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Mecnica dos Solos
Granulometria IF Serto PE
Prof. Luiz Santiago Souza do Nascimento de Lacerda
Introduo
Segundo as dimenses das suas partculas e dentro de determinados limites convencionais, as fraes constituintes dos solos recebem designaes prprias que se identificam com as acepes usuais dos termos. Essas fraes, de acordo com a escala granulomtrica brasileira (ABNT), so: pedregulho conjunto de partculas cujas dimenses (dimetros equivalentes) esto compreendidas entre 76 e 4,8 mm; areia, entre 4,8 e 0,05 mm; silte, entre 0,05 e 0,005 mm; argila, inferiores a 0,005 mm.
Escalas granulomtricas
Na figura abaixo so indicadas as duas escalas granulomtricas: a
da ABNT e a da AASHO (muito usada para fins rodovirios).
Escalas granulomtricas
O diagrama adotado, alm de representar melhor a parte do solo de granulao fina, tal que a forma da curva a mesma para os solos que tm composio granulomtrica semelhante, ainda que as dimenses das partculas difiram.
Segundo a forma da cura podemos distinguir os diferentes tipos de granulometria. Assim, teremos uma granulometria contnua (curva A) ou descontnua (curva B); uniforme (curva C); bem graduada (curva A) ou mal graduada, conforme apresente, ou no, um predomnio das fraes grossas e suficiente porcentagem das fraes finas.
Escalas granulomtricas
A figura abaixo visualiza, esquematicamente, essas
diferenas granulomtricas.
Parmetros Definem-se na curva
granulomtrica, segundo Allen-Hazen, os dois seguintes parmetros: dimetro efetivo e grau de uniformidade.
Dimetro efetico (def) o dimetro correspondente a 10% em peso total, de todas as partculas menores que le. Como veremos mais adiante, esse parmetro fornece uma indicao sobre a permeabilidade das areias usadas para filtros.
Parmetros
Coeficiente de uniformidade (Cu) a razo entre os dimetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva granulomtrica.
Esta relao indica na realidade, falta de uniformidade, pois seu valor diminui ao ser mais uniforme o material. Consideram-se de granulometria muito uniforme aos solos com Cu < 5, de uiformidade mdia se 5 < Cu < 15 e desuniforme, quando Cu > 15.
Parmetros
Define-se ainda, complementarmente, o
coeficiente de curvatura do solo:
onde d30 dimetro correspondente a
30%. Para solos bem graduados seu valor
est compreendido entre 1 e 3.
Parmetros
Alm da curva granulomtrica, poderamos,
tambm, traar um histograma do solo, ou
seja, a curva representativa da frequncia
com que se apresentam partculas entre
determinadas dimenses.
A anlise granulomtrica de um solo cujas
partculas tm dimenses maiores que 0,074
mm (peneira n 200 da A.S.T.M.) feita pelo
processo comum do peneiramento.
Parmetros
Toma-se um peso P de uma amostra de solo seco e submete-se a um peneiramento; em seguida tomam-se os pesos das pores retidas nas diversas peneiras: P1, P2, P3... ou, expressos em porcentagem do peso total:
Somando essas porcentagens tm-se as porcentagens acumuladas retidas e tomando o complemento para 100 tm-se as porcentagens acumuladas que passam.
Parmetros
100(P1/P)x100 a porcentagem que passa na
primeira peneira; 100-[(P1/P)+100(P2/P)]x100 a
porcentagem acumulada que passa na segunda peneira;
etc.
As aberturas das malhas das peneiras normais da
A.S.T.M. so, em milmetros, indicadas no quadro abaixo:
Parmetros
A indicao da peneira refere-se abertura da malha ou
ao nmero de malhas quadradas, por polegada linear. Na
figura abaixo est representada a peneira 3/16 e a
peneira n 7.
Parmetros
Para os solos finos, isto , com dimenses menores que 0,074 mm, j no podemos usar o processo do peneiramento, utilizando-se, ento, o mtodo de sedimentao contnua em meio lquido.
Dentre os diversos mtodos de anlise por sedimentao, o mais simples o desenvolvido por Casagrande. Ele baseado na lei de Stokes (1850), a qual estabelece uma relao entre o dimetro da partcula e sua velocidade de sedimentao em um meio lquido de viscosidade e peso especfico conhecidos.
Classificao trilinear dos solos
Pela classificao trilinear do solo, sua
identificao feita em funo das
porcentagens dos seus constituintes
principais, utilizando-se um diagrama
trilinear, tal como o adotado pelo Federal
Highway Administration, no qual, sobre cada
um dos trs eixos coordenados se
representa uma dessas trs fraes
granulomtricas: areia, silte e argila.
Classificao trilinear dos solos
Classificao trilinear dos solos
O diagrama est dividido em zonas, a cada
uma correspondendo um tipo de solo.
Lemo foi o termo proposto para
substituir barro, que corresponde a
loam, em ingls, com o qual se designa
uma mistura, em propores variadas, de
partculas de areia, silte e argila.
Exerccio
Dadas as curvas granulomtricas dos solos A, B e C,
determinar os seus coeficientes de uniformidade.