................. 30

    Aula Prtica 4. ndices Fsicos do Solo: Determinao da Massa Especfica dos Gros. .......................... 32 4.1. Determinao da Massa Especfica dos Slidos ........................................................................ 32

    4.2. Procedimento de Calibrao do Picnmetro ............................................................................ 34

    Aula Prtica 5. Anlise Granulomtrica Conjunta...................................................................................... 37 5.1. Introduo ....................................................................................................................................... 37

    5.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados ............................................................................................ 37

    5.3. Operaes Preliminares Preparao de amostras ........................................................................ 37

  • 8

    5.4. Anlise Granulomtrica Conjunta.................................................................................................... 38

    5.5. Peneiramento Grosso ...................................................................................................................... 38

    5.6. Peneiramento Fino .......................................................................................................................... 39

    5.7. Sedimentao .................................................................................................................................. 39

    5.8. Clculos ............................................................................................................................................ 40

    5.8.1. Peneiramento grosso.................................................................................................................... 40

    5.8.2. Peneiramento fino ........................................................................................................................ 41

    5.8.3. Sedimentao ............................................................................................................................... 41

    5.9. Exemplo ........................................................................................................................................... 42

    Aula Prtica 6. Limites de Consistncia ..................................................................................................... 48 6.1. Introduo ....................................................................................................................................... 48

    6.2. Estados e Limites de Consistncia ................................................................................................... 48

    6.2.1. Equipamentos ............................................................................................................................... 49

    6.2.2. Preparao das Amostras ............................................................................................................. 49

    6.3. Procedimento Experimental ............................................................................................................ 50

    6.3.1. Limite de Liquidez (LL) - NBR 6459 ............................................................................................... 50

    6.3.2. Limite de Plasticidade (LP) - NBR 7180 ......................................................................................... 51

    6.3.3. ndice de Plasticidade (IP) ............................................................................................................. 52

    6.3.4. Limite de Contrao (LC) NBR 7183 ........................................................................................... 52

    Aula Prtica 7. Ensaio de Compactao ..................................................................................................... 54 7.1. Introduo ....................................................................................................................................... 54

    7.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados .................................................................................... 54

    7.3. Operaes Preliminares Preparao de amostras ................................................................. 54

    7.4. Execuo do Ensaio ................................................................................................................... 56

    7.5. Clculos e Resultados ................................................................................................................ 57

    Aula Prtica 8. ndice de Suporte Califrnia (ISC ou CBR) ...................................................................... 60 8.1. Introduo ....................................................................................................................................... 60

    8.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados ............................................................................................ 60

    8.3. Execuo do Ensaio ......................................................................................................................... 61

    8.4. Clculos e Apresentao dos Resultados ........................................................................................ 62

    CBR ............................................................................................................................................................. 63 Uso .............................................................................................................................................................. 63 Aula Prtica 9. Ensaio de Permeabilidade em Solos .................................................................................. 64

    9.1. Introduo ....................................................................................................................................... 64

    9.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados ............................................................................................ 64

    9.3. Preparao da Amostra e Montagem do Permemetro ................................................................. 65

    9.4. Ensaio de Permeabilidade ............................................................................................................... 65

    9.4.1. Ensaio de Permeabilidade a Carga Constante .............................................................................. 65

    9.4.2. Ensaio de Permeabilidade a Carga Varivel ................................................................................. 66

    9.4.3. Correo para Temperatura ........................................................................................................ 68

    9.5. Exemplo de determinao do coeficiente de permeabilidade ........................................................ 69

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    Aula Prtica 10. Ensaio Edomtrico (Ensaio de Adensamento Unidimensional) ...................................... 71 10.1. Introduo .................................................................................................................................... 71

    10.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados ......................................................................................... 72

    10.3. Preparao do corpo de prova ..................................................................................................... 73

    10.4. Clculos ......................................................................................................................................... 74

    10.4.1. Determinao dos ndices Fsicos Iniciais do Corpo de Prova .................................................... 74

    10.4.2. Determinao do ndice de Vazios para cada Estgio de Carregamento .................................. 74

    10.4.3. Determinao do Grau de Saturao Final ................................................................................ 75

    10.5. Resultados .................................................................................................................................... 75

    10.5.1. Curva ndice de Vazios versus Tenso Vertical Efetiva ............................................................... 75

    10.5.2. Curva de Adensamento versus Tempo ....................................................................................... 77

    Aula Prtica 11. Ensaios de Resistncia ao Cisalhamento ......................................................................... 81 11.1. Introduo ..................................................................................................................................... 81

    11.2. Ensaio de Cisalhamento Direto ..................................................................................................... 82

    11.3. Procedimento de ensaio ................................................................................................................ 83

    11.4. Clculos .......................................................................................................................................... 83

    11.5. Apresentao dos Resultados ....................................................................................................... 83

    11.6. Ensaio de Compresso Triaxial ...................................................................................................... 84

    11.7. Preparao das Amostras .............................................................................................................. 86

    11.8. Procedimento Experimental: Saturao do corpo de prova por contrapresso ........................... 87

    11.9. Ensaio No Consolidado No Drenado (UU) ou Ensaio Rpido (Q) ............................................... 88

    11.9.1. Procedimento Experimental ....................................................................................................... 88

    11.9.2. Clculos ....................................................................................................................................... 89

    11.10. Ensaio Consolidado No Drenado (CU) ....................................................................................... 90

    11.10.1. Procedimento Experimental ..................................................................................................... 90

    11.10.2. Clculos ..................................................................................................................................... 90

    11.11. Ensaio Consolidado Drenado (CD) ou Ensaio Lento (S) ............................................................... 92

    11.12. Aplicao dos Resultados de Ensaios Triaxiais a Casos Prticos .................................................. 92

    11.13. Ensaio de Compresso Simples ou Ensaio de Compresso No Confinado ................................ 94

    11.13.1. Procedimento Experimental ..................................................................................................... 94

    11.13.2. Clculos ..................................................................................................................................... 95

    Referncias Bibliogrficas ........................................................................................................................... 96 ANEXOS .................................................................................................................................................... 97 Anexo 1 Calibrao do Densmetro ......................................................................................................... 97 Anexo 2 Curvas de Calibrao do Densmetro no meio dispersor versus Temperatura (Correo do defloculante) .............................................................................................................................................. 99

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    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo_____________________________________Mecnica dos Solos

    Aula Prtica 1. Identificao Ttil-visual de solos

    1.1. Introduo Amostragem

    Antes de se iniciar qualquer programa experimental em Mecnica dos Solos,

    necessrio fazer um planejamento dos ensaios a serem realizados, que vo desde a tomada do tipo de amostra representativa do solo, dos cuidados e dimensionamento da amostragem, at aos cuidados de armazenamento e conservao em laboratrio.

    As amostras coletadas para ensaios de laboratrio podem ser classificadas em dois grupos: amostras deformadas e indeformadas.

    As amostras deformadas consistem em solos desagregados, obtidos por meio de ferramentas simples, como ps, enxadas e picaretas, por meio de trados e ainda por meio de amostradores de parede grossa (sondagem percusso). Neste tipo de amostragem, ocorre alterao nas condies de densidade e consistncia e na estrutura do solo, sendo principalmente empregada nos ensaios de identificao ttil-visual, nos ensaios de granulometria, nos limites de consistncia, na determinao da massa especfica dos slidos, no ensaio de compactao e na preparao de corpos de prova para ensaios de cisalhamento, permeabilidade e adensamento.

    As amostras indeformadas so extradas com o mnimo de perturbao possvel, mantendo-se a estrutura, as condies de umidade, compacidade e consistncia natural. Este tipo de amostragem utilizado para determinar as caractersticas fsicas do solo in situ, sendo utilizada nos ensaios de determinao da massa especfica natural, de compressibilidade, de permeabilidade, e de resistncia ao cisalhamento. Este tipo de amostragem pode ser obtido por meio de blocos parafinados ou de amostradores especiais, que so tubos de paredes finas. O aparelho com adaptador tipo Shelby o mais utilizado. Entretanto, cabe ressaltar que existem outros tipos de amostradores que so utilizados em condies especiais como, por exemplo, areias finas saturadas e solos muito duros.

    Para a amostragem de solos so utilizadas as seguintes normas:

    Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) Norma brasileira (NBR) 6484 Execuo de sondagens de simples reconhecimento dos solos.

