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

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2.5 Prospecção do subsolo

Identificação do solo (retirada de amostras e realização de ensaios)

• SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO

NBR-6484/2001

Perfuração

Amostragem

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2.5 Prospecção do subsolo

O ESTADO DO SOLO

2.5 Prospecção do subsolo

PERFURAÇÃO ACIMA DO NÍVEL D’ÁGUA

1 metro

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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)

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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

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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

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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

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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

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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