Figura Curva granulométrica por peneiramento e sedimentação de uma amostra de solo residual (Minas de calcáreo Caçapava do Sul)

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1 Nota de Aula - Mecânica do Solo 23 UNIDADE 3 GRANULOMETRIA DOS SOLOS 3.1 Introdução Todo o olo, em ua fae ólida, contêm partícula de diferente tamanho em proporçõe a mai variada. A determinação do tamanho da partícula e ua repectiva porcentagen de ocorrência permitem obter a função ditribuição de partícula do olo e que é denominada ditribuição granulométrica. A ditribuição granulométrica do materiai granulare, areia e pedregulho, erá obtida atravé do proceo de peneiramento de uma amotra eca em etufa, enquanto que, para ilte e argila e utiliza à edimentação do ólido no meio líquido. Para olo, que tem partícula tanto na fração groa (areia e pedregulho) quanto na fração fina (ilte e argila) e torna neceária a análie granulométrica conjunta. A partícula de um olo, groo ou fino, não ão eférica, ma e uará empre a expreão diâmetro equivalente da partícula ou apena diâmetro equivalente, quando e faz referência ao eu tamanho. Para o materiai granulare ou fração groa do olo, o diâmetro equivalente erá igual ao diâmetro da menor efera que circuncreve a partícula, enquanto que para a fração fina ete diâmetro é o calculado atravé da lei de Stoke. A colocação de ponto, repreentativo do pare de valore diâmetro equivalente - porcentagem de ocorrência, em papel emilogaritmo permite traçar a curva de ditribuição granulométrica, conforme motrada na Figura 3.1, onde em abcia etão repreentado o diâmetro equivalente e em ordenada a porcentagen acumulada retida, à equerda e a porcentagen que paam, à direita. Curva Granulométrica - ABNT - NBR NM248 0 Argila Silte Areia Fina Areia Média Areia Groa Pedregulho Porcentagem Retida Porcentagem Paante ,001 0,01 0, Diâmetro do Grão (mm) Figura Curva granulométrica por peneiramento e edimentação de uma amotra de olo reidual (Mina de calcáreo Caçapava do Sul)

2 Nota de Aula - Mecânica do Solo Claificação do olo baeado em critério granulométrico O olo recebem deignaçõe egundo a dimenõe da partícula compreendida entre determinado limite convencionai, conforme Tabela 3.1. Neta tabela etão repreentada a claificaçõe adotada pela A.S.T.M (American Society for Teting Material), A.A.S.H.T.O. (American Aociation for State Highay and Tranportation Official), ABNT (Aociação Braileira de Norma Técnica) e M.I.T (Maachuett Intitute of Technology). No Brail a Aociação Braileira de Norma Técnica (ABNT/NBR 6502/95) Terminologia - Rocha e Solo define como: Bloco de rocha Fragmento de rocha tranportado ou não, com diâmetro uperior a 1,0 m. Matacão fragmento de rocha tranportado ou não, comumente arredondado por intemperimo ou abraão, com uma dimenão compreendida entre 200 mm e 1,0 m. Pedregulho olo formado por minerai ou partícula de rocha, com diâmetro compreendido entre 2,0 e 60,0 mm. Quando arredondado ou emi-arredondado, ão denominado cacalho ou eixo. Divide-e quanto ao diâmetro em: pedregulho fino (2 a 6 mm), pedregulho médio (6 a 20 mm) e pedregulho groo (20 a 60 mm). Areia olo não coeivo e não plático formado por minerai ou partícula de rocha com diâmetro compreendido entre 0,06 mm e 2,0 mm. A areia de acordo com o diâmetro claificam-e em: areia fina (0,06 mm a 0,2 mm), areia média (0,2 mm a 0,6 mm) e areia groa (0,6 mm a 2,0 mm). Silte olo que apreenta baixo ou nenhuma platicidade, baixa reitência quando eco ao ar. Sua propriedade dominante ão devida à parte contituída pela fração ilte. É formado por partícula com diâmetro compreendido entre 0,002 mm e 0,06 mm. Argila olo de graduação fina contituída por partícula com dimenõe menore que 0,002 mm. Apreentam caracterítica marcante de platicidade; quando uficientemente úmido, molda-e facilmente em diferente forma, quando eco, apreenta coeão uficiente para contruir torrõe dificilmente deagregávei por preão do dedo. Caracteriza-e pela ua platicidade, textura e conitência em eu etado e umidade naturai. Eta caracterítica erão vita na Unidade 4 (platicidade e conitência do olo). Tabela Ecala granulométrica adotada pela A.S.T.M., A.A.S.H.T.O, M.I.T. e ABNT.

