MECNICA DOS SOLOS 1

MATERIAIS DE CONSTRUAO CIVIL III

PROF JACIARA DUARTE

2 Semestre / 2013

1BibliografiaPinto,C.S. Curso Bsico de Mecnica dos Solo 3 edio;Editora da USP. DAS, Braja M. Fundamentos da Engenharia Geotcnica 7edio - Edit CANGAGE Learning. VARGAS,M. Introduo Mecnica dos Solos Edit. McGraw Hill do Brsil Ltda, SP. (1977) Apostila do Curso de Fundamentos da Mecnica dos solos PUCVaz, L. F. - Classificao gentica dos solos e dos horizontes de alterao de rochas em regies tropicais. In: Rev. Solos e Rochas, v.19, n. 2, p. 117-136, ABMS/ABGE, So Paulo, SP, 1996

2Tamanho das PartculasA primeira caractersticas que diferencia os solo o tamanho das partculas que o compem. A principio os solo podem ser identificados a olho nu, como gros de pedregulho ou areia do mar, e outros solos que tem gros to fino que, quando molhados formam uma pasta, e no podemos visualizar as partculas individualmente. A diversidade do tamanho dos gros enorme. No fcil identificar o tamanho das partculas pelo simples manuseio dos solos.TEXTURA forma e tamanho das partculas;GRANULOMETRIA Medida dos tamanho das partculas.O comportamento mecnico e propriedades hidrulicas dependem da TEXTURA.3TEXTURA: Entende-se por textura o tamanho relativo e a distribuio das partculas slidas que formam os solos. O estudo da textura dos solos realizado por intermdio do ensaio de granulometria. Pela sua textura os solos podem ser classificados em dois grandes grupos: solos grossos (areia, pedregulho, mataco) solos finos (silte e argila). 4TAMANHO DAS PARTCULAS E FORAS ATUANTES:

fundamental no entendimento do comportamento dos solos, pois a depender do tamanho predominante das suas partculas, as foras de campo influenciando em seu comportamento sero gravitacionais (solos grossos) ou eltricas (solos finos). De uma forma geral, pode-se dizer que quanto maior for a relao rea/volume ou rea/massa das partculas slidas, maior ser a predominncia das foras eltricas ou de superfcie. Estas relaes so inversamente proporcionais ao tamanho das partculas, de modo que os solos finos apresentam uma predominncia das foras de superfcie na influncia do seu comportamento. O tipo de intemperismo influencia na textura e estrutura do solo. Pode-se dizer que partculas com dimenses at cerca de 0,001mm so obtidas atravs do intemperismo fsico, j as partculas menores que 0,001mm provm do intemperismo qumico .

5Quanto ao tamanho dos gros:- Solos granulares partculas visveis ao olho nu predominncia.Solos finos partculas no visveis ao olho nu.

6PROPORO DOS TAMANHOS

BarrilPratoMoedaAreiaSilteArgila7ABNT define as denominaes especficas para as diversas faixas de tamanho: ABNT NBR 6502/95

ClassificaoDimetro dos grosBloco de rocha Acima de 1,0mMataco de 200 mme 1,0mPedra de mode 60 mm e 200 mmPedregulhode 2,0 mm e 60 mmAreia grossade 0,60 mm e 2,0 mmAreia mdiade 0,20 mm e 0,60 mmAreia finade 0,06 mm e 0,2 mmSiltede 0,002 mm e 0,06 mmArgilaInferior a 0,002 mm8No existe uma concordncia universal quanto ao intervalo de variao dos dimetros de cada uma das fraes que compem os solos. Vejam-se a seguir algumas escalas granulomtricas:

