Aula N° 6-Propriedades Fisicas do sol

CESUMAR

2012 M.Sc; eng.o Mauro Jos Souza Araujo

MECNICA DOS SOLOS

Umidade ndice de vazios

Porosidade Grau de saturao

Compacidade relativa

PROPRIEDADES DO SOLO

TEOR DE UMIDADE

Prof. Mauro Araujo

SOLOS

Fsicas

Propriedades

Mecnicas

Prof. Mauro Araujo

Fsicas P

rop

ried

ades

Indice de Vazios

Peso Especfico

Porosidade

Teor de Umidade

Grau de Saturao

Compacidade

Consistncia

Atividade

Prof. Mauro Araujo

Mecnicas P

rop

ried

ades

Res. Cisalhamento

Atrito interno

Coeso

Prof. Mauro Araujo

SLIDOS GUA AR

SOLOS

Prof. Mauro Araujo

SOLO

V a

Vw

Vs

Ww

Ws

V W

Ws- peso de slidos ( kg ) W w- peso da gua ( kg )

Vs- volume de slidos ( m3 ) V w- volume da gua ( m3 ) V a volume de vazios ( m3 )

Prof. Mauro Araujo

w = teor de umidade ( % )

W s- peso de slidos ( kg ) W w- peso da gua ( kg )

RELAES ENTRE PESO E VOLUME

TEOR DE UMIDADE

w = Ww / WS

W= Ww + WS

Ww

Ws

Prof. Mauro Araujo

Prof. Mauro Araujo

Descrio de Medidor de ph e umidade do solo - ph-2500

Prof. Mauro Araujo

12,25

TEOR DE UMIDADE

w = Ww / WS

Prof. Mauro Araujo

V - volume total ( m3 ) W peso total ( slidos +gua) ( kg )


g = W / V W V

natural

g= peso especfico natural ( KN/m3 )

r= massa especfica seca ( Kg /m3) r = Ws / V

Unidade do SI

PESO ESPECIFICO

MASSA ESPECIFICA ou

SI sistema internacional

( KN/m3 )

( Kg /m3)

Prof. Mauro Araujo

gd= peso especfico seco ( KN/m3 )


PESO ESPECIFICO

gd = Ws / V Ws V

seco

W s- peso de slidos ( kg ) V- volume total ( m3 ) w teor de umidade ( % )

gd = g

( 1+ w )

rd= massa especfica seca ( Kg /m3) rd = Ws / V

Unidade do SI

MASSA ESPECIFICA ou

Prof. Mauro Araujo

r = 1000 ( kg / m3 )

Massa especfica da gua

9,81 N => 1,00 kg

9,81 KN/ m3(agua)

CONVERSO DE kg N

1,0 kg 9,81 N

Peso especfico da gua g w

9810 N/ m3(agua)

1,0 kg 9,81 N x 9810 N

Prof. Mauro Araujo

g= peso especfico do material( KN/m3 )

g( KN/m3 ) = g r ( kg / m3 ) 1000

g = acelerao da gravidade ( 9,81 m/s2 )

9,81( KN/m3 ) = 9,81 r ( kg / m3 ) 1000

r = 1000 ( kg / m3 )

Massa especfica da gua ( kg/m3)

g = 9,81( kN / m3 )

Massa especfica da gua Prof. Mauro Araujo

natural

PESO ESPECIFICO

MASSA ESPECIFICA ou

17 KN/m3 a 21 KN / m3

Argila moles 14 KN/m3

PESO ESPECIFICO

Prof. Mauro Araujo

g = W / V

PESO ESPECIFICO

Prof. Mauro Araujo

V= Vs + Vw + Va

W = peso do solo ( kg ) Ws- peso de slidos ( kg ) W w- peso da gua ( kg )

V - volume total ( m3 ) V s- volume de slidos ( m3 ) V w- volume da gua ( m3 ) V a volume de vazios ( m3 )


INDICE DE VAZIOS

VV

e = Vv / Vs

e = areias naturais 0,5 a 0,8 e = solos coesivos 0,7 a 1,1

e = um das caractersticas mais importante do solo Influencia na (Permeabilidade- compressibilidade e resistncia a ruptura) Prof. Mauro Araujo

V= Vs + Vw + Va

W = peso do solo ( kg ) Ws- peso de slidos ( kg ) W w- peso da gua ( kg ) h - porosidade



VV

POROSIDADE

h = Vv / V

Varia de 30 a 70 %

Prof. Mauro Araujo

S= grau de saturao ( % ) A = grau de aerao ( % )

V - volume total V s- volume de slidos ( m3 ) V w- volume da gua ( m3 ) V a volume de vazios ( m3 )


GRAU DE SATURAO

S = Vw / Vv

GRAU DE AERAO

A = 1 - S

Prof. Mauro Araujo

V= Vs + Vw + Va

W = peso do solo ( kg ) Ws- peso de slidos ( kg ) W w- peso da gua ( kg ) h - porosidade



VV

POROSIDADE

h = Vv / V

INDICE DE VAZIOS

e = Vv / Vs

Prof. Mauro Araujo

Porosidade ndice Vazios Denominao

> 50 > 1,00 Muito alta

50 -45 1,00 0,80 Alta

45- 35 0,80 0,55 Mdia

35 -40 0,55 0,43 Baixa

< 40 < 0,43 Muito baixa

Classificao da porosidade e do ndice de vazios nos solos

Fonte : IAEG ( 1974)

PESQUISAR

QUAL O INDICE DE VAZIOS E A POROSIDADE DA ARGILA DE MARINGA ????

