Material de apoio. Índices físicos. Índices físicos entre três as fases

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1 Universidade Paulista Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Professora Moema Castro, MSc. Material de apoio 2 PINTO, C. de S. Curso Básico de Mecânica dos Solos, Editora Oficina de Textos, São Paulo, COMPLEMENTOS DE MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES O ESTADO DO SOLO ÍNDICES FÍSICOS AULA 03 Goiânia, 2016/2. Notas de aula adaptadas do Prof. MSc. Victor S. Terra entre três as fases O solo é constituído de três fases: Partículas sólidas, água e ar. 3 V Volume total Vs Volume de sólidos Vw Volume de água Va Volume de ar Vv Vw+Va Volume de vazios P Massa total Ps Massa dos sólidos Pw Massa de água Pa Massa de ar 4 Podem ser divididos em 3 grupos, conforme as grandezas relacionadas: 1 grupo: Relação entre massas Teor de umidade (w, h): é a quantidade de água presente no solo, definida como a razão entre a massa de água e a massa dos sólidos (ou massa seca em estufa). 100, Intervalo usual: 10% < w < 40%; Solo seco em estufa: 105 C e 110 C. w Teor de umidade Ps Massa dos sólidos ou seca Pw Massa de água Pu Massa úmida

2 5 Grau de saturação:é a relação entre o volume de água e o volume de vazios. Calculado a partir de outros índices. 6 Índices de vazios (e):é a relação entre o volume vazios e o volume das partículas. Calculado a partir de outros índices Solo saturado Sr 100% sistema bifásico; Solo seco Sr 0% sistema bifásico; Solo parcialmente saturado 0% < Sr < 100% sistema trifásico. Intervalo usual: 0,5< e < 1,5; Algumas argilas podem chegar: e 3,0. 7 Porosidade (n):é a relação entre o volume vazios e o volume total. Indica a mesma coisa que o índice de vazios. 8 Massa específica natural do solo (ρ n ou ρ nat ): é a relação entre massa total do solo e o volume total Intervalo usual: 30%< n < 70%; O peso específico natural do solo é denominado de peso específico úmido. Peso específico natural, quando não conhecido, pode ser estimado em 20 kn/m.

3 9 Massa específica dos sólidos ou dos grãos (ρ s ): é a relação entre massa das partículas sólidas e o volume. É determinada em laboratório para cada solo. O peso específico dos grãos varia pouco de solo para solo e, por si, não permite identificar o solo em questão, mas é necessário para cálculos de outros índices. Os valores situam-se em torno de 27 kn/m (valor adotado quando não se dispõe do valor específico para o solo em estudo). 10 Massa específica da água (ρ w ) embora varie um pouco com a temperatura, adota-se: 1,00 Peso específico da água (γ w ) 10!" Valores referentes à temperatura de 20 C. 11 Massa específica dos solo seco (ρ d ) relação entre a massa de sólidos e o volume total. Massa específica dos solo saturado (ρ sat ) massa do solo se ficasse saturado e se isso ocorresse sem variação de volume. Massa específica dos solo submerso (ρ sub ) serve para cálculos de tensões efetivas. É igual a massa específica natural menos a massa específica da água. # Cálculo dos índices físicos Determinados diretamente em laboratório: Umidade Peso específico dos grãos Peso específico natural Peso específico Massa Específica Aceleração da Gravidade 12

4 13 1 Índice de vazios máximo vertido através de funil; Índice de vazios mínimo Estado das Areias vibra-se a areia dentro de um molde; Compacidade relativa (CR) quanto maior CR, mais compacta é a areia 14 $% á' á' í Em geral, areias mais compactas tem maior resistência e menor deformabilidade. Estado das Argilas Costuma ser indicado pela resistência ensaio de compressão simples 15 Estado das Argilas Índice de consistência (IC) Estimativa da consistência das argilas 16 Sensitividade das argilas relação entre a resistência no estado natural e a resistência no estado amolgado %)ê) ) + %)ê), -$..... LL Limite de liquidez; w teor de umidade; LP Limite de plasticidade. Exemplo: realiza-se um ensaio de compressão simples com a amostra no seu estado natural (inderfomada) e outro com um corpo de prova feito com o mesmo solo após completo remoldamento (amolgada).

5 Limites de Atterberg Em função da quantidade de água presente em um solo. SÓLIDO Estado Líquido SEMI- SÓLIDO 17 PLÁSTICO LÍQUIDO LC LP LL W Caracterizado pela ausência de resistência ao cisalhamento e o solo assume a aparência de um líquido. Estado Plástico Quando o solo começa a perder umidade, passa a apresentar o comportamento plástico, ou seja, deforma-se com variação volumétrica (sem fissurar-se ao ser trabalhado). Estado Semi-sólido Ao perder mais água, o material torna-se quebradiço (semi-sólido). Estado Sólido Não ocorrem mais variações volumétricas pela secagem do solo. Limites de Atterberg 18 Os teores de umidade correspondentes às mudanças de estado são denominados: Limite de Liquidez (LL); O LL é o teor de umidade que delimita a fronteira entre o estado líquido e plástico. Limite de Plasticidade (LP) e; O LP delimita o estado plástico do semi-sólido e; Limite de Contração (LC). O LC, o estado semi-sólido do sólido. Os valores de LL e LP são de uso mais corriqueiro na engenharia geotécnica.