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10BLOCOS DE ROCHA

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12SOLOS GROSSOS Nos solos grossos, por ser predominante a atuao de foras gravitacionais, resultam em arranjos estruturais bastante simplificados. O comportamento mecnico e hidrulico est principalmente condicionado a sua compacidade, que uma medida de quo prximas esto as partculas slidas umas das outras, resultando em arranjos com maiores ou menores quantidades de vazios. Os solos grossos possuem uma maior percentagem de partculas visveis a olho nu ( 0,074 mm) e suas partculas tm formas arredondadas, polidricas e angulosas.13Pedregulho: So classificados como pedregulho as partculas de solo com dimetros () compreendidos entre 2,0 mm e 60 mm. solo formado por minerais ou partculas de rocha. Os pedregulhos so encontrados em geral nas margens dos rios, em depresses preenchidas por materiais transportados pelos rios ou at mesmo em uma massa de solo residual (horizontes correspondentes ao solo residual jovem e ao saprolito). 14AreiaSolo no coesivo e no plstico com comportamento predominantemente devido frao areia, constituda por minerais ou partculas de rochas com dimetros () compreendidos entre 0,06 mm e 2 mm. caracterizado por sua textura, compacidade (estado de maior ou menor concentrao de gros ou partculas de um solo no coesivo em um dado volume) e forma dos gros. Quanto textura, as areias podem ser grossa, mdia e fina.15SOLOS FINOS Quando as partculas que constituem o solo possuem dimenses menores que 0,074mm (DNER), ou 0,06mm (ABNT), o solo considerado fino e, neste caso, ser classificado como argila ou como silte. Nos solos formados por partculas muito pequenas, as foras que intervm no processo de estruturao do solo so de carter muito mais complexo e sero estudadas no item composio mineralgica dos solos.Os solos finos possuem partculas com formas lamelares, fibrilares e tubulares e o mineral que determina a forma da partcula. O comportamento dos solos finos definido pelas foras de superfcie (moleculares, eltricas) e pela presena de gua, a qual influi de maneira marcante nos fenmenos de superfcie dos argilo-minerais.16Siltes: Solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade e que exibe baixa resistncia quando seco ao ar. (mostram apenas a coeso* necessria para formar, quando secos, torres facilmente desagregveis pelos dedos). Caracterizam-se pela textura e compacidade. Apesar de serem classificados como solos finos, o comportamento dos siltes governado pelas mesmas foras dos solos grossos (foras gravitacionais), embora possuam alguma atividade. Possuem granulao fina.

*Coeso: a parcela de resistncia ao cisalhamento de um solo, independente da tenso efetiva normal atuante, provocada pela atrao fsico-qumica entre partculas ou pela cimentao destas.17Argilas: Solos de granulao fina constituda principalmente por partculas com dimenses menores que 0,002 mm, apresentando coeso e plasticidade. Quando suficientemente midas, moldam-se facilmente e secas formam torres de difcil desagregao pelos dedos. Caracterizam-se por sua plasticidade, textura, sensibilidade e consistncia em sua umidade natural.18Identificao dos solos por meio de ensaiosPara a identificao dos solos a partir das partculas que os constituem; so empregados dois ensaios: a anlise granulomtrica e os ndices de consistncia.Para o reconhecimento do tamanho dos gros de um solo, realiza-se a anlise granulomtrica que consiste de duas fases: Peneiramento e Sedimentao.

19Identificao dos solos por meio de ensaios granulometricos.

PENEIRAMENTO20PENEIRAMENTO

Passa-se uma amostra de solo por uma srie de peneiras de malhas quadradas de dimenses padronizadas;Jogo de peneiras (50|38|25|19|9,5|4,8|2,38|2|1,2|0,6|0,42|0,29|0,15|0,075mm)

Peneiramento Grosso, Material retido na peneira 10 (2mm)Jogo de peneiras (50|38|25|19|9,5|4,8|2,38|2mm)

Peneiramento Fino, Material retido na peneira 10 (2mm);Jogo de peneiras (2|1,2|0,6|0,42|0,29|0,15|0,075mm)21PENEIRAMENTO

22Sedimentaoos solos muito finos, com granulometria inferior a 0,074mm, so tratados de forma diferenciada, atravs do ensaio de sedimentao desenvolvido por Arthur Casagrande. o ensaio se baseia na Lei de Stokes, segundo a qual a velocidade de queda, V, de uma partcula esfrica, em um meio viscoso infinito, proporcional ao quadrado do dimetro da partcula. Sendo assim, as menores partculas se sedimentam mais lentamente que as partculas maiores.23Ensaio de Sedimentao

24Sedimentao Lei de Stokes

25O peso do material que passa em cada peneira, referido ao peso seco da amostra, considerado como a porcentagem que passa, e representado graficamente em funo da abertura da peneira, em escala logartmica, como se mostra na figura abaixo.