3 Nota de Aula - Mecânica do Solo Determinação granulométrica do olo O enaio de análie granulométrica do olo etá normalizado pela ABNT/NBR 7181/82. A ditribuição granulométrica do materiai granulare, areia e pedregulho, erá obtida pelo proceo de peneiramento de uma amotra de olo, enquanto que, para ilte e argila e utiliza o proceo de edimentação. Para olo, que tem partícula tanto na fração groa quanto na fração fina e torna neceário à análie granulométrica conjunta Proceo de peneiramento A eparação do ólido, de um olo, em divera fraçõe é o objetivo do peneiramento. Ete proceo é adotado para partícula (ólido) com diâmetro maiore que 0,075mm (#200). Para tal, utiliza-e uma érie de peneira de abertura de malha conhecida (Figura 3.2), determinando-e a percentagem em peo retida ou paante em cada peneira. Ete proceo divide-e em peneiramento groo, partícula maiore que 2 mm (#10) e peneiramento fino, partícula menore que 2mm. Para o peneiramento de um material granular, a amotra é, inicialmente, ecada em etufa e eu peo determinado. Eta amotra erá colocada na peneira de maior abertura da érie previamente ecolhida e levada a um vibrador de peneira onde permanecerá pelo tempo neceário à eparação da fraçõe. Quanto o olo poui uma porcentagem grande de fino, porém não interea a ua ditribuição granulométrica, faz-e, primeiramente, uma lavagem do olo na peneira nº 200, eguido da ecagem em etufa do material retido e poterior peneiramento. Ete procedimento leva a reultado mai correto do que fazer o peneiramento direto, da amotra eca. Figura Série de peneira de abertura de malha conhecida (ABNT/NBR 5734/80).

4 Nota de Aula - Mecânica do Solo 26 Exemplo 1: A planilha abaixo apreenta o reultado do proceo de peneiramento de um enaio de granulometria de uma areia média do rio Verde Santa Maria. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Enaio Fíico de Agregado Miúdo Intereado: Amotra: Prontomix Areia média do Rio Verde Certificado Nº: Data: 03/09/03 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - NBR AREIA PENEIRAS 1ª DETERMINAÇÃO 2ª DETERMINAÇÃO % Retida % Retida Peo Retido Peo Retido nº mm % Retida % Retida (g) (g) Média Acumulada 3/8" 9,5 1/4" 6,3 4 4,8 1, 0,13 0,90 0,08 0,11 0,11 8 2,4 5,00 0,49 4,40 0,41 0,45 0, ,2 20,50 2,00 21,10 1,95 1,98 2,53 0,60 1, 12,74 134, 12,44 12,59 15, , 415,90 40,65 477, 44,19 42,42 57, ,15 340,90 33,32 321,00 29,72 31,52 89,06 Fundo 0,01 109,20 10,67 121,00 11,20 10,94 100,00 TOTAL 1023,10 100, ,00 100,00 100,00 164,91 Diâmetro Máximo: 1,2 Módulo de Finura: 1,65 A B C D E F G H MASSA ESPECÍFICA ABSOLUTA - ASTM - C 128 Maa picnômetro vazio (g) Maa picnômetro + areia eca (g) Maa picnômetro + areia + água (g) Maa picnômetro + água (g) Maa areia eca (B - A) (g) (D - A) (g) (C - B) (g) (F - G) (g) MASSA ESPECÍFICA ABSOLUTA (E/H) (g/cm 3 ): MÉDIA: Maa Epecífica - Chapman Maa Unitária Solta - NBR 7251 Leitura Leitura MEA (g/cm 3 ) Peo Bruto Peo Maa Unit. Final - cm 3 Média 500/(L - 200) (kg) Médio - Kg Média Kg/cm3 390,50 34,86 391,00 390,75 2,62 35,15,77 1,548 Tara: Volume: 4,24 19,88 Para o enaio foram realizada dua determinaçõe. Uma com peo total de ólido, W 1ª = 1023,10g e outra com W 2ª = 1080,00g, uando-e a érie de peneira indicada na planilha. A abertura dea érie de peneira etão também apreentada, onde: - peo retido = peo de ólido retido em cada peneira, W i - % retida = porcentagem retida em cada peneira em relação ao peo eco, Pr i = W i /W - % retida média = média de porcentagen retida da dua determinaçõe, Pr m = (Pr i 1ª + Pr i 2ª )/2 - W retido acumulado = porcentagem acumulada retida, Σ Pr i