    ABNT NBR 9604 Abertura de poo e trincheira de inspeo em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas.

    ABNT NBR 9820 Coleta de amostras indeformadas de solos de baixa consistncia em furos de sondagem

    Seguem-se abaixo os procedimentos, cuidados e dimensionamento para cada

    tipo de amostragem.

  • 11

    1.1.1. Amostras Deformadas

    - Procedimento para amostragem

    Antes de se realizar a amostragem, deve ser feita uma limpeza do local, com retirada da vegetao superficial e de razes. At 1 metro de profundidade, pode-se fazer uma escavao com ferramentas simples (ps, enxadas e picaretas), e fazer a coleta em lonas plsticas etiquetadas com identificao da amostra (profundidade, local, nmero da amostra e data de realizao da coleta). Em profundidades maiores (1 e 6 metros), utiliza-se o trado cavadeira; e acima disto, o trado helicoidal.

    - Cuidados durante a amostragem

    Devero se retirados quaisquer matrias, orgnicas ou no, estranhas ao solo.

    - Quantidade de Amostras

    Sugerem-se as seguintes quantidades de massa de slidos (Ms) para amostras deformadas:

    Ensaios de caracterizao e de classificao massa de 2,0 kg

    Ensaios de compactao no cilindro pequeno e com cinco pontos o Sem reuso Ms de 20,0 kg o Com reuso Ms de 4,0 kg

    Compactao de corpos de prova (CP) para ensaios de cisalhamento e adensamento

    o Com 5 cm de dimetro e 12,5 cm de altura Ms de 1,0 kg/CP o Com 6,5 cm de dimetro e 2,5 cm de altura Ms de 0,7 kg/CP

    Para se obter a quantidade de massa total do solo, preciso conhecer o teor de

    umidade in situ, o qual pode ser obtido atravs de mtodos rpidos como o Speedy, mtodo da frigideira, dentre outros.

    1.1.2. Amostras Indeformadas

    - Procedimento para amostragem

    No procedimento com blocos, feita a abertura de um poo ou de uma trincheira at a profundidade desejada. Uma caixa metlica de aproximadamente 30 cm de dimenses marcada no fundo do poo e, com cuidado, retira-se o solo externo a essa rea, at se obter um degrau de aproximadamente 7 cm.

    Em seguida, ajusta-se a caixa ao solo e inicia-se a escavao em volta da caixa, ao mesmo tempo em que a caixa levemente pressionada para baixo at ser totalmente preenchida por solo. Retira-se o excesso de solo no topo e na base da caixa, para posterior colocao da tampa e do fundo.

    Aps este processo, o bloco elevado para a superfcie, onde aplicada uma camada de parafina derretida. Uma etiqueta de identificao colocada no topo da amostra. As laterais da caixa devero ser retiradas, e aplicada em seguida uma camada

  • 12

    de parafina. Esta primeira camada de parafina tem como objetivo garantir a umidade da amostra.

    Para a preservao da estrutura da amostra (densidade e consistncia), um tecido poroso (entretela) dever envolver o bloco e, uma segunda camada de parafina dever ser aplicada. Uma segunda etiqueta tambm dever ser colocada no topo do bloco.

    Assim como nas amostras deformadas, os blocos devero ser identificados com profundidade, local, nmero da amostra e data de realizao da coleta.

    - Cuidados durante a amostragem

    Nas amostras indeformadas os cuidados devero ser redobrados para que se possa garantir a preservao da umidade e da estrutura do solo. Os cuidados vo desde a abertura do poo at o transporte das amostras para o laboratrio. Dentre estes cuidados, ressaltam-se os apresentados abaixo:

    No cravar a caixa metlica.

    Evitar calores excessivos, impactos e choques durante o transporte ao laboratrio.

    Evitar parafina muito quente na primeira camada, evitando a sua penetrao no interior do bloco.

    Colocar o bloco dentro de uma caixa de madeira, protegida por serragem ou outro material.

    Manter as amostras no laboratrio em cmara mida.

    Manter a etiqueta legvel e visvel.

    Parafinar novamente a amostra aps a retirada dos corpos de prova.

    1.2. Identificao Ttil-Visual de Solos

    Basicamente, os solos podem ser divididos em cinco tipos: cascalhos / pedregulhos, areias, siltes, argilas e matria orgnica, cada qual com sua caracterstica e comportamento particular. Entretanto, raramente os solos so constitudos por esses tipos isolados, e sim pela combinao de vrios tipos.

    A primeira etapa para execuo de qualquer obra geotcnica consiste na identificao dos solos, a qual realizada em laboratrio atravs de ensaios especficos. Entretanto, a identificao de solos tambm poder ser realizada em campo atravs de testes ttil- visual, logo aps a retirada de amostras.

    Assim, em linhas gerais, o objetivo da identificao conhecer o tipo de solo e definir o perfil geotcnico do terreno. Para anlise ttil- visual de solos, segue-se a seguinte norma:

    ABNT NBR 7250 Identificao e descrio de amostras de solos obtidas em sondagens de simples reconhecimento dos solos.

  • 13

    1.2.1. Grupos de Solos

    Os solos so inicialmente divididos em trs grupos: solos grossos, solos finos e solos altamente orgnicos. O primeiro passo determinar qual o grupo predominante, baseado no tamanho das partculas, para os dois primeiros grupos, e na presena de matria orgnica, para o ltimo grupo.

    Os solos grossos so aqueles nos quais mais da metade, em massa, dos gros so visveis a olho nu. Os dimetros dos gros variam entre 0,075mm e 76mm. Compreendem as areias e os pedregulhos.

    Solos finos so aqueles nos quais mais da metade, em massa, dos gros so menores do que 0,075mm e no so visveis a olho n. Compreendem os siltes e argilas. Podem ser orgnicos ou inorgnicos.

    E os solos altamente orgnicos, tambm denominados de solos turfosos, se caracterizam pela presena significativa de matria orgnica. Apresentam cores escuras (cinza escuro, preto) e odor caracterstico.

    1.2.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados

    Peneiras de abertura 4,8 mm (#4) e 0,075 mm (#200)

    Bandeja metlica

    Destorroador de madeira

    Bisnaga de borracha

    Facas e esptulas

    Cpsula de porcelana

    Lentes de aumento

    - Procedimento Experimental

    O procedimento experimental consiste em observar os seguintes aspectos:

    Presena de matria orgnica e/ou de materiais estranhos como razes, conchas, dentre outros.

    Granulometria (solo grosso, solo fino e solo orgnico).

    Cor natural. A cor uma caracterstica muito importante para a descrio de solos.

    Geralmente so atribudas as cores branca, cinza, preta, marrom, amarela, vermelha, roxa, podendo-se usar ainda o termo escuro e claro. Quando existe uma variedade de cores, diz-se que a cor variegada. Para a identificao da cor de um solo, deve-se utilizar uma amostra mida e descobrir a cor predominante. Se houver predominncia de duas cores, as duas devem ser citadas. Se a amostra apresentar mais de duas cores, usar o termo variegado. Quando, pelo exame ttil-visual for constatada a presena acentuada de mica, a designao miccea acrescentada nomenclatura do solo.

    Odor Esta caracterstica mais predominante em solos orgnicos. Alm disto, odores

    no usuais de substncias qumicas devem ser informados.

  • 14

    Umidade A umidade do solo em campo tambm deve ser indicada, conforme Tabela 1. Tabela 1. Umidade Natural do Solo.

    Solo Descrio

    Seco gua no visvel a olho n mido gua no visvel, mas sensvel ao tato Molhado gua est visvel

    Fonte: Prprio Autor (2014).

    Plasticidade Consiste na propriedade dos solos finos de se submeterem a grandes

    deformaes permanentes, sem sofrer ruptura, fissurao ou variao de volume aprecivel.

    Origem (solos residuais, orgnicos e marinhos ou aterros).

    Minerais reconhecveis, principalmente em solos grossos.

    - Testes de Identificao Rpida de Solos

    Antes de se iniciar os testes, deve-se espalhar a amostra do solo sobre a bandeja metlica, e observar a ocorrncia de materiais estranhos, como razes, conchas e outros. Observar tambm a cor natural do solo.

    1. Textura Esfregar na mo uma poro de solo mido e observar as caractersticas da

    amostra conforme a Tabela 2.