A abertura da peneira considerada como dimetro das partculas. Dimetro equivalente.26Curva Granulomtrica:

A representao grfica do resultado de um ensaio de granulometria dada pela curva granulomtrica do solo.Resultados:Separao dos solo grossos dos finos, apontando a percentagem equivalente de cada frao granulomtrica que constitui o solo (pedregulho, areia, silte e argila).

27Curva Granulomtrica:sobre a origem geolgica do solo que est sendo investigado. a granulometria a corresponde a um solo com a presena de partculas em uma ampla faixa de variao. Assim, o solo representado por esta curva granulomtrica poderia ser um solo de origem glacial, um solo coluvionar (tlus) (ambos de baixa seletividade) ou mesmo um solo residual jovem. Na curva granulomtrica b, uma faixa de dimetros das partculas slidas est ausente. Esta curva poderia ser gerada, por exemplo, por variaes bruscas na capacidade de transporte de um rio em decorrncia de chuvas. curva granulomtrica c foi evidentemente depositado por um agente de transporte seletivo, tal como a gua ou o vento (a curva c poderia representar um solo elico, por exemplo), pois possui quase que todas as partculas do mesmo dimetro.

28O solo pode ser classificado como bem graduado, caso ele possua uma distribuio contnua de dimetros equivalentes em uma ampla faixa de tamanho de partculas (caso da curva granulomtrica a); ou mal graduado, caso ele possua uma curva granulomtrica uniforme (curva granulomtrica c) ou uma curva granulomtrica que apresente ausncia de uma faixa de tamanhos de gros (curva granulomtrica b).

29Curva Granulomtrica

30Comentrio:A representao grfica do resultado de um ensaio de granulometria dada pela curva granulomtrica do solo. A partir da curva granulomtrica, podemos separar facilmente os solos grossos dos solos finos, apontando a percentagem equivalente de cada frao granulomtrica que constitui o solo (pedregulho, areia, silte e argila). Alm disto, a curva granulomtrica pode fornecer informaes sobre a origem geolgica do solo que est sendo investigado. Por exemplo, na fig., a curva granulomtrica a corresponde a um solo com a presena de partculas em uma ampla faixa de variao. Assim, o solo representado por esta curva granulomtrica poderia ser um solo de origem glacial, um solo coluvionar (tlus) (ambos de baixa seletividade) ou mesmo um solo residual. Contrariamente, o solo descrito pela curva granulomtrica c foi evidentemente depositado por um agente de transporte seletivo, tal como a gua ou o vento (a curva c poderia representar um solo elico, por exemplo), pois possui quase que todas as partculas do mesmo dimetro. Na curva granulomtrica , uma faixa de dimetros das partculas slidas est ausente. Esta curva poderia ser gerada, por exemplo, por variaes bruscas na capacidade de transporte de um rio em decorrncia de chuvas. 31ndices CaractersticosAlguns sistemas de classificao utilizam a curva granulomtrica para auxiliar na previso do comportamento de solos grossos. Para tanto, estes sistemas de classificao lanam mo de alguns ndices caractersticos da curva granulomtrica, para uma avaliao de sua uniformidade e curvatura. Os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma determinada curva granulomtrica so obtidos a partir de alguns dimetros eqivalente caractersticos do solo na curva granulomtrica. So eles32

33Coeficiente ou grau de no uniformidade : CNU = 60/ 10, fornece a inclinao mdia da curva; se CN= 1 ento a curva quase vertical.Quanto maior o CNU, mais bem graduada a areia. Areias CNU < 2 so chamadas de areia uniformes.34Outro ndice no to empregado :Coeficiente de curvatura (CC): 302 / 1060Indica a amplitude dos tamanhos dos gros, detecta melhor o formato da curva granulometrica e permite identificar descontinuidades ou concentrao de gros muito grosos no conjunto.Solos bem graduados: 1< CC < 3, curva granulomtrica suave.CC3curva muito uniforme sua parte central

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