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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