    Tabela 2. Caractersticas ttil-visual dos solos: textura.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS

    Areia speras partculas visveis a olho n reconhecimento de minerais (quartzo, mica, feldspato)

    Silte menos spero partculas no visveis a olho nu perceptvel ao tato

    Argila quando mida - escorregadia como sabo quando seca - sensao de farinha partculas no visveis a olho nu

    Fonte: Modificado da ABNT NBR 7250: 1982.

    2. Plasticidade Moldar cilindros de solo mido de aproximadamente 3 mm e observar as

    caractersticas conforme a Tabela 3.

  • 15

    Tabela 3. Caractersticas de plasticidade dos solos.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areia no moldvel Silte pouco ou no moldvel Argila facilmente moldvel

    Fonte: Modificado da ABNT NBR 7250: 1982.

    3. Resistncia do solo seco e desagregao do solo submerso Tentar desagregar um torro de solo seco e observar as caractersticas

    conforme a Tabela 4. Essas mesmas caractersticas podem ser observadas se o torro seco for parcialmente imerso em gua.

    Tabela 4. Caractersticas de um torro seco dos gros.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areia no formam torres Silte baixa resistncia - desagregam mais facilmente Argila elevada resistncia - difcil desagregar

    Fonte: ABNT NBR 7250: 1982.

    4. Mobilidade da gua intersticial Colocar uma mistura homognea (pasta) de solo mido na palma da mo meio

    fechada. Bater embaixo com a outra mo, observando o aparecimento de gua na superfcie. Em seguida, abrir a mo verificando a ocorrncia de fissuras e o ressecamento aparente da superfcie da pasta.

    Este teste pode ser realizado de outra forma, chamado teste de dilatncia ou sacudidela. Neste teste coloca-se uma poro de solo mido na palma da mo aberta. Vibra-se a mo rpida e horizontalmente, observando o aparecimento de gua na superfcie. Comprime-se a amostra, fechando parcialmente a mo e observando a superfcie e a rigidez da amostra, conforme Tabela 5.

    Tabela 5. Mobilidade da gua intersticial nos solos.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areias A gua aparece rapidamente na superfcie formando uma superfcie

    brilhante que desaparece rapidamente ao abrir ou fechar a mo A amostra mais rgida e quebradia, por isso a superfcie trinca ao abrir ou fechar a mo

    Silte Semelhante s areias s que menos rpidas e com menos fissuras Reaes mais rpidas - siltes arenosos Reaes mais lentas - siltes de baixa plasticidade

    Argila Superfcie brilhante permanece No ocorrem fissuras

    Fonte: ABNT NBR 7250: 1982.

  • 16

    5. Teste de disperso em gua Coloca-se uma amostra de solo seco e completamente desagregado numa

    proveta (100 ml) com gua e, em seguida, agita-se observando o tempo de deposio da amostra conforme Tabela 6.

    Tabela 6. Tempo de deposio dos solos em gua.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areia Depositam-se rapidamente Silte Demoram mais para depositar Argila Demoram muito tempo e a suspenso fica turva

    Fonte: Prprio Autor (2014).

    6. Teste de sujar as mos Esfrega-se na mo uma pasta de solo mido. Em seguida, coloca-se a mo sob

    gua corrente observando a facilidade do solo ser retirado conforme Tabela 7.

    Tabela 7. Facilidade do solo despregar da mo sob gua corrente.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areia Saem rapidamente Silte Demoram mais para sair - s se limpam depois que

    bastante gua correu sobre as mos, necessitando de alguma frico

    Argila Difcil de sair, pelo fato dos gros finos impregnarem na pele, requerendo frico vigorosa. Fonte: Modificado da ABNT NBR 7250: 1982.

    7. Solos orgnicos No caso de solos orgnicos, que podem ser as turfas ou areias, argilas ou

    siltes orgnicos, devem ser observadas as caractersticas da Tabela 8. Tabela 8. Caractersticas gerais dos solos orgnicos.

    CARACTERSTICAS GERAIS

    - apresentam geralmente a cor cinza, cinza - escura e preta - partculas fibrosas - cheiro caracterstico de matria orgnica em decomposio - quando secos so inflamveis - possuem pouca mdia plasticidade.

    Fonte: Modificado da ABNT NBR 7250: 1982.

    Ao final da identificao ttil visual de um solo, deve-se atribuir uma

    classificao inicial, conforme os nomes definidos no item 1.2.1. Como os solos so geralmente heterogneos, deve-se primeiro dar a denominao da frao predominante na amostra, que pode ser seguida da frao complementar. Assim, pode-se ter, por exemplo:

  • 17

    Argila - arenosa, onde a maior porcentagem de gros de argila e uma menor de areia, ou

    Areia argilosa, onde a maior porcentagem de gros de areia, e uma menor porcentagem de argila.

    Os estados de compacidade de solos granulares e consistncia dos solos finos,

    medidos por ensaios penetromtricos (ensaio de sondagem percusso), so dados em funo do ndice de resistncia penetrao, conforme tabela dada pela ABNT NBR 7250: 1982.

    Segue a Tabela 9, como um resumo dos conceitos acima colocados.

  • 18

    Tabela 9. Resumo do ensaio de identificao ttil visual.

    1.Visual e tctil Esfregar na mo uma poro de solo mido.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areia speras

    partculas visveis a olho n reconhecimento de minerais (quartzo, mica, feldspato)

    Silte menos spero partculas no visveis a olho nu perceptvel ao tato

    Argila quando mida - escorregadia como sabo quando seca - sensao de farinha partculas no visveis a olho nu

    2.Plasticidade Moldar cilindros de solo mido de aproximadamente 3 mm.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS

    Areia no moldvel

    Silte pouco ou no moldvel

    Argila facilmente moldvel

    3.Resistncia do solo seco tentar desagregar um torro de solo seco. GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areia no formam torres

    Silte baixa resistncia - desagregam mais facilmente

    Argila elevada resistncia - difcil desagregar

    4.Mobilidade da gua intersticial GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS Areias finas A gua aparece rapidamente na superfcie formando uma superfcie brilhante que

    desaparece rapidamente ao abrir ou fechar a mo A amostra mais rgida e quebradia, por isso a superfcie trinca ao abrir ou fechar a mo

    Silte Semelhante s areias s que menos rpidas e com menos fissuras Reaes mais rpidas - silte arenosos Reaes mais lentas - siltes de baixa plasticidade

    Argila Superfcie brilhante permanece No ocorrem fissuras

    5. Teste de disperso em gua Coloca-se uma amostra de solo seco e completamente desagregado numa proveta (100 ml) com gua e, em seguida, agita-se observando o tempo de deposio da amostra

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS

    Areia depositam rapidamente

    Silte demoram mais para depositar

    Argila demoram muito tempo e a suspenso fica turva

    6. Teste de sujar as mos Esfrega-se na mo uma pasta de solo mido. Em seguida, coloca-se a mo sob gua corrente observando a facilidade do solo ser retirado.

    GRANULOMETRIA CARACTERSTICAS

    Areia saem rapidamente

    Silte demoram mais para sair - s se limpam depois que bastante gua correu sobre as mos, necessitando de alguma frico

    Argila difcil de sair, pelo fato dos gros finos impregnarem na pele, requerendo frico vigorosa.

    Fonte: Prprio Autor (2014).

  • 19

    Aula Prtica 2. Preparao de Amostras para Ensaios de

    Caracterizao e de Compactao.

    2.1. Introduo Conforme dito na Aula Prtica 1, as amostras so classificadas em indeformadas

    e deformadas. Das amostras indeformadas so moldados corpos de provas com dimenses conforme o ensaio ao qual ser submetido.

    No caso das amostras deformadas, sero retiradas amostras reduzidas e representativas do solo amostrado como um todo. Para que isto ocorra, as amostras devero ser submetidas a um processo de preparao devidamente normalizado. Aps esta preparao, as amostras de solos podero ser utilizadas nos ensaios de granulometria, determinao dos ndices de consistncia, determinao da massa especfica dos slidos, compactao e CBR, dentre outros.

    Este procedimento segue a norma:

    Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) Norma Brasileira (NBR) 6457 Amostras de solo Preparao para ensaios de compactao e ensaios de caracterizao.

    2.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados

    Repartidor de amostras;

    Estufa com temperatura entre 105 a 110 C;

    Balanas para determinao de massa at 2,0 kg e 10 kg;

    Peneiras com aberturas de 4,8 (#4), 0,42 (#40) e 0,075 (#200) mm;

    Cpsulas de alumnio;

    Bandeja metlica;

    Almofariz e soquete com ponta de borracha;

    Destorroador de madeira.