5 Nota de Aula - Mecânica do Solo 27 A curva granulométrica obtida para ea amotra etá apreentada, a eguir: Curva Granulométrica - ABNT - NBR NM248 0 Silte Areia Fina Areia Média Areia Groa Pedregulho Porcentagem Retida Porcentagem Paante ,01 0, Diâmetro do Grão (mm) Proceo de edimentação Para o olo fino, ilte e argila, com partícula menore que 0,075mm (#200), o cálculo do diâmetro equivalente erá feito a partir do reultado obtido durante a edimentação de certa quantidade de ólido em um meio líquido. A bae teórica para o cálculo do diâmetro equivalente vem da lei de Stoke, que afirma que a velocidade de queda de uma partícula eférica, de peo epecífico conhecido, em um meio líquido rapidamente atinge um valor contante que é proporcional ao quadrado do diâmetro da partícula. O etabelecimento da função, velocidade de queda - diâmetro de partícula, e faz a partir do equilíbrio da força atuante (força peo) e reitente (reitência vicoa) obre a efera, reultando: onde: v = D µ 2 v = velocidade de queda = peo epecífico real do grão - g/cm 3 = peo epecífico do fluído - g/cm 3 µ = vicoidade da água - g. / cm 2 D = diâmetro equivalente (mm) A equação anterior foi obtida para o cao de uma efera de peo epecífico bem definido caindo em um meio liquido indefinido, e certamente eta não ão a condiçõe exitente no enaio de edimentação. A partícula não ão eférica e o número dela é grande, o peo epecífico do ólido não é único e o epaço utilizado é limitado, podendo ocorrer influência da parede do recipiente, bem como de uma partícula obre a outra. A fim de minimizar o erro devido à diferença entre teoria e prática, algun cuidado devem er tomado durante o enaio. Primeiro não e deve ter uma upenão com uma concentração de ólido, (peo de ólido/volume da

6 Nota de Aula - Mecânica do Solo 28 upenão) muito alta; egundo, para que não ocorra floculação e permita a decida individual da partícula, deve-e adicionar um defloculante à upenão. Terceiro, a realização do enaio fica retrito à partícula com diâmetro entre 0,2 e 0,0002mm, para e evitar o problema da turbulência gerada pela queda de partícula grande e o movimento Broniano que afeta partícula muito pequena. A velocidade de queda de uma partícula, com diâmetro D, é obtida de forma indireta, como decrito a eguir. Na Figura 3.3, etão ilutrado doi intante da upenão, à equerda para o tempo t = 0, quando uma partícula B, com diâmetro D, e itua no topo da upenão e à direita depoi de decorrido um tempo t e tendo a partícula percorrido uma ditância z a uma velocidade uniforme v = z/t. Partícula com diâmetro maiore ou menore do que D terão percorrido, nee tempo t, ditância maiore ou menore do que z, com velocidade diferente, independentemente de ua poiçõe iniciai. Pode-e aim afirmar que acima do ponto B, toda a partícula terão diâmetro menore do que D, que erá calculado pela equação: D = 1800.µ z t A upenão, inicialmente homogênea, com o paar do tempo vai e tornando heterogênea, com denidade diferente, devido à edimentação da partícula. A medida da denidade da upenão, em intervalo de tempo com a utilização de um denímetro permite determinar a ditância z. Na Figura 3.4, etá motrado um corte longitudinal de um denímetro com a ecala marcada em ua hate, a upenão com o denímetro imero e a poição de leitura e a curva de calibração do denímetro, com a leitura em abcia e a ditância z, entre o centro de volume do bulbo e cada uma da marca na hate, em ordenada. B Z(t) < D B > D t = 0 t Figura Equema de enaio. Da equação anterior tem-e dua grandeza, vicoidade e peo epecífico do fluído, variávei com a temperatura, erá neceário manter-e eta contante durante o enaio ou efetuar a correçõe devida. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 Z Z Curva calibração 1,01 1,02 1,03 1,04 Figura Determinação da ditância z. Leitura (L) A equação que permite calcular a porcentagem de partícula com diâmetro menore do que o diâmetro D, calculado pela equação anterior, erá obtida a eguir. Na Figura 3.5 etão indicada

