Aula 3 - Granulometria Do Solo

36
Aula 03 – Granulometria do Solo Prof. Paula Sant'Anna Moreira Pais [email protected]

description

Aula 3 - Granulometria Do Solo

Transcript of Aula 3 - Granulometria Do Solo

Page 1: Aula 3 - Granulometria Do Solo

Aula 03 – Granulometria do Solo

Prof. Paula Sant'Anna Moreira [email protected]

Page 2: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

Todos os solos, em sua fase sólida, contêm partículas de

diferentes tamanhos em proporções as mais variadas.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Pode afetar o comportamento do solo!!

Por isso é importante classificar um solo quanto à sua

granulometria, ou seja, quanto ao tamanho e porcentagens de

ocorrência.

Page 3: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

Tamanho das partículas constituintes

Solos grossos ou granularesSolos finos

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Solos grossos ou granulares

Pedregulhos Areias

Solos finos

SiltesArgilas

Page 4: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

PEDREGULHOS

Acumulações de fragmentos derocha.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

rocha. Sem coesão. Sem plasticidade. Mais comumente encontradosem margens de rios e depressõespreenchidas por materiaistransportados pelos rios.

Page 5: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

AREIAS

Ásperas ao tato; Não se contraem quando secas;

Sem plasticidade e pegajosidade;

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Sem plasticidade e pegajosidade; Não coesa; Formadas por cristais de quartzo eminerais primários.

Page 6: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

SILTES

Granulação fina;Pouca ou nenhuma plasticidade;

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Pouca ou nenhuma plasticidade; Ligeira coesão (forma torrões de fácil desagregação) ; Min. primários + secundários

Page 7: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

ARGILAS:

Granulação muito fina; Plasticidade e pegajosidade ,quando úmidas;

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Dura e muito coesa, quandoseca; Superfície específica alta; Expansão e contração; Minerais secundários (1:1 e2:1) e óxidos.

Page 8: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

Escalas granulométricas.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 9: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

Escalas granulométricas ABNT NBR 6502/1995.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 10: Aula 3 - Granulometria Do Solo

1. Introdução

Silte 0,06 - 0,002 mm

Representação esquemática do tamanho das partículas.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Argila < 0,002 mm

Areia 2 - 0,06 mm

Page 11: Aula 3 - Granulometria Do Solo

A análise granulométrica dos solos é um estudo da

distribuição das dimensões dos grãos de um solo. Ou seja, É a

determinação das dimensões das partículas do agregado e de

2. Análise Granulométrica do Solo

06/03/2016

determinação das dimensões das partículas do agregado e de

suas respectivas porcentagens de ocorrência.

Mecânica dos Solos - Aula 3

O ensaio de análise granulométrica do solo está

normatizado pela ABNT/NBR 7181.

Page 12: Aula 3 - Granulometria Do Solo

2. Análise Granulométrica do Solo

A análise granulométrica pode ser realizada:

Por peneiramento, quando temos solos granulares

(solos grossos) como as areias e os pedregulhos;

Por sedimentação, no caso de solos finos (siltes e

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Por sedimentação, no caso de solos finos (siltes e

argilas);

Pela combinação de ambos os processos;

Por difração de laser.

Page 13: Aula 3 - Granulometria Do Solo

3. Coleta e preparo do solo

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Amostras deformadas;

Coleta-se a amostra e armazena em um saco

plástico devidamente identificado.

Page 14: Aula 3 - Granulometria Do Solo

3. Coleta e preparo do solo

Deixe as amostras secarem ao

ar (evitando o contato direto com

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

ar (evitando o contato direto com

o sol), até que cheguem à

umidade higroscópica.

Page 15: Aula 3 - Granulometria Do Solo

3. Coleta e preparo do solo

Destorroe a amostra a fim de

evitar agregados do solo.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

evitar agregados do solo.

Após estes processos, a amostra do solo

estará pronta para ser analisada!!!

Page 16: Aula 3 - Granulometria Do Solo

4. Peneiramento

Procedimento utilizado para solos grossos (solos

granulares).

Objetivo: separação dos sólidos de um solo em

diversas frações.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

diversas frações.

Uso: para partículas (sólidos) com ø > 0,075 mm (P#200).

Material: uma série de peneiras de abertura de malhas

conhecidas.

Page 17: Aula 3 - Granulometria Do Solo

4. Peneiramento

Agitador de peneirasPeneiras para a análise granulométrica dos solos

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 18: Aula 3 - Granulometria Do Solo

4. Peneiramento

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 19: Aula 3 - Granulometria Do Solo

4. Peneiramento

Tipos de Peneiramento:

Peneiramento Grosso: separa partículas > 2 mm

Peneiramento Fino: separa partículas < 2 mm

Procedimento:

P#10

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Procedimento:

Uso de equipamento que permite a vibração;

Obtem-se a massa de solo retida ou passante;

Com isso calcula-se a porcentagem em peso retida ou

passante em cada peneira.

