APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA

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1 TC-033 LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS Prof. Caroline Tomazoni APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA Programação das aulas/ Avaliações/ Bibliografia do Curso/ Aulas Práticas 1

2 1. Programação de aulas 1º. BLOCO: Propriedades de identificação dos solos + Compactação 3 AULAS TEÓRICAS 3 AULAS PRÁTICAS TOTAL 14 AULAS 1 PROVA 2º. BLOCO: Propriedades hidráulicas + Propriedades mecânicas (resistência e compressibilidade) 3 AULAS TEÓRICAS 3 AULAS PRÁTICAS 1 PROVA 1. Programação de aulas DATA ASSUNTO 27/02 AULA 1 TEÓRICA Apresentação da disciplina/ Identificação dos Solos/ Distribuição Granulométrica/ Umidade 06/03 AULA 2 TEÓRICA Noções de índices físicos/ Índices de consistência (Limites de Atterberg) - Ensaios de LL, LP e LC 13/03 AULA 3 TEÓRICA Noções de compactação de solos/ Ensaios de peso específico natural, compactação e CBR 20/03 AULA 4 PRÁTICA Preparação de amostras/ Ensaios de LL, LP e massa específica 27/03 AULA 5 PRÁTICA Ensaio de compactação (Proctor e CBR) 03/04 AULA 6 PRÁTICA Ensaio de granulometria 10/04 AULA 7 - PROVA 2

3 DATA ASSUNTO 17/04 AULA 8 TEÓRICA Noções de permeabilidade/ Ensaios de permeabilidade à carga constante e variável 24/04 AULA 9 TEÓRICA Noções de compressibilidade/ Ensaio de adensamento 01/05 FERIADO 08/05 AULA 10 TEÓRICA Noções de resistência/ Ensaios de cisalhamento direto e triaxial 15/05 AULA 11 PRÁTICA Ensaio de adensamento 22/05 SEMANA ACADÊMICA NÃO TEM AULA 29/05 NÃO TEM AULA (SEMANA CORPUS CHRISTI) 05/06 AULA 12 PRÁTICA Ensaio de compressão simples 12/06 AULA 13 PRÁTICA Ensaio de permeabilidade 19/06 AULA 14 - PROVA 3. Avaliações A avaliação compreenderá duas provas escritas (1 o e 2 o TEs); A nota final corresponde a média das avaliações escritas; Todas as provas serão sempre sem consulta, sendo disponibilizadas fórmulas e gráficos quando necessário. Nota mínima para aprovação direta: 70 Nota mínima para realizar o exame final: 40 Não haverá prova substitutiva. A participação em aulas práticas e teóricas (realização de exercícios, realização de ensaios, relatórios, etc.) não valerá nota diretamente, mas 3

4 4. Bibliografia 4. Bibliografia BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Fundamentos de engenharia geotécnica, Braja Das Experimental Soil Mechanics, Jean-Pierre Bardet ABNT, Normas técnicas específicas para cada ensaio; Pinto, C.S. (2006), Curso Básico de Mecânica dos Solos com exercícios resolvidos, 2ª. Edição, Ed. Oficina de Textos; Das, B. (2006), Fundamentos de Engenharia Geotécnica, Ed. Thomson; Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos, J. A. R. Ortigão Head, K.H. (2006), Manual of Soil Laboratory Testing, Third Edition, Whittles Publishing; Experimental Soil Mechanics, Jean-Pierre Bardet; Outros materiais a serem indicados pelos docentes. 4

5 5. Aulas práticas 5.1 INSTRUÇÕES GERAIS EPIs Só será permitida a participação em aula de alunos adequadamente trajados e calçados Sugestão: trazer luvas de latex e guardapó 5. Aulas práticas 5.1 INSTRUÇÕES GERAIS Execução dos ensaios Não será feita demonstração dos ensaios Todos os ensaios serão realizados pelos alunos Não serão fornecidos prodecimentos e planilhas de ensaios ao início das aulas 5

6 5. Aulas práticas 5.2 AMOSTRAS PARA OS ENSAIOS Turma dividida em dois grupos Grupo 1: areia Grupo 2: argila Para quando? 1ª. Aula prática dia 20/03 Quantidade de material: ± 8 kg Trazer o solo seco!!!! Não pode ser solo do jardim!!! Não pode ter raiz!!! Não pode ser areia de praia!!!! 5. Aulas práticas 5.3 LIMPEZA E ORGANIZAÇÃO DO LABORATÓRIO Os laboratórios devem ser entregues limpos e arrumados ao final da aula Há vassouras e pás (sugestão: tranzer panos de chão, esponjas ) Latas de lixo: exclusivas para material reciclável Haverá penalização/ retenção de notas para turmas que não observarem a limpeza do laboratório ou disposição do lixo/ solo no local correto 6

7 AULA 1 Composição granulométrica Umidade INTRODUÇÃO SOLO Meio POROSO formado por PARTÍCULAS minerais e matéria orgânica Materiais TRIFÁSICOS: Grãos (fase sólida) Vazios (preenchidos por fluidos) Água (fase líquida) Ar (fase gasosa) 7