7 Nota de Aula - Mecânica do Solo 29 dua ituaçõe de enaio, onde em ua parte uperior o valore motrado refletem a ituação inicial (t = 0), quando impota à condição homogeneidade de concentração de ólido na upenão e, portanto, o peo epecífico em qualquer ponto erá o memo e igual a: = W + V onde W é o peo do ólido utilizado no enaio e V é o volume da upenão. Com o paar do tempo, a partícula vão e edimentando, a maiore mai rapidamente e com ito, alterando o peo epecífico da upenão ao longo da proveta. Aim, uma partícula B de diâmetro D, que no intante t = 0 e encontrava no topo da upenão, como motrado na figura 3.5, apó um tempo t percorreu uma ditância z, e acima deta poição nenhuma partícula terá diâmetro maior ou igual a D. Enquanto abaixo exitirão partícula com diâmetro menore do que D. Para e determinar o peo de ólido que tem diâmetro menore do que D imaginemo a ituação motrada na parte inferior da Figura 3.5, que é uma upenão preparada com eta partícula com peo Wn e que terá um peo epecífico igual a: ( z, t) = Sup + W V n t = 0 B V V V V W W Água Sólido W V W W W + V W ω = W + v Em qualquer poição para t = 0, olução homogênea Z d2 t > 0 B V V V V W n W n Água Sólido V W W n W W n + V W n ω Figura 3.5 Fae da edimentação A porcentagem de partícula com diâmetro menore do que D é igual a: W % = ( z, t) t n t < DZ, e portanto % < DZ = ( L ) N W W v onde up ( L ) erá obtido, em cada intante, com o uo de um denímetro e N é a porcentagem de partícula que paam na peneira nº 10. Calculado o pare de valore D, (%<D) tem-e a condição de traçar a curva do olo.

