CESUMAR

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

MECNICA DOS SOLOS

PESO ESPECFICO RELATIVO GRANULOMETRIA DOS SOLOS

CURVA DE DISTRIBUIO ENSAIOS DE CARACTERIZAO

PESO ESPECFICO RELATIVO

2,60 2,90

PESO ESPECFICO RELATIVO

Gs = Peso especfico do material Peso especfico da gua

MINERAL PESO ESPECFICO

Quartzo 2,65

Caulinita 2,60

Ilita 2,8

Montmorilonita 2,65-2,80

Haloisita 2,0-2,55

Feldspato potssico 2,57

Feldpspato sdico 2,62-2,76

Clorita 2,6-2,9

Biotita 2,8-3,2

Muscovita 2,76-3,1

Hornblenda 3,0-3,47

Limonita 3,6-4,0

Olivina 3,27-3,7 Solos argilosos 2,6 a 2,9

Tamanho da amostra 20 g de material passante na peneira 2,0 mm

Finalidade - Clculo do ensaio de sedimentao Determinao do ndice de vazios Demais ndices fsicos do solo

PESO ESPECIFICIO DO SOLO = DENSIDADE DO SOLO

NBR 6508 Determinao da massa especfica Mtodo de ensaio

Gros de solos que passam pela peneira de 4,8 mm

PESO ESPECFICO RELATIVO

Procedimento Experimental

a) Pesar o picnmetro seco;

b) Colocar uma certa quantidade da amostra no picnmetro e pesar

o picnmetro com solo;

c) Adicionar gua at metade do volume do picnmetro;

d) Ferver em fogareiro por 10 a 15 minutos ou aplicar vcuo por 15

minutos. Essa etapa destina-se a retirada de todo o ar existente entre

as partculas do solo;

e) Deixar o picnmetro em repouso at que sua temperatura se

estabilize anotando o valor da mesma;

f) Pesar o picnmetro com o contedo e anotar como Pas;

g) Obter na curva de calibrao do picnmetro o peso do picnmetro

cheio dgua e anotar como Pa;

f) Repetir o processo mais uma vez, no mnimo.

NBR-6508 Determinao da Massa Especfica de Gros de Solos

ENSAIO DE MASSA ESPECFICA DE SOLOS

Gs = gs / gw Gs = Ps (Ps + Pa - Pas ) gs - massa especfica real do solo Gs peso especfico ou densidade do solo gw - massa especfica da gua na temperatura do ensaio

Ps - peso do solo seco Pa - peso do picnmetro cheio de gua destilada Pas - peso do picnmetro cheio de gua e solo.

PESO ESPECFICO RELATIVO ( Gs )

EXEMPLO DE RESULTADOS DE ENSAIO

UMIDADE DOS SOLOS

EXEMPLO DE RESULTADOS DE ENSAIO

GRANULOMETRIA DOS SOLOS

O ensaio de granulometria o processo utilizado para a determinao da porcentagem em peso que cada faixa especificada de tamanho de partculas representa na massa total ensaiada.

ENSAIO DE GRANULOMETRIA

Dimetro efetivo

Analise granulomtrica

Coeficiente de Uniformidade

Coeficiente de Curvatura

Coeficiente de Segregao

Curva de distribuio granulomtrica

Tam

anh

o d

as

Pen

eira

s

SEGUNDO ASTM

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

Tam

anh

o d

as

Pen

eira

s

NBR 5734

Peneiras para ensaio

ENSAIO DE GRANULOMETRIA

ENSAIO DE GRANULOMETRIA

Agregados grados

Agregados midos

NBR 9935 Agregados: terminologia

Analise granulomtrica

argila silte Areia fina

pedregulho Areia mdia Areia grossa

ABNT

sedimentao peneiramento

IDENTIFICAO DOS SOLOS

NBR 7181 SOLO

De acordo com seu tamanho, as partculas de um solo podem ser classificadas como: pedregulho 2,0 mm < < 76,0 mm areia 0,075 mm < < 2,00 mm areia grossa 0,42 mm < < 2,00 mm areia fina 0,075 mm < < 0,42 mm silte 0,005 mm < < 0,075 mm argila < 0,005 mm

Granulometria

Logaritmo do dimetro das partculas ( mm )

% d

e m

ater

ial p

assa

do

10,0 kg para material com pedregulho grosso 2,0 kg para material com pedregulho fino 1,0 kg para material arenoso 0,5 kg para material siltoso/argiloso.