Page 20: Aula 3 - Granulometria Do Solo

4. Peneiramento

Exemplo de resultado da granulometria por peneiramento.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 21: Aula 3 - Granulometria Do Solo

5. Sedimentação

Como não existem peneiras para os solos finos (partículas

menores que 0,075 mm – P#200), para avaliar a sua

distribuição granulométrica utiliza-se o processo da

sedimentação.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

sedimentação.

Este processo é baseado na Lei de Stokes:

“A velocidade de queda de uma partícula esférica, de peso

específico conhecido, em um meio líquido rapidamente atinge

um valor constante que é proporcional ao quadrado do

diâmetro da partícula.”

Page 22: Aula 3 - Granulometria Do Solo

5. Sedimentação

t

zDxv ws

2

18

)(

A Lei de Stokes relaciona o

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

diâmetro equivalente das

partículas (D) com a

velocidade de sedimentação

(v) em um meio líquido de

viscosidade (μ) e peso

específico (γ) conhecidos

Page 23: Aula 3 - Granulometria Do Solo

5. Sedimentação

Esquema do ensaio de sedimentação:

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 24: Aula 3 - Granulometria Do Solo

5. Sedimentação

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 25: Aula 3 - Granulometria Do Solo

5. Sedimentação

t

zDxv ws

2

18

)(

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

t

zxD

ws

1800

Page 26: Aula 3 - Granulometria Do Solo

6. Granulometria Conjunta

Para solos, que tem partículas

tanto na fração grossa (areia e

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

tanto na fração grossa (areia e

pedregulho) quanto na fração

fina (silte e argila).

Page 27: Aula 3 - Granulometria Do Solo

8. Representação do Ensaio de Granulometria

Após obtidos os resultados no ensaio granulométrico do

solo, traça-se a curva granulométrica.

A curva granulométrica apresenta:

Nas abscissas:

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Nas abscissas:

Diâmetros equivalentes (em escala semi-logarítmica).

Nas ordenadas:

porcentagens acumuladas retidas, à esquerda;

as porcentagens que passam, à direita.

Page 28: Aula 3 - Granulometria Do Solo

9. Curva Granulométrica do Solo

Curva granulométrica em uma amostra de solo residual.

97%

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

42%

2%

Page 29: Aula 3 - Granulometria Do Solo

9. Curva Granulométrica do Solo

Curva granulométrica em uma amostra de solo residual.

97%Pedregulho: 100 – 97= 3%Areia: 97 – 42 = 55%Silte: 42 – 2 = 40%

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

42%

2%

Silte: 42 – 2 = 40%Argila: 2%

Page 30: Aula 3 - Granulometria Do Solo

Com base na granulometria e observado na curva

granulométrica, os solos podem ser:

mal graduados: solos que tem seus grãos variando

9. Curva Granulométrica do Solo

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

mal graduados: solos que tem seus grãos variando

dentro de pequenos intervalos.

bem graduados: solos que tem várias frações de

diâmetro diferentes misturadas.

Page 31: Aula 3 - Granulometria Do Solo

9. Curva Granulométrica do Solo

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Solos mal graduados

Page 32: Aula 3 - Granulometria Do Solo

9. Curva Granulométrica do Solo

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Page 33: Aula 3 - Granulometria Do Solo

10. Coeficientes Granulométricos do Solo

Diâmetro efetivo (D10): É o ponto característico da curvagranulométrica para medir a finura do solo, que corresponde aoponto de 10%, tal que 10% das partículas do solo possuemdiâmetro inferiores a ele.

10DDef

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

Coeficiente de uniformidade (Cu): Dá uma idéia da distribuiçãodo tamanho das partículas do solo. Indica, na verdade, a falta deuniformidade, pois quanto maior o seu valor, mais desuniforme osolo.

10

60

D

DCu

Cu<5 – solo uniforme;

5<Cu<15 – solo de uniformidade média;

Cu>15 – solo desuniforme.

Page 34: Aula 3 - Granulometria Do Solo

10. Coeficientes Granulométricos do Solo

Coeficiente Curvatura (Cc): Dá a idéia do formato da

curva permitindo detectar descontinuidades no conjunto.

1<Cc<3 – solo bem graduado

Cc<1 ou Cc>3 – solo mal graduado.

06/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 3

)()(

)(

6010

230

DxD

DCc

Cc<1 ou Cc>3 – solo mal graduado.

Page 35: Aula 3 - Granulometria Do Solo

Exemplo

Mecânica dos Solos - Aula 3 06/03/2016

9 0,60,02

Page 36: Aula 3 - Granulometria Do Solo

Solução :

Coeficiente de não uniformidade

Exemplo

45002,0

9

10

60 D

DCu

Cu<5 – solo uniforme; 5<Cu<15 – solo de uniformidademédia;

Mecânica dos Solos - Aula 3 06/03/2016

Coeficiente de curvatura

02,010D

2)9)(02,0(

)6,0(

)()(

)( 2

6010

230 DxD

DCc

média; Cu>15 – solo desuniforme.

1<Cc<3 – solo bem graduado Cc<1 ou Cc>3 – solo malgraduado.

Classificação: Solo bem graduado