8 Nota de Aula - Mecânica do Solo Exemplo 2: a planilha abaixo motra o reultado do enaio de granulometria do olo reidual da Mina de calcáreo - Caçapava do Sul, cuja ditribuição da fraçõe foi apreentada como exemplo na Figura 3.1. Certificado nº: Teor de Umidade () P+cáp.+água (g): 62,14 80,95 Intereado: Cerâmica Deconi P + cápula (g): 61,82 80,52 Amotra: 1A7 - Mina de cálcáreo - Caçapava do Sul Cápula (g): 10,83 10,57 Data: 10 de Setembro de 2001 (%): 0,63 0,61 média (%): 0,621 Sedimentação 2,785 Peo úmido (g): 80,00 Peo eco (g): 79,51 Temperatura Vicoidade Denidade Correção Altura Queda Diâmetro (%) Amot. T (ºC) m (g.\cm2) L Ld h (cm) D (mm) Total < Diâm. Peo Ep.ólido (g/cm³): Tempo Decorrido UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Análie Granulométrica de Solo - NBR 7181/82 eg 14,0 1,1946E-05 1,0320 1, ,88 0, , 1 min 14,0 1,1946E-05 1,0260 1, ,99 0, ,88 2 min 14,0 1,1946E-05 1,02 1, ,55 0, ,17 4 min 14,0 1,1946E-05 1,0210 1, ,82 0,0273,36 8 min 14,0 1,1946E-05 1,0190 1, ,19 0, ,55 15 min 14,0 1,1946E-05 1,0180 1, ,37 0, ,65 min 14,0 1,1946E-05 1,0170 1, ,56 0, ,75 60 min 14,0 1,1946E-05 1,0150 1, ,93 0, , min 14,0 1,1946E-05 1,0120 1, ,48 0, , min 14,0 1,1946E-05 1,0080 1, ,22 0,0036 5, min 16,0 1,1342E-05 1,0065 1, ,50 0,0027 3, min 13,5 1,2105E-05 1,0060 1, ,59 0,0016 1,69 Peneiramento Diâm. (mm) % < Diâm. Ph #10 (g): 80,00 Ph #4 (g): 1500,00 0,002 2 P #10 (g): 79,51 P #4 (g): 1490,74 0,06 42 Peneira Mat. Retido Material que paa (g) (%) 0,20 88 Nº mm (g) Parcial Total Paante 0, " ,74 100,00 2, /4" ,74 100,00 1/2" 12,5 4, ,01 99,68 Porcentagen 3/8" 9,5 8, ,78 99,13 Argila: 2 4 4,8 28, ,87 97,19 Silte: ,00 2, ,14 97,01 Areia Fina: ,20 1,19 78,32 95,56 Areia Média: 6 0,60 1,22 77,10 94,07 Areia Groa: ,42 0,92 76,18 92,95 Pedregulho: ,25 1,75 74,43 90, ,15 5,40 69,03 84, ,075 10,60 58,43 71,29

9 Nota de Aula - Mecânica do Solo Cálculo do enaio de granulometria A eguir apreentamo o exemplo do cálculo de um par de valore da curva de ditribuição granulométrica. Determinação da amotra total eca: - amotra total úmida (W) = 1500g - umidade higrocópica () = 0,621% (vito na Unidade 2) - peo total da amotra eca (W) = 1500/(1+0,621/100)= 1490,74g Peneiramento: ó e obteve material retido a partir da peneira de 12,5 mm, logo, a porcentagen acumulada de material paando na peneira de abertura maior que ela ão iguai a 100%. - peo de material retido na peneira de 12,5 mm (# 1/2 ) = 4,73g - peo do material retido na peneira de 9,5 mm (# 3/8 ) = 8,24g - peo do material retido na peneira de 4,8 mm (# 4) = 28,90g - peo do material retido na peneira de 2,0 mm (# 10) = 2,73g - porcentagem total acumulada paando na peneira de 12,5mm: W acum..pa. = (1490,74 4,73)/ 1490,74 = 1486,01/1490,74 = 0,9968 = 99,68% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 9,5mm: W acum..pa. = [1490,74 (4,73 + 8,24)]/1490,74 = 0,9913 = 99,13% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 4,8mm: W acum..pa. = [1490,74 (4,73 + 8, ,90)]/1490,74 = 0,9719 = 97,19% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 2,0mm: W acum..pa. = [1490,74 (4,73 + 8, ,90 + 2,73)]/1490,74 = 0,9701 = 97,01% Sedimentação: - peo úmido uado na edimentação = 80g - teor de umidade = 0,621% - peo eco uado na edimentação = [80/(1+0,621/100)] = 79,51g Cálculo da porcentagem total acumulada paando entre a peneira de 1,2mm (#16) e 0,0747mm (%<D): - porcentagem total acumulada paando na peneira de 1,20mm: W acum..pa. = [79,51 1,19]/79,51 x 97,01 = 78,32/79,51 x 97,01% = 95,56% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 0,60mm: W acum..pa. = [79,51 (1,19 + 1,22)]/79,51 x 97,01 = 77,10/79,51 x 97,01% = 94,07% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 0,42mm: W acum..pa. = [79,51 (1,19 + 1,22 + 0,92)]/79,51 x 97,01 = 76,18/79,51 x 97,01% = 92,95% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 0,25mm: W acum..pa. = [79,51 (1,19 + 1,22 + 0,92 + 1,75)]/79,51 = 74,43/79,51 x 97,01% = 90,81% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 0,15mm: W acum..pa. = [79,51 (1,19+1,22+0,92+1,75+5,4)]/79,51 = 69,03/79,51 x 97,01% = 84,22% - porcentagem total acumulada paando na peneira de 0,075mm: W a.p. = [79,51 (1,19+1,22+0,92+1,75+5,4+10,6)]/79,51 = 58,43/79,51 x 97,01% = 71,29% Determinação da vicoidade: - temperatura do enaio = 14 C - vicoidade (µ) do meio diperor (água) p/ 14 C = 11,98 x 10-6 g./cm 2 (Tabela 2 - NBR 7181) ou determinada pela equação µ = 0, ,0337Τ + 0,000221Τ 2, onde T = temperatura em ºC