TAMANHO DA AMOSTRA

A. Seleciona-se uma quantidade representativa P1 de material seco ao ar ou mido; determina-se sua umidade:

B. Passa-se a massa P1 na peneira #10 (2,0mm); C. Do material que passar, separam-se 03 quantidades: P2 = 20 g para a determinao do peso especfico real das partculas; P3 = 50 a 100 g para a sedimentao; P4 = 200 a 600 g para o peneiramento fino.

P1

2,0 mm

Procedimento Experimental A. Peneiramento Grosso (material retido na peneira #10 = 2,0 mm) - Lava-se o material na peneira #10 (2,0mm), coloca-o na estufa; - Peneira-se o material seco, mecnica ou manualmente, at a peneira #10; -Pesa-se a frao retida em cada peneira;

B. Peneiramento Fino (material que passa na peneira #10=2,0 mm) - Lava-se o material na peneira #200 (0,075mm), coloca-o na estufa; -Passa-se o material seco nas peneiras menores que a #10; -Pesa-se a frao retida em cada peneira;

C. Sedimentao

-Coloca-se a massa P3 em banho (6 a 24 horas) com defloculante

(soluo de hexametafosfato de sdio);

- Agita-se a mistura no dispersor eltrico por 5 a 15 minutos;

- Transfere-se a mistura para a proveta graduada, completando com gua destilada at

1000 ml e realiza-se o balanceamento;

-Efetua-se leituras do densmetro nos instantes de

0s, 1, 2, 4, 8, 15, 30 min 1 2 4 8 25h ;

2,0 mm

2,0 mm

0,075 mm

Fraes < 0,075 mm Lei de Stokes: Onde V = velocidade

D = dimetro equivalente da partcula (mm) m = coeficiente de viscosidade do meio dispersor (10-4 Pa . s) g = acelerao da gravidade, cte = 9,81 m/s2

z = altura de queda das partculas, para as leituras do densmetro (cm) gs = massa especfica das partculas (g/cm

3) gw = massa especfica da gua, varivel com a temperatura (g/cm

3) t = tempo de sedimentao (s)

Ensaio de sedimentao

Tamanho da amostra 50 a 100 g

Analise granulomtrica

V=

Ensaio de sedimentao

Coleta da amostra

Preparao da amostra

Estufa Mo de grau

Secagem da amostra Aparelho para

desmanchar e

homogeneizar os gros

Coletar o solo que passar

na peneira 2,0 mm

1 kg de amostra

Pesar 70 g de solo

Da amostra que foi

peneirada

Passar a mistura para o copo de dispero

removendo-se com gua destilada o material retido

no bquer

Adicionar gua destilada at que atinja o nvel de

5,0 cm abaixo das bordas do copo e acionar o

aparelho durante 15 minutos

Passar o material do bquer para a proveta removendo todo o material aderido

ao copo com gua destilada .

Preencher a proveta com gua destilada at completar 1000 ml.

Agitar frequentemente com a baqueta de vidro para manter as partcula em

suspeno

Executar movimentos enrgicos de rotao durante 1 minuto

Mergular o densmetro na dispero.

Efetuar medies conforme as recomendaes da NBR-7181

Antes de proceder a leitura, colocar o densmetro cerca de 15 minutos antes do

ensaios.

Aps a leitura colocar o densmetro na gua

Realizada a ltima leitura coloca-se o material da proveta na peneira 200

(0,0075 mm) Proceder a lavagem da amostra

1- Determine o valor do dimetro da partcula pelo mtodo de

sedimentao.