    2.3. Procedimento Experimental

    Em geral, a preparao dos solos feita com secagem prvia, obedecendo s seguintes recomendaes preliminares:

    Espalhar a amostra numa bandeja metlica e deixar secar ao ar, at prximo da umidade higroscpica.

    Desmanchar os torres com a mo de gral e em seguida homogeneizar cuidadosamente o material de forma a evitar a quebra dos gros.

    Obter uma amostra representativa do solo pelo mtodo do quarteamento (com o auxlio do repartidor de amostras ou manualmente).

    Tomar uma quantidade de amostra (amostra necessria para realizao dos ensaios) da frao representativa da amostra conforme a Tabela 10.

  • 20

    Tabela 10. Quantidade de amostra a ser usada nos ensaios.

    Ensaio Dimetro das Partculas (mm)

    Quantidade Mnima (Kg)

    Granulometria < 5 1

    ( < 76 mm) 5 a 25 4 > 25 8

    Limites de consistncia (LL,LP e LC) < 0,42 0,2

    Massa especfica S ( < 4.8 mm)

  • 21

    (0,42 mm). Do material que passa, tomar cerca de 200 g para realizao dos ensaios.

    Para o ensaio de compactao e CBR (ISC), passar a amostra representativa na peneira de malha # 4 (4,8 mm). Desmanchar os torres e determinar a umidade higroscpica do solo.

    Seguir os procedimentos recomendados nas Tabelas 11 e 12. Tabela 11. Compactao - Procedimento aps peneiramento.

    Peneira (mm)

    Material retido (% em peso)

    Cilindro a ser utilizado no ensaio

    Observao

    4,8 menor que 7 grande ou pequeno Desprezar o material retido

    19,1 menor que 10 grande Desprezar o material retido

    19,1 maior que 10 grande Ver nota abaixo

    19,1

    maior que 30

    -

    Recomenda-se no ensaiar de acordo com o mtodo de ensaio de compactao de solos - procedimento especial.

    Fonte: ABNT NBR 6457: 1986.

    Nota: Passar o material retido na peneira de 19,1 mm atravs da de 76,2 mm e desprezar o material retido nesta ltima. Substituir o material retido na peneira de 19,1 mm e que passe na de 76,2 mm, por igual quantidade de material retido na peneira de 4,8 mm e que passe na de 19,1 mm.

    Tabela 12. Compactao - Quantidade de amostra a ser tomada.

    Ensaio de compactao

    A amostra preparada passa integralmente na

    peneira (mm)

    Cilindro a ser utilizado no ensaio

    Quantidade de amostra (em

    massa seca) a ser tomada

    Com reuso do 4,8 pequeno 3 material grande 7

    19,1 grande 7

    Sem reuso do 4,8 pequeno 15 material grande 35

    19,1 grande 35 Fonte: ABNT NBR 6457: 1986.

    2.4. Determinao do teor de umidade de solos 2.4.1. Procedimento Geral

    Tomar uma quantidade de material em funo da dimenso dos gros maiores contidos na amostra, como indicado na Tabela 13, destorro-lo, coloc-lo no estado fofo em cpsulas metlicas e fech-lo com a tampa. Pesar o conjunto e anotar como .

  • 22

    Tabela 13. Quantidade de material em funo da dimenso dos gros maiores.

    Fonte: ABNT NBR 6457: 1986.

    Remover a tampa e colocar a cpsula em estufa, temperatura de 105 a 110C,

    onde deve permanecer at apresentar constncia de massa (verificar nota abaixo). Transferir a cpsula da estufa para o dessecador, onde deve permanecer at

    atingir a temperatura ambiente. Recolocar e pesar o conjunto, com a resoluo correspondente, e anotar como .

    Efetuar no mnimo trs determinaes do teor de umidade por amostra. O esquema abaixo sintetiza os procedimentos para preparao de amostras:

    Nota: Solos orgnicos, turfosos ou contendo gipsita devem ser secados em estufa, temperatura de 60 a 65C, requerendo intervalos maiores de secagem.

    Dimenso dos gros maiores contidos na amostra, determinada visualmente (mm)

    Quantidade de massa (em massa seca) a tomar

    (g)

    Balana a ser utilizada

    Capacidade Nominal

    (g)

    Resoluo (g)

    < 2 2 a 20

    20 a 76

    30 30 a 300

    300 a 3000

    200 1500 5000

    0,01 0,1 0,5

  • 23

    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo_____________________________________Mecnica dos Solos

    Tabela 14. Preparao para ensaios de Compactao e Caracterizao.

    Tabela Tabela 14. Preparao para Ensaios de Compactao e Caracterizao (Continuao).

    Mtodo de preparao de amostras de solos para ensaios de compactao e caracterizao (determinao dos limites de consistncia, massa especfica dos gros que passam na peneira (#) n 4 4.8 mm e anlise granulomtrica conjunta) - NBR 6457.

    A amostra deve vir embalada ao laboratrio evitando perda de umidade. Desmanchar torres com cuidado para no quebrar os gros.

    1

    Quartear e reduzir a amostra. Obter poro suficiente para os ensaios a realizar. Guardar sobras para eventuais repeties. Efetuar ajustes de umidade como explicado a seguir.

    2

    Amostra para Anlise Granulomtrica 3.1. Da amostra reduzida no item 2, passar na # 76 mm. 3.2. Desprezar material retido. Seguir as orientaes da Tabela

    12. 3.3. Pesar a amostra reduzida e passar na peneira # 10 (2,0mm) 3.3.1. Parte retida peneiramento grosso (lavar e levar a estufa) 3.3.2. Parte passa peneiramento fino/sedimentao / teor de umidade e massa especfica dos solos

    3

    Sedimentao / Peneiramento Fino (material que passa na # 10) 4.1 Separar - 120 g solo arenoso - 70 g solo argiloso 4.2. Colocar defloculante (Hexametafosfato de sdio) 4.3. Repouso por 24 horas

    4

    Amostra para Limites de Consistncia 6.1 Com secagem prvia ao ar at umidade higroscpica - tomar poro da amostra reduzida. Passar na # 40(0.42mm) at ter-se cerca de 200 g de solo (peso seco). 6.2 - Sem secagem prvia (apenas para amostra com no mximo 10% retido na # 40). Se o solo estiver muito mido, secar metade da amostra ao ar at 1 ponto do LL e o resto at o LP presumvel.

    6

    Amostra para Compactao

    7.1 - Com secagem prvia ao ar at umidade higroscpica. 7.2 - Com secagem prvia at 5% abaixo da umidade tima presumvel. 7.3 - Com secagem prvia at 3%

    acima da umidade tima presumvel. Passar a amostra na peneira (#) n 4. Tendo material retido, passar na # 19,1 mm. Seguir as indicaes das Tabelas 11 e 12.

    7

    Massa Espec. dos Slidos (material que passa na # 10) 5.1 Separar para picnmetro de 1000 cm3 - 120 g solo arenoso - 100 g solo argiloso 5.2. Adicionar gua destilada 5.3. Repouso por 24 horas

    5

  • 24

    9. Quantidade de amostra a ser tomada

    10 . Quantidade de amostra para anlise granulomtrica

    Fonte: Modificado da ABNT NBR 6457: 1986.

    8. Procedimento aps peneiramento

    Peneira (mm)

    Material retido (% em peso)

    Cilindro a Utilizar

    Observao

    4,76 < 7 pequeno/grande Desprezar o material retido 19,1 < 10 Grande Desprezar o material retido

    19,1

    > 10

    Grande

    Passar o material retido na # 19,1 mm atravs da # 76,2 mm desprezar o que reter. Substituir o retido na # 19,1 mm por igual massa de material retido na # 4,76 mm e que passe na # 19,1 mm.

    19,1

    > 30

    --

    Recomenda-se no ensaiar de acordo com o mtodo de ensaio de compactao de solos NBR 7182.