10 Nota de Aula - Mecânica do Solo 32 µ = 0, ,0337.(14) + 0, (14) 2 = 11,946 x 10-6 g./cm 2 - peo epecífico do meio diperor (água) p /14 C, = 0,9993 g./cm 3 = 1,0 g./cm 3 (Anexo Tabela NBR 6458 Adota-e = 1,0 g./cm 3, para efeito de cálculo) - peo epecífico real do grão () = 2,785 g/cm 3 (Enaio de peo epecífico - NBR 6508). Cálculo do diâmetro do grão para a leitura correpondente ao tempo de : - leitura do denímetro no enaio = 1,0320 o que correponde a um valor de altura de queda (z) de 13,88cm (Gráfico de calibração do denímetro). Para ee denímetro a curva de calibração fornece a eguinte equaçõe para o cálculo da altura de queda (z): - Para a trê primeira leitura: z = h = 204,8 185 L - Para a demai leitura: z = h = 203,7 185 L, onde L = leitura realizada no denímetro z = 204, ,0320 = 13,88 cm - diâmetro equivalente do grão (D) para a primeira leitura D = 1800.µ z t , D = 13,88 = 0,0747 mm 2,785 1,0 Cálculo da porcentagem de material com diâmetro menor que 0,0747mm (%<D): - peo epecífico real do grão () = 2,785 g/cm 3 - peo do material uado na edimentação (W) = 79,51g - correção da leitura do denímetro em função da temperatura (T=14 C), Ld = 1,00505 (retirado da curva de calibração do denímetro utilizado). Para ee denímetro dado pela equação: Ld = -0, T 2 + 0, T +1, Ld = -0, (14) 2 + 0, (14) +1, = 1, leitura no denímetro no enaio (up), L = L = 1, porcentagem em relação à amotra total eca, paando na peneira de 2,0mm (#10) = 97,01% Portanto, a porcentagem do material, referida à amotra total eca com diâmetro menor que 0,0747mm (%<D) t v % < DZ = ( L ) N, onde ( L = L e W = Ld) W 2, % < D t Z = ( 1,0320 1,00505) 97, 01 (%<D) = 51,% 2,785 1,0 79,51 A coordenada de um ponto da curva granulométrica ão: D = 0,0074mm e (%<D=0,074) = 51, % Para o tempo ubeqüente, procede-e da mema forma, determinando para cada leitura do denímetro a altura de queda. Utiliza-e o material paante na peneira de 2,0 mm (# 10) do enaio de edimentação para o peneiramento fino.

