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AULA 3: O ESTADO DO SOLO - ÍNDICES FÍSICOS E IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS
MECÂNICA DOS SOLOS| Prof. Augusto Montor
O ESTADO DO SOLO
ÍNDICES FÍSICOS
UMIDADE (w) - %𝑤 =
𝑀á𝑔𝑢𝑎
𝑀𝑠𝑒𝑐𝑎. 100 𝑤 =
𝑀𝑛𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 −𝑀𝑠.𝑒𝑠𝑡𝑢𝑓𝑎
𝑀𝑠.𝑒𝑠𝑡𝑢𝑓𝑎. 100
ÍNDICE DE VAZIOS (e)𝑒 =
𝑉𝑣𝑉𝑠
𝑒 =𝑉𝑎𝑟 + 𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑠
POROSIDADE (n) - %𝑛 =
𝑉𝑣𝑉𝑇
. 100 𝑛 =𝑉𝑎𝑟 + 𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑎𝑟 + 𝑉á𝑔𝑢𝑎 + 𝑉𝑆. 100
GRAU DE SATURAÇÃO (S) - %𝑆 =
𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑣. 100 𝑆 =
𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑎𝑟 + 𝑉á𝑔𝑢𝑎
MASSA ESP. DOS SÓLIDOS (rs) – g/cm³𝜌𝑠 =
𝑀𝑠
𝑉𝑠
MASSA ESP. NATURAL (rnat) – g/cm³𝜌𝑛𝑎𝑡 =
𝑀𝑇
𝑉𝑇
MASSA ESP. APARENTE SECA (rd) – g/cm³𝜌𝑑 =
𝑀𝑠
𝑉𝑇
MASSA ESP. DA ÁGUA (rw) – g/cm³ 𝜌𝑤 = 1𝑔
𝑐𝑚³
O ESTADO DO SOLO
EXEMPLO 01: Calcular os índices físicos para um amostra de solo com as seguintescaracterísticas:
Volume = 500 cm³
Massa natural = 880 g
Massa seca em estufa = 770,58 g
Massa específica dos sólidos = 2,82 g/cm³
O ESTADO DO SOLO
EXEMPLO 02: Calcular os índices físicos para um amostra de solo com as seguintescaracterísticas:
rs = 2,88 g/cm³
rnat = 1,93 g/cm³
w = 14,56%
O ESTADO DO SOLO
2.1 Índices físicos
LIMITES DE VARIAÇÃO
ÍNDICE LIMITE DE VARIAÇÃO
Porosidade 0 < n < 100%
Índice de vazios 0,25 < e <15
Grau de Saturação 0 < S < 100%
Teor de umidade 0 < w < 1400%
Massa esp. Aparente natural 1,0 < r < 2,5 g/cm³
Massa esp. Aparente dos sólidos 2,5 < rs < 3,0 g/cm³
O ESTADO DO SOLO
2.3 Compacidade e consistência
Areias Compacidade
O ESTADO DO SOLO
2.3 Compacidade e consistência
Areias Compacidade
O ESTADO DO SOLO
2.3 Compacidade e consistência
Areias Compacidade
O ESTADO DO SOLO
2.3 Compacidade e consistência
Quanto maior a compacidade de umaareia, maior será sua resistência e menor suadeformabilidade.