    Ensaio de Compactao A amostra preparada passa integralmente na # (mm)

    Cilindro utilizado Quantidade de amostra (em massa seca) a ser tomada (kg)

    Com reso de material 4,8 pequeno/grande 3 / 7 19,1 Grande 7

    Sem reso do material 4,8 pequeno/grande 15 / 35 19,1 Grande 35

    Dimenses dos gros maiores contidos na amostra, dbeterminada por observao visual (mm)

    Quantidade mnima a tomar (kg)

    < 5 1

    5 a 25 4

    > 25 8

  • 25

    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo_____________________________________Mecnica dos Solos

    Aula Prtica 3. ndices Fsicos do Solo: Determinao do

    Teor de Umidade e da Massa Especfica Natural.

    3.1. Introduo

    O solo formado por trs fases fsicas: fase slida (gros ou partculas formadas pelo agrupamento de minerais), fase lquida (gua) e fase gasosa (ar). A fase lquida e a fase gasosa esto presentes nos vazios (poros) existentes entre os agrupamentos das partculas.

    Os vazios do solo podem ser totalmente ocupados por gua (solo saturado), totalmente ocupados por ar (solo seco) ou apresentar as duas fraes (solo no saturado).

    Considerando um solo com as trs fases, pode-se representar didaticamente cada uma das fases separadas em termo de massa e de volume, conforme Figura 1.

    Figura 1. Diagrama de fases dos elementos constituintes do solo.

    Fonte: Prprio Autor (2014).

    As relaes entre os volumes ou entre as massas e os volumes destas fases so denominadas de ndices fsicos. Existem vrias relaes de ndices fsicos do solo como, porosidade, grau de saturao, ndice de vazios, teor de umidade, massa especfica natural do solo, massa especfica dos slidos, massa especfica da gua.

    Destes ndices fsicos apenas trs so determinados em laboratrio: massa especfica natural do solo, massa especfica dos slidos e teor de umidade. A massa especfica da gua considerada igual a 1,0 g/cm3, embora varie com a sua temperatura. Os demais ndices fsicos so determinados por meio de frmulas de correlao, as quais no sero abordadas aqui.

    O objetivo da determinao dos ndices fsicos caracterizar as condies existentes no solo, no instante da sua amostragem. Para determinao destes ndices fsicos, seguem-se as normas:

    ar

    gua

    slidos

    Massa Volume

    Mar

    Mw

    Ms

    Vw

    Vs

    Vv

    V

  • 26

    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo_____________________________________Mecnica dos Solos

    o Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) Normas Brasileiras (NBR) 6457 - Amostras de solo Preparao para ensaios de compactao e ensaios de caracterizao.

    o ABNT NBR 10838 Solo Determinao da massa especfica aparente de amostras indeformadas, com emprego da balana hidrosttica.

    3.2. Teor de Umidade

    Define-se teor de umidade de uma amostra de solo como a relao entre as massas de gua e de slido contidos num mesmo volume. Representado pela letra w e expresso em porcentagem (%), o teor de umidade de um solo determinado retirando-se uma amostra de solo durante a operao de talhagem do corpo de prova para a determinao da massa especfica natural.

    Existem vrios mtodos para determinao do teor de umidade do solo, como o mtodo do Speedy, mtodo da frigideira e mtodo da estufa. Aqui ser descrito o ltimo mtodo.

    3.2.1. Equipamentos e Acessrios Utilizados

    - Balanas com capacidade de 200g, 1500g e 5000g, conforme dimetro dos gros;

    - Estufa capaz de manter temperatura entre 60-65 C e entre 105-110oC;

    - Dessecador com agente de absoro de umidade (tipo slica gel); - Cpsulas metlicas; - Pinas metlicas.

    3.2.2. Procedimento Experimental

    Separar trs pores de solo e colocar as amostras em diferentes cpsulas de alumnio. A quantidade de solo funo da dimenso do gro contido na amostra, conforme Tabela 13 da aula prtica 2.

    Tampar as cpsulas imediatamente e levar para um dessecador, caso se esteja realizando outro ensaio.

    Pesar o conjunto solo cpsula (M1) de cada cpsula e anotar na planilha do ensaio.

    Aps a obteno das medidas, retirar as tampas e coloc-las embaixo da respectiva cpsula (para identificao da amostra).

    Levar as cpsulas para a estufa com temperatura de 105 5 C at haver total sada de gua (solo seco). Neste quesito, atentar para o tipo de solo. No caso de solos arenosos ser necessrio um tempo de 6 horas aproximadamente, enquanto solos argilosos requerem um tempo mnimo de 12 horas. Normalmente, utiliza-se um intervalo de 16 a 24 horas para secagem da amostra.

    Retirar as cpsulas da estufa, tamp-las novamente e deix-las resfriando no dessecador at atingir a temperatura ambiente.

  • 27

    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo_____________________________________Mecnica dos Solos

    Pesar o conjunto solo seco cpsula (M2). Efetuar, no mnimo, trs determinaes do teor de umidade por amostra.

    Por definio, o teor de umidade da amostra determinado pela seguinte frmula:

    ( )( ) (%)10032

    21

    =

    MMMMW (Equao 1)

    onde: M1 = massa de gua + massa de slidos + tara M2 = massa de slidos + tara M3 = tara (massa da cpsula)

    O teor de umidade do solo ser a mdia aritmtica das determinaes realizadas, expresso com aproximao de 0,1%. Embora expresso em porcentagem, o teor de umidade no uma porcentagem. medida que se coloca gua numa amostra de solo, o seu peso aumenta, mas o peso das partculas permanece constante. Logo, a umidade mnima de um solo 0% (solo seco), mas a umidade mxima no existe. Em outras palavras, o teor de umidade representa a proporo de gua e slidos (partculas) num solo.

    Um parmetro muito utilizado na Geotecnia o fator de correo de umidade (fc) do solo, ou fator de converso. O fator de correo ao ser multiplicado pelo peso de uma amostra mida com um determinado teor de umidade fornece o peso que tal amostra teria se estivesse completamente seca. Assim:

    wfc += 100

    100 (Equao 2)

    Durante o ensaio, deve-se tomar alguns cuidados de forma a evitar erros

    grosseiros que possam interferir no resultado final. Um dos erros mais comuns a troca das tampas das cpsulas. Recomenda-se colocar a tampa embaixo da cpsula. Outro fator o uso de balanas desniveladas, que tambm podem influenciar nos resultados.

    3.3. Determinao da Massa Especfica Natural

    A massa especfica natural ou massa especfica de um solo corresponde razo entre a massa total da amostra e seu volume, conforme Equao 3.

    )/( 3cmgVM

    = (Equao 3)

    Muitas vezes, utiliza-se o termo peso especfico, normalmente expresso em

    kN/m3, que consiste na relao entre peso e volume. Lembre-se que: Massa quantidade de matria em um determinado corpo.*

    Peso resultante da atrao da gravidade sobre esse corpo (fora).

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    Sob a ao da nossa gravidade, para se obter o peso basta lembrar que 1kgf equivale a aproximadamente 10 N (ou 9,8 N). A unidade de peso especfico corresponde a N/m3 ou kN/m3. Para fazer a converso de unidades, adotar 1gf/cm3 igual a 10 kN/m3.

    Existem dois diferentes mtodos para a determinao da massa especfica em laboratrio: mtodo da moldagem de um corpo de prova cilndrico e mtodo da imerso em gua de um corpo de prova parafinado. A seguir, sero descritos os dois mtodos.

    3.3.1 Equipamentos e Acessrios Utilizados

    - torno de talhagem dos corpos de prova; - bero;

    - balanas; - arco com fio cortante; - facas, esptulas; - paqumetro; - parafina com peso especfico conhecido; - bandeja metlica. * Definio em termos didticos.

    3.3.2. Mtodo da Imerso (Balana hidrosttica)

    O mtodo de imerso utilizado quando no se possvel calcular o volume de um corpo de prova com frmulas simples. Est associado ao formato do corpo de prova. No caso de corpos de provas com formato circular ou retangular, cujo volume simples de ser calculado, recorre-se ao mtodo a ser descrito no item 3.4. Para corpos de prova com formatos irregulares recorre-se ao mtodo da imerso.

    O princpio do ensaio baseado na Lei de Arquimedes: Um fluido em equilbrio exerce sobre um corpo um empuxo de intensidade igual ao peso do volume deslocado,

    quando este corpo for imerso dentro deste fluido. O procedimento experimental descrito abaixo.

    Moldar um corpo de prova com formato aproxidamente esfrico, com dimetro da ordem de 2 a 5 cm e determinar a sua massa ao ar (Ms).

    Aplicar uma camada de parafina sobre o corpo de prova. O objetivo desta camada impermeabilizar a amostra.