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RELAES ENTRE

PESO ESPECFICO, INDICE DE VAZIOS ,

TEOR DE UMIDADE E PESO RELATIVO

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Ws = Gs g w gw = ws / Gs

Ww= w Ws

Gs = peso especfico relativo dos slidos (KN/m3 )

Ww=peso da gua W s- peso de slidos w teor de umidade g

w peso especfico da gua- 9,81 KN/m3

Ww= w Gs g w

Prof. Mauro Araujo

Vw = w Gs

Vs = 1

Ww = w Gs g w

Ws = GS * g w

W s- peso de slidos W w peso da gua

Gs peso especfico relativo w teor de umidade

g w peso especfico da gua 9,81 KN/ m3

Vv= e

w V= 1 + e

peso volume

Trs fases separadas de solo com volume

de slidos do solo igual a 1

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INDICE DE VAZIOS

PESO ESPECIFICO

seco

natural

PESO ESPECIFICO

e = Gs g w - 1 g d

g d = Ws= Gs g w V 1 + e

g = W = Ws+W w = Gs g w + w Gs gw = (1+w) Gs gw V V 1 + e 1 + e

Prof. Mauro Araujo

INDICE DE VAZIOS

PESO ESPECIFICO

saturado

Com base no grau de saturao

e = w Gs

S * e = w Gs

g sat = W = Ws+W w = Gs g w + e gw = (Gs+ e) gw V V 1 + e 1 + e

Prof. Mauro Araujo

Vv= Vw = e

Vs = 1

Ww = e g w

Ws = GS g w

W s- peso de slidos W w peso da gua


g w peso especfico da gua rw massa especifica da gua (kg/m

3) e = ndice de vazios

w V= 1 + e

peso volume

Elemento de solo saturado com volume de

slidos do solo igual a 1

r = ( 1 + w) Gs r w 1 + e

Massa especifica

Prof. Mauro Araujo


rw massa especifico da gua (kg/m3) e = ndice de vazios

r = ( 1 + w) Gs r w 1 + e

Massa especifica

rd = Gs r w 1 + e

Massa especifica SECA

rsat = (Gs + e) r w 1 + e

Massa especifica SATURADA

Massa especifica

rw massa especifico da gua 1000 (kg/m3)

r = Gs r w + wGs rw 1 + e

Prof. Mauro Araujo

Vs = 1 h

Ww = w Gs r w ( 1- h )

Ws = GS * g w ( 1- h )

Vv= h

peso volume

V

Ww = w Gs r w ( 1- h )

Ws = GS * g w ( 1- h )

Prof. Mauro Araujo

Ww = w Gs r w ( 1- h )

Ws = GS * g w ( 1- h )

gd = Gs rw ( 1- h ) 1

g = Gs gw ( 1- h ) ( 1 +w) g sat= ( 1- h) Gs gw + h gw

w = h (1-n) Gs

g sat=[ ( 1- h) Gs + h ] gw

w = h gw (1-n) gw Gs

Teor de umidade de solo saturado

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PESO ESPECIFICO

NATURAL ( g ) PESO ESPECIFICO SECO ( gd ) PESO ESPECIFICO Saturado ( gsat )

g = ( 1 + w) Gs g w 1 + e

g = ( Gs + S e ) g w 1 + e

g = ( 1 + w ) Gs g w 1 + w Gs S

g = Gs g w (1-n) (1 + w)

g = Gs g w (1-n) + S g w

gd = g

1 + w

gd = Gs gw

1 + e

gd = Gs gw

1 + (w Gs )

S

gd = Gs g w (1-n)

gd = e S gw

(1 + e) w

gd = gsat - e gw

(1 + e)

gd = gsat - ng w

gd = ( gsat - gw ) Gs

( Gs - 1)

gsat= ( Gs + e) gw

(1 + e)

gsat = [(1-h) Gs + n] gw

gsat = [ ( 1 + wsat) ] (Gs gw )

(1 + wsat Gs)

gsat = ( e ) (1 + wsat ) gw

(wsat ) (1 + e)

gsat = n ( 1+ wsat gw

wsat

gsat = gd + e gw

(1 + e)

gsat = gd + n g w

gsat = 1 1 gd + gw

Gs

gsat = gd(1+ w sat)

g W = 9,81 kN/m3

Prof. Mauro Araujo

g = W / V PESO ESPECIFICO

gd = Ws / V

MASSA ESPECIFICA SECA

PESO ESPECIFICO SECO

gd = g

( 1+ w ) PESO ESPECIFICO SECO

rd = Ws / V

r = Ws / V

rd = Gs r w 1 + e

MASSA ESPECIFICA SECA

MASSA ESPECIFICA

r = ( 1 + w) Gs r w 1 + e

MASSA ESPECIFICA

Prof. Mauro Araujo

e = Vv / Vs

e = Gs g w - 1 g d

e = w Gs

e = w Gs / S

e = h (1-h)

INDICE DE VAZIOS

e = ( 1 + w) Gs gw - g g

h = Vv / V

POROSIDADE

SATURADA

h = e (1+ e)

h = ( Gs g w ) - g d Gs g w

h = ( g sat - g d ) g w

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Compacidade Relativa

Dr = e max - e emax - e min

Dr = compacidade relativa e = ndice de vazios do solo in situ

e max = ndice de vazios do solo fofo

e min = ndice de vazios do solo compacto

Dr = ( 1- h min) (h max h)

(h max - h min ) ( 1- h )


Descrio solo

0-15 Muito fofo

15-70 Fofo

50-70 Medianamente compacto

70-85 Compacto

85-100 Muito compacto

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Descrio solo

0-15 Muito fofo

15-70 Fofo

50-70 Medianamente compacto

70-85 Compacto

85-100 Muito compacto

Dr = (g campo - g d min) g d max

(g d max - g d min ) g d campo

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