Ww Ws. w = e = Vs 1 SOLO CONCEITOS BÁSICOS

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1 1 SOLO CONCEITOS BÁSICOS O olo, ob o ponto de vita da Engenharia, é um conjunto de partícula ólida com vazio ou poro entre ela. Ete vazio podem etar preenchido com água, ar ou ambo. Aim o olo é : - eco e o vazio etão cheio de ar; - aturado e etão preenchido com água; - parcialmente aturado e contêm ar e água. Para a reolução de problema de Engenharia ete contituinte ão mai bem repreentado por meio de um diagrama equemático, como o que e apreenta na figura, contendo a trê fae do olo. v a Fae gaoa a Fae líquida Fae ólida (olume) (Peo/Maa) Utilizam-e a eguinte relaçõe: olume : Poroidade n v Índice de vazio v e Grau de aturação S v Compacidade Peo : Teor em água Mecânica do Solo C Engª Civil DEC/FCT/UNL 1.1 C

2 Peo/olume peo volúmico total ou aparente da partícula ólida da água 3 3 9,8kN / m 10 kn / m aparente eco d aturado ubmero at ' at Denidade da partícula ólida Podem etabelecer-e alguma relaçõe entre ete coeficiente: G + 1 e + 1 (1) S.. + e e + 1 d e + 1 (2) (3) e n e +1 (4) e. S G (5) Se o olo etiver aturado v ou eja S1. Curva de compactação: Curva de aturação: d 1 + d 1+ Mecânica do Solo C Engª Civil DEC/FCT/UNL 1.2

3 Problema 1.1 Conidere uma amotra de areia colocada numa cápula de porcelana. O peo total da amotra húmida e da cápula é 72,49 gf. Ete peo é reduzido a 69,28 gf depoi de e ter colocado a amotra na etufa a 105 C durante 24 hora. O peo da cápula é 32,54 gf. Determine o teor em água () deta amotra. 1.2 Uma amotra intacta de argila, com volume aparente de 1646,7 cm 3, tem peo total de 2796,2 gf. O teor em água médio da amotra determinado em etufa é 14%. Sabendo que a denidade da partícula (G) é 2,69, calcule: a) peo volúmico do olo (); b) peo volúmico eco ( d ); c) índice de vazio (e); d) poroidade (n); e) grau de aturação (S); f) peo volúmico aturado ( at ) Colocou-e uma amotra de argila numa cápula de porcelana cujo peo é de 0,30 N. O peo total da amotra húmida, incluindo a cápula, é de 0,657 N ante de ecar e de 0,5712 N depoi de eca em etufa a 105 ºC. Com um enaio independente determinoue o peo volúmico da partícula ólida que forneceu o valor de 25,8 kn/m 3. Calcular o teor em água da amotra e, upondo-a totalmente aturada, determinar a poroidade, o índice de vazio e o eu peo volúmico ubmero. R : 31,6% ; n 0,449 ; e 0,815 ; 8,7 kn/m Determine o peo volúmico ubmero de um olo argiloo, totalmente aturado. O índice de vazio é de 1,2 e G2,7. R : 7,7 kn/m O peo volúmico de uma areia de aterro foi determinado no campo tendo o valor de 17,5 kn/m 3. O teor em água durante o enaio era de 8,6% e o valor de G2,6. Em laboratório, e em condiçõe epecificada, determinaram-e o índice de vazio da areia para a mai baixa e a mai alta compacidade com o valore repectivamente de e máx 0,642 e e mín 0,462. Calcule o valor da denidade relativa da areia do aterro in itu. emáx e Dr e e máx mín R : D r 16,1% Mecânica do Solo C Engª Civil DEC/FCT/UNL 1.3

4 1.6 Deduza uma expreão para S em função do peo volúmico total, do teor em água, e de Calcule com ea expreão, o valor de S de uma amotra de ilte cujo peo volúmico total é de 16,3 kn/m 3, endo o teor em água de 49% e G2,65. Determine também o peo volúmico aparente eco do ilte. R : S 91,3% ; d 10,9 kn/m Um ilte contituído por partícula ólida com G2,6, tem um índice de vazio de e0,52. Calcule o peo volúmico eco, aturado e ubmero, upondo o olo totalmente aturado. R : d 17,1% kn/m 3 ; 10,5 kn/m 3 ; at 20,5 kn/m Deduza a expreão S.e. 1.9 Uma amotra de olo totalmente aturado tem o teor em água de 27% e o peo volúmico total de 19,8 kn/m 3. Calcule o peo volúmico eco e o índice de vazio, bem como o valor de Qual eria o peo volúmico total de uma motra do memo olo compactado com o memo índice de vazio, ma apena com um grau de aturação de 90%? R : d 15,6 kn/m 3 ; e 0,73 ; G 2,68; 19,3 kn/m Uma amotra de argila aturada pea 1,526 N. Depoi de eca em etufa a 105 ºC pea 1,053 N. Determinar o teor em água. Se o peo volúmico da partícula ólida for de 27 kn/m 3, qual erá o índice de vazio, a poroidade e o peo volúmico da amotra? R : n0,548; e1,214; 17,7 kn/m A análie granulométrica de um olo reidual da cidade do Porto forneceu o eguinte reultado: nº do peneiro 3/ % de retido Do enaio de edimentação reultou que 31% do total da partícula eram menore que 0,05 mm, 22% menore que 0,025 mm, 20% menore que 0,012 mm, 6% menore que 0,002 mm e 3% menore que 0,001 mm. Traçar a curva granulométrica e determinar o coeficiente de uniformidade e de curvatura do olo. O que pode concluir obre a granulometria do olo? Mecânica do Solo C Engª Civil DEC/FCT/UNL 1.4

5 Na execução de um enaio de compactação de um olo foram obtido o reultado contante do Quadro. A denidade da partícula ólida é 2,64. Calcule um valor etimado do teor em água óptimo e trace a curva de aturação (em que é nulo o volume de ar no olo) relacionando o peo volúmico eco e o teor em água. Teor em água (%) Peo volúmico (kn/m 3 ) 17,2 20,7 15, ,2 21, ,3 8,8 20,3 7,4 18, A maa natural e eca de uma amotra de olo ão, repectivamente, 502g e 455g. Em laboratório determinou-e a denidade da partícula ólida que é de 2,65. Admitindo que o índice de vazio em etado natural tem o valor de 0,6, determine: a) O peo volúmico do olo. b) O peo de água por metro cúbico de amotra de olo que é neceário adicionar para originar a ua aturação Pretende-e realizar um aterro para contrução de uma etrada, de forma a que ee aterro apreente depoi de compactado um peo volúmico eco de 18 kn/m3. Sabendo que na mancha de emprétimo o olo a utilizar apreenta um peo volúmico de 17 kn/m3 e um 5%, calcule qual o volume de material a ecavar neceário para contruir cada metro cúbico de aterro. R : 1,11 m Uma camada de areia com 3 m de epeura tem um peo volúmico eco igual a 16,2 kn/m 3, um teor em água de 14% e um peo volúmico da partícula ólida de 26,1 kn/m 3. a) Determine o grau de aturação e o índice de vazio da areia b) Admitindo a incompreibilidade da partícula ólida e deformaçõe laterai nula, determine o aentamento que e verificava cao o índice de vazio e reduzie por compactação para 0,44. Mecânica do Solo C Engª Civil DEC/FCT/UNL 1.5