    Determinar a massa do conjunto parafina solo, ao ar [M (solo + par) ar] e depois imerso em gua destilada [M (solo + par) imerso].

    Determinar a temperatura da gua para se obter a massa especfica da gua nesta temperatura.

    O volume do corpo calculado pela equao de Arquimedes:

    imersoparsoloWparsoloWE ar )()( ++= (Equao 4) Onde:

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    arar parsologMparsoloW )()( +=+ imersoimerso parsologMparsoloW )()( +=+

    wparsoloVE ).( += Assim, a Equao 4 pode ser reescrita da seguinte forma:

    w

    ar imersoparsoloMparsoloMparsoloV

    )()()( ++=+ (Equao 5)

    O volume da camada de parafina usada na impermeabilizao do corpo de

    prova tambm deve ser calculado. Para isto, molda-se um corpo de prova de parafina derretida e resfriada, com procedimento anlogo ao da moldagem da amostra de solo. Determina-se a massa da parafina (Mpar).

    Em seguida, amarra-se o corpo de prova na linha, e fixa-se nele um contrapeso de massa j conhecida (Mcpi). Fixa-se o conjunto corpo de prova de parafina-contrapeso ao prato de balana, imergindo- o em gua. Determina-se a massa do conjunto imerso em gua (Mconj.imerso).

    A massa especfica da parafina determinada pela Equao 6.

    imersoconjcpiparaf

    aguaparafparaf MMM

    M

    .

    +

    =

    (Equao 6)

    Desta forma, pode-se determinar o volume ocupado pela parafina no corpo de prova.

    par

    parMsarparsoloMV

    +

    =

    )( (Equao 7)

    Onde M corresponde a massa da amostra de solo ao ar.

    Em termos aproximados, a massa especfica da parafina corresponde a 0,912 g/cm3. Assim, o volume do corpo de prova da amostra ser calculado pela diferena entre as Equaes 5 e 7.

    parparsolosolo VVV = + )( (Equao 8)

    A massa especfica aparente natural da amostra ser calculada pela Equao 9, sendo expressa em trs algarismos significativos , em, g/cm.

    solo

    solo

    VM

    = (Equao 9)

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    Tabela 15. Determinao dos ndices fsicos de uma argila pelo Processo da Imerso.

    ARGILA ARENOSA VERMELHA SO CARLOS JARDIM MEDEIROS PROF: 1,5 M TCNICO: Z LUIZ DATA: 14/09/93

    Massa do solo ao ar g 90,47

    Massa (solo + parafina) ar g 99,89

    Massa (solo + parafina) imerso g 30,12

    Massa da parafina g 9,42

    Massa especfica da parafina g/cm 0,912

    Volume da parafina g/cm 10,33

    Temperatura da gua C 22,5

    Massa especfica da gua g/cm 0,99765

    Volume (Solo + parafina) g/cm 69,93

    Volume do solo g/cm 59,60

    Massa especfica do Solo g/cm 1,518

    ndices Fsicos

    1,518 w % 21,7

    w 1,000 e 1,248

    s 2,848 N % 56,1

    d 1,247 Sr % 48,3 Fonte: Nogueira, J.B. (2001).

    3.4. Mtodo do Corpo de Prova Cilndrico

    Este mtodo consiste em moldar um corpo de prova de volume conhecido, geralmente cilndrico, de uma amostra de solo indeformada.

    Primeiro, retira-se uma amostra de forma prismtica (8 x 8 x 15cm) do bloco indeformado. Esta amostra ento colocada sobre o bero para retirada do excesso do solo do topo e da base, de forma a deix-las planas e paralelas, e com altura final entre 10,5 e 13,0 cm.

    Em seguida, a amostra dever ser levada ao torninho de talhagem, onde com o auxlio de facas, esptulas ou arco cortante, ser talhada at atingir o formato de um cilindro.

    Terminada a talhagem, fazer trs leituras de dimetro e altura do corpo de prova em diferentes posies. Utilizar os valores mdios das dimenses do corpo de prova para o clculo do seu volume.

    Determinar a massa do corpo de prova para determinar a massa especfica aparente do solo atravs da Equao 10.

    solo

    solo

    VM

    = (Equao 10)

    Neste mtodo tambm podem ser utilizados anis de cravao de volumes

    conhecidos para moldagem do corpo de prova. Geralmente, utilizam-se os anis

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    utilizados nos ensaios de adensamento e triaxial, e as caixas utilizadas nos ensaios de cisalhamento direto.

    A Tabela 16 colocada abaixo um exemplo que resume os conceitos e frmulas enunciadas nesta aula.

    Tabela 16. Determinao dos ndices fsicos de uma argila arenosa pelo mtodo do

    Corpo de Prova Cilndrico.

    ARGILA ARENOSA VERMELHA So Carlos Jardim Medeiros Prof: 1,5 m Tcnico: Z Luiz Data: 14/09/93

    Determinao 1 2 3

    Cpsula n P71 P154 P217

    Massa (Solo + Cpsula) g 22,49 21,96 23,21

    Massa ( Slidos + Cpsula) g 20,48 19,99 21,39

    Massa da Cpsula g 11,20 10,93 12,97

    Massa de gua g 2,01 1,97 1,82

    Massa de slidos g 9,28 9,06 8,42

    Teor de Umidade % 21,7 21,7 21,6

    Massa Especfica

    Altura: (11,73; 11,75; 11,80; 11,74) cm 11,76

    Dimetro: (4,95; 4,89; 4,94; 4,96; 4,91) cm 4,93

    rea cm 19,09

    Volume cm 224,50

    Massa g 339,08

    Massa Especfica g/cm 1,510

    ndices Fsicos

    Massa Especfica do solo: g/cm 1,510 Massa Especfica dos slidos: s g/cm 2,848 Massa Especfica da gua: g/cm 1,000 Massa Especfica Seca: d g/cm 1,241 Teor de Umidade: w % 21,7

    Porosidade: n % 56,5

    Grau de Saturao: Sr % 47,5

    ndice de Vazios e 1,30 Fonte: Nogueira, J.B. (2001).

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    Aula Prtica 4. ndices Fsicos do Solo: Determinao da

    Massa Especfica dos Gros.

    4.1. Determinao da Massa Especfica dos Slidos

    o Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) Normas Brasileiras (NBR) 6458 Solo - Determinao da massa especfica dos gros pelo mtodo da balana hidrosttica.

    o ABNT NBR 6508 Gros de Solos que passam na peneira 4,8 mm - Determinao da Massa Especfica.

    A massa especfica dos slidos de um solo (s) o valor mdio da massa especfica dos gros dos minerais que o compe, ou seja, os vazios no so computados ou considerados. Por definio:

    VsMs

    S = (g/cm3) (Equao 11)

    Assim como o teor de umidade e a massa especfica aparente, a massa

    especfica dos slidos constitui um dos ndices fsicos do solo, completando os trs parmetros fsicos que podem ser determinados em laboratrio. A obteno da massa especfica dos slidos necessria para o clculo do ensaio de sedimentao (ensaio de granulometria conjunta), e para determinao dos demais fsicos do solo por meio de correlaes matemticas.

    Alm disto, a massa especfica dos slidos de um solo funo da composio mineralgica e da porcentagem de ocorrncia de cada um deles no solo. A Tabela 17 apresenta intervalos de variao da massa especfica dos slidos de alguns minerais.

    Tabela 17. Massa especfica de alguns minerais.

    Mineral Massa especfica (g/cm3) Feldspato 2,590 2,900

    Mica 2,700 3,200 Caulinita 2,600 2,650

    Montmorilonita 2,500 2,800 Goetita 4,400 Quartzo 2,650

    Fonte: Prprio Autor (2014). Como em um solo podem existir partculas de natureza variada, como tamanho

    e composio mineralgica, em geral h mais interesse em determinar o peso especfico mdio das partculas slidas que o compem. A frao mais fina dos solos costuma ter natureza distinta da frao mais grossa, j que gerada mais por decomposio qumica do que desintegrao mecnica. Por isso, as normas descrevem a determinao da massa especfica mdia ou da densidade mdia das partculas de

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    dois modos, para solos granulares (partculas com dimetro maiores que 4,8 mm) e solos finos (partculas com dimetros menores que 4,8 mm).