Dados:

Leitura de queda 11,3 cm

Tempo 30 s = 0,5 min

Temperatura = 29 C

Gs= 2,8

K = 0,01178 Tabela 2.6 pg 24

D( mm) = 0,01178*4,753

D( mm) = 0,0559

EXEMPLO DE RESULTADOS Ensaio de sedimentao

D = K L (cm ) t (min ) Gs-peso do material T = temperatura de ensaio

L leitura do densmetro T = tempo de queda (min)

Valores de K

L

0s, 1, 2, 4, 8, 15, 30 min 1 2 4 8 25h

Coeficiente de uniformidade ( CU ) Coeficiente de curvatura ( Cc ) Coeficiente de Segregao ( So ) Onde

D10 = dimetro correspondente a 10% do material que passa D15 = dimetro correspondente a 15% do material que passa D25 = dimetro correspondente a 25% do material que passa D30 = dimetro correspondente a 30% do material que passa D60 = dimetro correspondente a 60% do material que passa D75 = dimetro correspondente a 75% do material que passa

INDICES

Cu = D 60 D 10

Cc = D 30 2

D 60 * D 10

Su = ( D 75 / D 25 ) 1/2

ndices obtidos atravs da a curva de distribuio granulomtrica

Cu = D 60 D 10

Coeficiente de uniformidade ( CU )

Indicador usado para estimar condutividade hidrulica- drenagem

Solos com granulometria uniforme ( Cu < 5 ) Uniformidade mdia ( 5 < Cu < 15 ) Desuniforme ( Cu > 15 )

Coeficiente de uniformidade ( CU )

Solos bem graduados ( Cc 1 a 3 )

Coeficiente de curvatura ( Cc )

Abertura (mm)

Massa Retida (g)

Massa Acumulada (g)

% Mais Fina

4,750 0 0 100

2,000 21,6 21,6 95,2

0,850 49,5 71,1 84,2

0,425 102,6 173,7 61,4

0,250 89,1 262,8 41,6

0,150 95,6 358,4 20,4

0,075 60,4 418,8 6,9

- 31,2 450

Determine o valor do coeficiente de uniformidade Cu e Coefeficiente de

curvatura Cc de uma amostra com 450 g

Cu = D 60 D 10

Cu = 0,41 60 0,09 10

Cu = 4,56

Cc = D 30 2

D 60 * D 10

Cc = 0,185 30 2

0,41 60 * 0,0910 Cc = 0,93

Curva 1: granulometria contnua Curva 2: granulometria descontnua Curva 3: granulometria uniforme

1

2

3

Porcentagem passando

UNIFORMEMENTE GRADUADO

GRADUAO CONTNUA

GRADUAO DESCONTNUA

Forma dos Gros

Paqumetro

- Esferoidal

- Achatado

- Prismtico

- Lamelar

Forma dos Agregados

Forma das Partculas

FORMA DAS PARTCULAS

angular subangular

Subarredondada arredondada

PARTCULAS VOLUMOSAS

Angularidade A = Raio mdio dos cantos e bordas Raio da esfera mxima inscrita

Esfericidade S = D e L p

De = 6 V / p 3 D e = dimetro equivalente

V = volume da partcula L p = comprimento da partcula

V= (4/3) * p.r3

V= (4/3) * p.r3

Determine a esfericidade de 2 agregados

Comprimento 1 Agregado 2,2 cm

Comprimento 2 Agregado 1,5 cm

Considerar volume = 8,2 cm3

De = 6 V / p 3

S = D e L p

S=?

Forma das Partculas

A = Raio mdio de cantos e bordas

Raio da esfera mxima inscrita

A = angularidade

VOLUMOSA

LAMINAR

FIBRILAR

Angular Subangular Subarredondado Arredonda

Argilo minerais

Coral

solos de cada classe MCT

GRANULMETRO LASER

Analise granulomtrica

Solo bem graduado

Solo Uniforme

Solo

Graduao aberta

CURVAS GRANULOMETRIA