8 PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS Para a caracterização inicial dos solos sob o ponto de vista de engenharia são determinadas algumas propriedades básicas de identificação dos solos Essas propriedades básicas de identificação dos solos são dadas pela COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA (DISTRIBUIÇÃO GRANULOMETRICA) e pelos INDICES DE CONSISTÊNCIA (LIMITES DE ATTERBERG) PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS Conforme já visto, os solos são compostos por partículas de diversos tamanhos Fração Matacão Pedra Pedregulho Areia grossa Areia média Areia fina Silte Argila Limites definidos pela ABNT de 25 cm a 1 m de 7,6 cm a 25 cm de 4.8 mm a 7,6 cm de 2 mm a 4,8 mm de 0,42 mm a 2 mm de 0,05 mm a 0,42 mm de 0,005 mm a 0,05 mm inferior a 0,005 mm 8

9 07/03/2018 PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS ENSAIOS EXPEDITOS Realizados em campo analise preliminar Baseados em propriedades organolépticas análise tátil visual ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO Procedidos através de amostras deformadas AMOSTRAS INDEFORMADAS AMOSTRAS DEFORMADAS 9

10 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO Preparação de amostras para ensaios de laboratório Destorroar amostra: Almofariz Mão de grau Obtenção de amostra representativa: Repartidor de amostras Quarteamento COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA Reconhecimento do tamanho dos grãos que compõem um solo através de ensaios de laboratório: análise granulométrica A análise granulométrica é procedida por dois ensaios: Ensaio de peneiramento Ensaios de sedimentação 10

11 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA O ENSAIO DE PENEIRAMENTO consiste na agitação do solo previamente seco e destorroado em um jogo de peneiras padrão, com aberturas conhecidas Durante este processocada faixa granulométrica (faixa de tamanhos de grãos) vai sendo retida com a diminuição progressiva da abertura de malha das peneiras COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA A abertura nominal de cada peneira (abertura da malha) é considerada como o diâmetro das partículas Obviamente, trata-se de um diâmetro equivalente, pois as partículas nãosão esféricas 11

12 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA O ensaio de peneiramento tem como limitação a abertura da malha da peneira mais fina, que ainda pode permitir a passagem de partículas com o diâmetro muito menor A menor peneira costumeiramente empregada é a Peneira n o. 200 (#200), cuja abertura é de 0,075mm, que praticamente coincide com a dimensão que separa a areia dos siltes (0,06 mm) COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA PENEIRAMENTO GROSSO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA: 3 ETAPAS SEDIMENTAÇÃO PENEIRAMENTO FINO 12

13 PENEIRAMENTO GROSSO PENEIRAMENTO GROSSO 13

14 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO Distribuição Granulométrica da Fração Fina A técnica da sedimentação é baseada na Lei de Stokes, segundo a qual a queda de partículas esféricas em um fluido ocorre emvelocidades proporcionais ao quadrado dos seus diâmetros! = # $ # & 18 ) * ) +, 14

15 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA O ensaio de sedimentação consiste em determinar a densidade (por meio de um densímetro) de partículas em suspensão em água colocadas em repouso. No instante que a suspensão é colocado em repouso, a sua densidade é igual ao longo de toda a profundidade COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA Quando as partículas maiores decantam, a densidade na parte superior do frasco diminui Pela Lei de Stokes, é possível relacionar a variação de densidade no tempo com a porcentagem de grãos menores a determinado diâmetro 15

16 PENEIRAMENTO FINO 16

17 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA A representação gráfica final do resultado final da análise granulométrica é conhecida como CURVA GRANULOMÉTRICA e é obtida plotando-se o diâmetro das partículas no eixo das abcissas em escala logarítmica. As porcentagens de correspondentes de partículas passantes para cada diâmetro é marcado no eixo das ordenadas em escala linear 17

18 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA Conhecida a distribuição granulométrica do solo, pode-se determinar a porcentagem correspondente a cada uma das frações anteriormente especificadas As mesmas designações usadas para expressar as frações granulométricas de um solo são empregadas para designar os próprios solos Por exemplo, diz-se que um solo é uma argila quando há a predominância da fração argila, ainda que contenha partículas com diâmetros correspondentes às frações silte e areia 18

19 10% areia 7% silte 83% argila 0,002 mm 0,06 mm 2 mm 35% areia 48% silte 12% argila 19

20 0,06 mm 2 mm UMIDADE NATURAL UMIDADE HIGROSCÓPICA 20

21 UMIDADE NATURAL Umidade que um solo possui, na forma em que ele se encontra na natureza h = # $ # % 100 Onde: h = umidade (%) P a = peso de água P s = peso do solo seco (ou seja, apenas os grãos) UMIDADE NATURAL Determinação: ensaio de secagem em estufa (NBR 6457/1986 ABNT) 21

22 UMIDADE NATURAL UMIDADE HIGROSCÓPICA Umidade que um solo exibe quando seco ao ar Quanto mais argiloso: maior umidade higroscópica Procedimento de ensaio: similar ao da umidade natural 22