Areias Compacidade
O ESTADO DO SOLO
2.3 Compacidade e consistência
Argilas Consistência
• Resistência em repouso (determinada em laboratório)
• Ensaio de compressão simples
O ESTADO DO SOLO
2.4 Identificação tátil-visual dos solos
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS EM FUNÇÃO DA CONSTITUIÇÃO
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
ÍNDICES DE CONSISTÊNCIA
COMPACIDADE (AREIAS) E CONSISTÊNCIA (ARGILAS)
ENSAIOS DE LABORÁTÓRIO
IDENTIFICAÇÃO DO SOLO PELA REAÇÃO AO MANUSEIO
O ESTADO DO SOLO
2.4 Identificação tátil-visual dos solos
• Identificar partículas grossas e finas
• Identificar o comportamento quando emcontato com a água
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
Identificação do solo (retirada de amostras e realização de ensaios)
• SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO
NBR-6484/2001
Perfuração
Amostragem
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
PERFURAÇÃO ACIMA DO NÍVEL D’ÁGUA
1 metro
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
PERFURAÇÃO ACIMA DO NÍVEL D’ÁGUA
Trado helicoidal até se atingir o nível d’água
Determinação da cota do nível d’água
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
PERFURAÇÃO ABAIXO DO NÍVEL D’ÁGUA
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
PERFURAÇÃO ABAIXO DO NÍVEL D’ÁGUA
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
AMOSTRAGEM E SPT (STANDARD PENETRATION TEST)
Amostras de solo a cada metro
Posicionamento do amostrador na cota de ensaio
Marcação na haste 3 trechos de 15 cm
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
AMOSTRAGEM E SPT
N “Número necessário degolpes para cravar 30 cm doamostrador padrão no solo,desprezando-se os 15 cminiciais”
O equipamento épadronizado (martelo de 65kgcom altura de queda de 75 cm)
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
AMOSTRAGEM E SPT
• Em função da resistência a penetração, o estado do solo é classificado pelaCOMPACIDADE, quando areia ou silte arenoso, ou pela CONSISTÊNCIA quando argila ousilte argiloso
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
AMOSTRAGEM E SPT
• Em função da resistência a penetração, o estado do solo é classificado pelaCOMPACIDADE, quando areia ou silte arenoso, ou pela CONSISTÊNCIA quando argila ousilte argiloso
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
Critérios de parada do ensaio SPT:
• O ensaio deve ser interrompido quando uma das seguintes condições for atendida:
Em qualquer dos três segmentos de 15 cm, o número de golpes ultrapassar 30
Um total de 50 golpes tiver sido aplicado durante toda a cravação
Não se observar avanço do amostrador padrão durante a aplicação de 5 golpessucessivos do martelo
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
Perfis do subsolo DESCRIÇÃO DO SOLO DE METRO EM METRO
COTA DE MUDANÇA DE CAMADA DE SOLO
POSIÇÃO DO NÍVEL D’ÁGUA
VELORES DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
• A NBR 6484/2001 não apresenta um método para cálculo do índice N do ensaio SPT.
• Prof. Belincanta (DEC/UEM) apresenta 3 métodos para cálculo deste índice. (ver Sondagemde simples reconhecimento com SPT e Torque – Coleção Fundamentum, n°63. EDUEM)
𝑁 = 30𝑛2 + 𝑛3𝑙2 + 𝑙3
Existem as três parcelas de 15 cm As três penetrações devem ser próximas a 15 cm
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
• EXEMPLO
𝑁 = 30𝑛2 + 𝑛3𝑙2 + 𝑙3
1ª 4/14
2ª 7/15
3ª12/16
𝑁 = 307 + 12
15 + 16N = 18,4
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
Amostragem deformada e indeformada (NBR 9604/1986)
DEFORMADAS:NÃO PRESERVAM AS CONDIÇÕES NATURAIS
INDEFORMADAS:PRESERVAM AS CONDIÇÕES NATURAIS
ENSAIO SPT 1. BLOCOS PRISTMÁTICOS COM PARAFINA2. AMOSTRADORES DE PAREDES FINAS
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
Amostragem deformada e indeformada
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
Amostragem deformada e indeformada
O ESTADO DO SOLO
2.5 Prospecção do subsolo
Amostragem deformada e indeformada
AMOSTRAS DEFORMADAS
Análise táctil-visual Análise granulométrica, limites de
consistência, massa específica dos sólidos Ensaio de compactação
AMOSTRAS INDEFORMADAS
Índices físicos Coeficientes de permeabilidade Parâmetros do ensaio de compressibilidade Parâmetros de resistência ao cisalhamento