11 Nota de Aula - Mecânica do Solo Propriedade que auxiliam na identificação do olo O olo ão identificado por ua textura, compoição granulométrica, platicidade, conitência ou compacidade, citando-e outra propriedade que auxiliam ua identificação, como etrutura, forma do grão, cor, cheiro, friabilidade, preença de outro materiai Textura Quanto à textura (ditribuição granulométrica) o olo ão claificado em groo e fino. O olo groo ão aquele no quai mai do que 50% do grão ão viívei a olho nu; ão a areia e o pedregulho. O olo fino ão aquele no quai mai do que 50 % da partícula ão de tal dimenão, que não ão viívei a olho nu; ão a argila e o ilte. A experiência indica que a textura, ou eja, a ditribuição granulométrica é muito importante no olo groo (granulare). Nete olo a ditribuição granulométrica pode revelar o comportamento referente à propriedade fíica do material. Para olo com grão menore que a abertura da peneira de nº 200 (0,075mm), a granulometria é de pouca importância para a olução do problema de engenharia geotécnica. Em função da ditribuição granulométrica o olo podem er bem ou mal graduado. O olo que tem eu grão variando, preponderantemente, dentro de pequeno intervalo, ão, portanto, olo mal graduado. O olo que tem vária fraçõe de diâmetro diferente miturada; ão, portanto, olo bem graduado. Trê parâmetro ão utilizado para dar uma informação obre a curva granulométrica: - Diâmetro efetivo (D 10 ): É o ponto caracterítico da curva granulométrica para medir a finura do olo, que correponde ao ponto de 10%, tal que 10% da partícula do olo pouem diâmetro inferiore a ele. - Coeficiente de uniformidade (Cu): Dá uma idéia da ditribuição do tamanho da partícula do olo; valore próximo de um indicam curva granulométrica quae vertical, com o diâmetro variando em um intervalo pequeno, enquanto que, para valore maiore a curva granulométrica irá e abatendo e aumentando o intervalo de variação do diâmetro. Da mema foram que foi definido D 10, define-e D e D 60. Cu = D 60 / D 10 A repreentação da curva granulométrica em papel emilogaritmo apreenta vantagen, poi o olo com Cu, aproximadamente iguai, erão repreentado por curva paralela. O olo que apreentam Cu < 5 ão denominado uniforme; e com Cu > 15 deuniforme. Para valore de Cu entre 5 e 15 ão denominado de medianamente uniforme. - Coeficiente de curvatura (Cc): Dá uma medida da forma e da imetria da curva granulométrica e é igual a: Cc = D ( D ) 60 2 D 10 Para um olo bem graduado, o valor do coeficiente de curvatura, deverá etar entre 1 e 3. Portanto, a ditribuição do tamanho de partícula é proporcional, de forma que o epaço deixado pela partícula maiore ejam ocupado pela menore. Para olo granulare há maior interee no conhecimento do tamanho da partícula, vito que, alguma de ua propriedade etão relacionada com o memo, o que não ocorre com o olo fino.

12 Nota de Aula - Mecânica do Solo 34 Logo, egundo a forma da curva podemo ditinguir o diferente tipo de granulometria conforme pode er obervado na Figura 3.6. Figura Diferente tipo de granulometria Exemplo 3: Na figura abaixo, etão motrada curva granulométrica de olo e materiai granulare, de algun locai do município de Santa Maria e Região. Curva Granulométrica - ABNT - NBR NM248 Argila Silte Areia Fina Areia Média Areia Groa Pedregulho Porcentagem Retida Porcentagem Paante ,001 0,01 0, Diâmetro do Grão (mm) (1) argila iltoa de alta platicidade, leito do Arroio Cadena - Vila Oliveira - Santa Maria. (2) argila iltoa de alta platicidade, Ditrito de Pain Santa Maria. (3) argila iltoa medianamente plática, várzea do Rio Vacacaí-Mirim Santa Maria. (4) argila iltoa com areia, Aterro Sanitário Retinga Seca. (5) olo reidual Chumbinho Retinga eca. (6) areia fina a média, margem do Arroio Cadena Vila Lídia Santa Maria. (7) areia média, margem do Arroio Cadena Vila Oliveira Santa Maria. (8) areia média a groa, Rio Verde Santa Maria. (9) areia groa, Rio Verde Santa Maria.