    Uma observao importante que no se pode confundir massa especfica dos gros com massa especfica seca aparente de uma amostra. Nesta ltima, levado em considerao o volume total da amostra. A determinao da massa especfica dos slidos por ser feita pelo mtodo da balana hidrosttica, para gros maiores que 4,8mm, e pelo mtodo do picnmetro, para gros menores que 4,8mm.

    A seguir sero descritos os procedimentos para o mtodo do picnmetro.

    Tomar cerca de 120 g (para solos arenosos) ou de 100 g (para solos argilosos e siltosos) quando for empregado picnmetro de 1000 cm3, e anotar a massa como M1. Se for utilizado o picnmetro de 500 cm

    3, tomar a metade do material.

    Colocar a amostra a ser ensaiada em cpsula com gua destilada durante pelo menos 12 horas. Com o restante do material, efetuar a determinao do teor de umidade.

    Transferir a amostra para o copo de disperso, tomando-se a precauo de evitar perda de material. Acrescentar gua destilada at cerca da metade do volume do copo e dispersando durante 15 minutos.

    Transferir a amostra para o picnmetro com auxlio do funil de vidro, lavando-se o copo de disperso e o funil de vidro com gua destilada para completa remoo do material.

    Adicionar gua destilada at cerca de metade do volume do picnmetro. A seguir, aplicar vcuo durante pelo menos 15 minutos, agitando o picnmetro em intervalos regulares de tempo. Este processo para retirada de bolhas de ar da gua e dos gros, conforme mencionado anteriormente.

    Adicionar gua destilada at cerca de 1 cm abaixo da base do gargalo e repetir o item anterior.

    Acrescentar gua destilada at cerca de 1 cm abaixo da marca de calibrao do picnmetro, deixando-o em repouso at que a temperatura do mesmo se equilibre com a do ambiente.

    Com o auxlio de um conta-gotas, fazer coincidir a base do menisco com a marca de referncia.

    Enxugar a parte externa do picnmetro e a parte interna do gargalo, acima do menisco.

    Pesar o conjunto picnmetro com solo e gua, e anotar como M2 (com resoluo de 0,01 g), determinando em seguida sua temperatura (com resoluo de 0,1 oC).

    Com o valor da temperatura, obter, na curva de calibrao, a massa do picnmetro cheio de gua at a marca de referncia e anotar como M3. No caso de no haver curva de calibrao disponvel, pesar o picnmetro apenas com gua destilada isenta de ar, na mesma temperatura em que foi obtido M2.

    Calcular a massa especfica dos gros pela frmula abaixo:

    S SS

    TM

    M M M=

    +

    3 2 (Equao 13)

    Sendo:

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    )100(1001

    w

    MM S +

    =

    (Equao 14)

    Onde: MS massa do solo seco

    S massa especfica dos gros do solo, em g/cm3 M1 massa do solo mido M2 massa do picnmetro + solo + gua, na temperatura T do ensaio M3 massa do picnmetro cheio de gua at a marca de referncia, na temperatura T do ensaio w umidade inicial da amostra

    T massa especfica da gua na temperatura T de ensaio.

    O resultado final a mdia obtida de pelo menos dois ensaios considerados satisfatrios, ou seja, quando os seus resultados no diferirem de mais que 0,02 g/cm3, e deve ser expresso com trs algarismos significativos, em g/cm3.

    4.2. Procedimento de Calibrao do Picnmetro

    A calibrao do picnmetro pode ser realizada por dois procedimentos, o experimental (mais comum) e pelo processo terico, e dever ser realizada antes da execuo do ensaio.

    No processo experimental, consiste em obter a curva de calibrao do picnmetro, onde as temperaturas so colocadas em abscissas e a massa do picnmetro com gua, em ordenadas. Segue-se abaixo o procedimento do ensaio:

    Determinar a massa do picnmetro de 1000 ml seco e vazio.

    Colocar gua destilada no picnmetro at a marca de referncia do gargalo, homogeneizando a sua temperatura, usando o prprio termmetro;

    Determinar a temperatura da gua em trs profundidades com aproximao de 60C.

    Secar a face externa do picnmetro e determinar a massa do picnmetro com gua (M).

    Repetir os procedimentos anteriores variando a temperatura e pesando, sempre com o volume completado, o conjunto massa de picnmetro mais gua.

    Construir grfico com os valores de temperatura nas abscissas e as massas nas ordenadas. A escala utilizada deve permitir obter as massas com aproximao de 0,1g.

    Quando a gua est a baixas temperaturas ela contrai, sendo necessrio injetar gua. J em altas temperaturas, ocorre dilatao, sendo preciso retirar gua.

    A fim de se verificar a ordem de grandeza dos resultados obtidos atravs do mtodo experimental, pode-se calcular alguns pontos, pela frmula de Lambe:

    M = Mp + Vp (1 + T x ) (w - ar) (Equao 15)

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    Onde: M = massa do picnmetro com gua temperatura T Mp = massa do picnmetro Vp = volume do picnmetro, na temperatura de calibrao

    T = T - Tc T = temperatura da gua em oC Tc = temperatura de calibrao do picnmetro

    = coeficiente de expanso cbica do vidro pirex = 0,108 x 10-4 oC w = massa especfica da gua temperatura T ar = massa especfica do ar e considerada constante = 0,0012 g/cm3

    O esquema descrito a seguir sintetiza os procedimentos da norma:

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    Tabela 18. Resumo do ensaio: Massa Especfica dos Slidos.

    Fonte: Modificado da ABNT NBR 6508 : 1984.

    Massa Especfica dos Slidos Mtodo de determinao da massa especfica dos gros de solo que passam na peneira # 4 (4.76 mm) por meio do picnmetro - NBR 6508

    1 2 3 4

    Da amostra reduzida: Pesar 120 g de amostra para solos arenosos ou 100 g para argilosos em massa seca.

    Cobrir a amostra com gua destilada por 12 horas no mnimo. Com o material restante, determinar o teor de umidade da amostra.

    Agitar no dispersor por 15 minutos ou mais, sem defloculante. Transferir para o picnmetro de 500 cm3 com auxlio do funil de haste longa.

    Aplicar vcuo de no mnimo 88 kPa, por 15 min. Aquecer em banho-maria se necessrio, para remoo completa de bolhas de ar.

    5 6 7

    Completar com gua destilada e deaerada at a marca de referncia. Deixar o picnmetro em geladeira at temperatura de 15 C.

    Determinar a temperatura em 3 nveis do picnmetro. Se estiver dentro do intervalo de temperatura (15 a 25 C), acertar o menisco (tangente a marca de referncia). Secar o gargalo interno e a parede externa do picnmetro. Determinar a massa do conjunto frasco + gua + slidos. Resoluo na pesagem: 0,01 g. Repetir este processo para mais 4 temperaturas que estejam dentro do intervalo.

    Obter da curva de calibrao ou pela frmula (ASTM), a massa do picnmetro + gua, para as temperaturas de ensaio.

    8 9 Observaes: Aps a concluso do ensaio, recolher o material restante em um pirex e sec-lo, para a determinao da massa de slidos (MS).

    Com os dados do ensaio, calcular a Massa Especfica dos Slidos (s).

    a) Considerar os resultados satisfatrios quando atenderem ao critrio de rejeio de valores.

    b) s: mdia de pelo menos trs ensaios satisfatrios, expresso com trs algarismos significativos.

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    Aula Prtica 5. Anlise Granulomtrica Conjunta

    5.1. Introduo O ensaio de granulometria usado para determinar a curva de distribuio

    granulomtrica do solo, isto , a porcentagem em peso que cada faixa especificada de tamanho representa na massa seca total utilizada no ensaio.

    O ensaio de granulometria dividido em peneiramento (solos grossos e finos) e sedimentao (solos finos). Quando o solo apresenta as duas fraes de solo, realizam-se os dois procedimentos, o que constitui a anlise granulomtrica conjunta.

    A partir dos resultados obtidos neste ensaio, pode-se construir a curva de distribuio granulomtrica do solo. Alm da determinao das fraes predominantes no solo, tambm se pode obter a graduao do solo. Isto , pode-se verificar se um solo bem graduado ou mal graduado e, a partir da, prever o comportamento mecnico e hidrulico do solo.