13 Nota de Aula - Mecânica do Solo 35 A curva granulométrica do exemplo anterior apreentam valore para o diâmetro epecífico e coeficiente motrado na tabela Curva nº D 10 (mm) D (mm) D 60 (mm) Cu Cc 5 0,0035 0,17 1, 371,43 6,35 6 0,094 0,17 0,24 2,55 1,28 7 0,13 0,23 0,40 3,08 1,02 8 0,15 0,24 0,35 2,33 1,10 9 0,25 0,38 0,61 2,45 0,95 De acordo com o valore indicado, a curva 5 é de olo deuniforme; enquanto que a demai curva ão de olo uniforme. O olo da curva 5 e 6 ão bem graduado, o demai ão mal graduado Compacidade Compacidade é a caracterítica da maior ou menor denidade (compactação) do olo granulare (não coeivo). O olo não coeivo ão a areia e pedregulho, e quantitativamente a compacidade ou denidade relativa é determinada pelo grau de compacidade atravé da expreão: e GC = e máx máx - e - e nat mín Determina-e o índice de vazio máximo vertendo-e implemente o material eco em um recepiente de volume conhecido e peando-e (ABNT/NBR 12004/90) e máx = Vv/V = (V - V)/V e máx = (V - W/) / (W/) onde: V = volume do recipiente W = peo do olo eco = peo epecífico real do grão Obtém-e o índice de vazio mínimo, compactando-e o material por vibração ou por ocamento dentro de um recipiente de volume V (ABNT/NBR 12051/91). e mín = (V - Wc/) / (Wc/), onde: Wc = peo do olo compactado Em função do grau de compacidade claificam-e a areia em: Fofa (olta) 0 < GC < 1/3 Medianamente compacta 1/3 < GC < 2/3 Compacta 2/3 < GC < 1

14 Nota de Aula - Mecânica do Solo 36 Qualitativamente correlaciona-e a compacidade de areia e ilte arenoo com a reitência a penetração obtida no enaio de penetração etática (SPT). Segundo ABNT/NBR 7250/82, temo: Deignação Índice de reitência à penetração N (SPT) Fofo 4 Pouco compacto 5 a 8 Medianamente compacto 9 a 18 Compacto 18 a 40 Muito compacto > Forma do grão Quanto à forma, a partícula do materiai granulare, pedregulho e areia, e aproximam de uma efera. A caracterização do eu tamanho atravé de uma medida linear é, uficientemente, correta. Exitem tabela que ditribuem a partícula eferoidai em clae, de acordo com a forma de ua uperfície: angular, ubangular, ubarredondado, arredondado e bem arredondado. A forma mai comum, da partícula do argilo-minerai formadore do olo argiloo é a laminar onde predominam dua dimenõe, largura e comprimento, obre a epeura. A Figura 3.6 apreenta a clae de arredondamento, e a Figura 3.7 apreenta partícula de argila. Figura 3.7 Grau de arredondamento da partícula Figura 3.7 Grão de areia (a) bem arredondada, (b) ubangular.

15 Nota de Aula - Mecânica do Solo 37 Figura 3.8 Partícula de argila (a) caulinita (b) ilita 3.6 Uo da granulometria No olo com grão maiore do que a peneira de nº 200 (areia e pedregulho) a granulometria tem vário uo importante. Por exemplo, o olo bem graduado, ou eja, com uma ampla gama de tamanho de partícula, apreentam melhor comportamento em termo de reitência e compreibilidade que o olo com granulometria uniforme (toda a partícula têm o memo tamanho). Outra finalidade da curva granulométrica é na etimativa do coeficiente de permeabilidade (Unidade 6) de olo de granulação groa, epecialmente no dimenionamento de filtro. O material fino atua como ligante do olo. O conhecimento da curva granulométrica permite a ecolha do material para utilização em bae de rodovia e aeroporto. Porém exitem vária razõe tanto prática como teórica pela quai, a curva granulométrica de olo fino é mai dicutível que a correpondente a olo granulare. O tratamento químico e mecânico que o olo naturai recebem ante de realizar uma análie granulométrica reultam em tamanho efetivo que podem er muito diferente do exitente no olo natural. Para execução de concreto de cimento, agregado bem graduado requerem meno cimento para encher o vazio e, havendo meno água por unidade de volume de concreto, ele erá mai deno, meno permeável e apreentará maior reitência à alteração do que e foe executado com agregado uniforme. Para o cao de concreto afáltico uando agregado bem graduado a quantidade de afalto a er empregado é menor.

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