    Neste ensaio so utilizadas vrias normas:

    Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) Norma brasileira (NBR) 5734 Especificao de peneiras para ensaios

    ABNT NBR 6457Preparao de amostras para ensaio normal de compactao e ensaios de caracterizao

    ABNT NBR 7181 Ensaio de granulometria

    5.2. Equipamentos e Acessrios Utilizados

    Repartidor de amostras;

    Estufa com temperatura entre 105 a 110 C;

    Balanas para determinao de massa at 2,0 k e 10 k;

    Jogo de peneiras: 50, 38, 25, 19, 9.5, 4.8, 2.0 (peneiramento grosso), 1.2, 0.6, 0,4, 0,25, 0,15 e 0,075 (peneiramento fino) mm;

    Cpsulas de alumnio para determinao do teor de umidade;

    Bandeja metlica;

    Almofariz e soquete com ponta de borracha;

    Destorroador de madeira;

    Agitador de peneiras e agitador eltrico;

    Proveta graduada de 1000 ml;

    Densmetro graduado;

    Termmetro;

    Cronmetro;

    Bquer de vidro com capacidade de 250 cm3.

    5.3. Operaes Preliminares Preparao de amostras

    Aps o recebimento e preparao da amostra, retira-se uma quantidade de amostra reduzida conforme o tipo de ensaio (Tabela 10 Aula prtica 2).

  • 38

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    Com esta quantidade de amostra reduzida se realiza o procedimento preliminar de separar a frao fina da frao grossa, conforme descrito abaixo:

    Determinar a quantidade de amostra mencionada (massa da amostra seca ao ar), e anotar como Mh.

    Passar este material na peneira de 2 mm, destorroando-o e tomando a precauo de estarem retidos na peneira somente gros maiores que a abertura da malha;

    Lavar a parte retida na peneira de 2 mm, a fim de eliminar o material fino aderente e secar a 105 - 110oC, at constncia de massa. Este material retido ser usado no peneiramento grosso;

    O material que passa na peneira de 2 mm ser usado para a sedimentao e peneiramento fino, sendo que deste material sero retirados

    a. 100 g para a determinao do teor de umidade pelo mtodo da estufa

    b. 120 g, no caso de solos arenosos, ou cerca de 70 g, no caso de solos siltosos ou argilosos, para o ensaio de sedimentao e/ou peneiramento fino.

    5.4. Anlise Granulomtrica Conjunta

    Aps a preparao das amostras, conforme o item 5.3, pode-se realizar o ensaio de granulometria conjunta, o qual constitudo de trs etapas: Peneiramento Grosso, Peneiramento Fino e Sedimentao, os quais sero descritos abaixo. No caso de solos com poucos finos, pode-se optar por no fazer o ensaio de sedimentao. Esta deciso baseada na suposio de que a quantidade de finos to pequena a ponto de no exercer influncia significativa no comportamento dos solos. Caso seja necessrio o ensaio de sedimentao, o peneiramento fino ser realizado ao trmino deste.

    5.5. Peneiramento Grosso O peneiramento grosso realizado utilizando-se a quantidade de solo que fica

    retida na peneira #10 (2,0 mm), no momento da preparao da amostra, seguindo-se o seguinte procedimento experimental:

    Preparar as peneiras conforme a NBR 5734 e de modo que sejam colocadas umas sobre as outras e com as aberturas das malhas na seguinte ordem de cima para baixo: 50; 38; 25; 19; 9,5, 4,8 mm e 2,0 mm

    Utilizando o agitador mecnico, passar o material retido na peneira #10 (2,0mm) neste conjunto de peneiras durante aproximadamente 10 minutos.

    Pesa-se a massa retida acumulada em cada peneira, at chegar a peneira # 10.

    A soma de todas as massas retidas (ou o retido acumulado na peneira de 2,0 mm) ser anotada como MG (material grado).

  • 39

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    5.6. Peneiramento Fino

    Neste caso, deve-se realizar o peneiramento fino com a quantidade de solo que consegue passar na peneira de malha # 10 (2,0mm), no momento da preparao da amostra, seguindo-se o seguinte procedimento experimental:

    Pesar a amostra do solo preparado no item 5.3 e anotar esta massa como Mu (amostra mida).

    Determinar o teor de umidade deste solo.

    Lavar na peneira de # 200 (0,075mm) o material obtido (Mu) e aps, secar em estufa.

    Empilhadas as peneiras finas (1.2, 0.6, 0.42, 0.25, 0.15 e 0.075mm), colocar o material seco retido na peneira # 200 neste conjunto de peneiras e aps agit-lo mecanicamente ou manualmente.

    Pesar a amostra retida acumulada em cada peneira.

    Caso o ensaio de granulometria seja realizado com sedimentao, o peneiramento fino ser realizado ao trmino desta.

    5.7. Sedimentao

    Com a amostra preparada, executar as seguintes operaes:

    Pesar e anotar o material a ser utilizado no ensaio de sedimentao como Mu (amostra mida). Tomar ainda cerca de 100 g para trs determinaes da umidade higroscpica.

    Colocar esta massa Mu em imerso com defloculante (125 cm3 soluo de

    hexametafosfato de sdio) num um bquer de 250 cm3. Agitar o bquer at que todo o material fique imerso.

    Deixar o material em repouso por um perodo mnimo de 24 horas.

    Transferir este material para o copo de disperso e agitar no dispersor eltrico por cerca de 15 minutos.

    Transferir novamente todo o material, colocando-o numa proveta graduada de 1000 cm3. Completar a soluo com gua destilada at a marca de 1000 cm3.

    Realizar o agitamento da mistura com movimentos enrgicos de rotao, durante 1 minuto.

    Apoiar a proveta numa superfcie horizontal e, to rpido quanto possvel, acionar o cronmetro para contagem do tempo.

    Anotar a hora exata do incio da sedimentao e mergulhar cuidadosamente o densmetro na disperso.

    Fazer as leituras do densmetro nos instantes de 30s, 1min e 2 min, e retirar cuidadosamente o densmetro. A introduo e retirada do densmetro devem ser realizadas lentamente e com um leve movimento de rotao.

    Aps, fazer as leituras do densmetro nos instantes de 4, 8, 15 e 30 minutos, 1, 2, 4, 8 e 24 horas a contar do incio da sedimentao, mergulhando o densmetro cerca de 15 a 20 segundos antes de cada leitura.

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    Conservar do lado da proveta em suspenso, outra proveta com gua destilada, onde sero mantidos o termmetro e o densmetro durante os intervalos de tempo entre leituras.

    Aps cada leitura, excetuadas as trs primeiras, medir a temperatura da disperso.

    Realizada a ltima leitura, lavar o material da proveta na peneira de # 200 (0,075 mm), para a realizao do peneiramento fino.

    Secar a poro retida numa estufa e realizar o peneiramento fino (material retido entre as peneiras de # 10 e # 200).

    Pesar a amostra retida e retida acumulada em cada peneira, conforme o mesmo procedimento realizado no peneiramento grosso. Entretanto, esta porcentagem calculada a porcentagem parcial, pois representa a porcentagem em relao amostra seca usada no ensaio de sedimentao.

    Para se obter a porcentagem em relao amostra total, basta multiplicar estes resultados pela frao do material seco passado na peneira de 2,0 mm (material total) e dividir por 100, obtendo-se o valor em percentagem.

    5.8. Clculos

    Para a elaborao da curva granulomtrica do solo, devem-se efetuar clculos para os trs procedimentos experimentais: peneiramento grosso, peneiramento fino e ensaio de sedimentao, conforme descritos a seguir:

    5.8.1. Peneiramento grosso

    a. Calcular a massa total da amostra seca (Ms) pela seguinte expresso:

    ( ) GGTS MwMMM +

    +

    =

    1)(

    (Equao 16)

    Onde: MS massa total da amostra seca;

    MT massa da amostra seca ao ar; MG massa do material seco acumulado retido na peneira de 2,0 mm; w umidade higroscpica do material passado na peneira de 2 mm, expresso

    em nmero decimal. b. Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 50, 38, 25, 19; 9,5; 4,8 e 2,0 mm (peneiramento grosso), utilizando-se a expresso:

    ( ) 100=S

    iSgp M

    MMP

    (Equao 17)

    Onde: Ppg = porcentagem de material passado em cada peneira; MS = massa total da amostra seca; Mi = massa do material retido acumulado em cada peneira.

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    Profa. Karla Maria Wingler Rebelo _____________________________________Mecnica dos Solos

    5.8.2. Peneiramento fino

    a. Calcular a massa total da amostra seca usada no