MECÂNICA DOS SOLOS PROF. AUGUSTO MONTOR LISTA DE EXERCÍCIOS 1 1) Uma amostra indeformada de solo foi recebida no laboratório. Com ela realizou-se o ensaio de determinação da umidade (w): tomou-se uma amostra que, junto com a cápsula em que foi colocada, pesava 119,92 g. Esta amostra permaneceu numa estufa a 105 C até constância de massa, após a secagem, o conjunto solo seco mais cápsula, pesava 109,05 g. A massa da cápsula, chamada tara, era de 34,43 g. Qual o valor da umidade? 2) Uma amostra de solo deformada foi coletada para avaliar a sua possibilidade de utilização na base de um pavimento. Para isto será feito um ensaio com 2000 gramas de solo cujo teor de umidade, determinado em laboratório, foi de 8%. Calcular o volume de água necessário para que a amostra passe a ter 25% de teor umidade. 3) A massa de uma amostra de solo coletada no campo é de 508 g e sua massa seca correspondente é de 405,76 g. A massa específica dos grãos, determinada em laboratório foi de 2,68 g/cm³. Se o índice de vazios do solo no seu estado natural é de 0,83, determinar: a) O peso específico seco. b) o teor de umidade e o peso especifico do solo. c) a saturação do solo no estado natural. d) o teor de umidade que conduziria a total saturação dos vazios 4) Para um solo argilo-arenoso saturado com massa específica dos grãos igual a 2,70 g/cm³ e teor de umidade igual a 46% determinar: a) índice de vazios e porosidade. b) massa esp. natural, massa esp. seca, peso esp. natural e peso esp. seco. c) massa esp. saturada, massa esp. submersa, peso esp. saturado e peso esp. submerso. 5) De um solo com saturação igual a 80% foi retirado uma amostra com massa igual a 482,5 g e volume 329,8 cm³. Após secagem em estufa, verificouse que a massa passou para 392,7 g. Determinar: a) o teor de umidade do solo e as respectivas massas específicas seca, dos sólidos (grãos) e do solo (natural) deste solo. b) o índice de vazios e a porosidade. c) o peso específico saturado e submerso 6) Uma amostra de argila siltosa na profundidade de 12 metros apresenta índice de vazios igual a 2,324 e saturação igual a 70%. Complete a tabela a seguir para amostras com volume total de 100cm³, 200cm³ e 300cm³
Volume total 100 200 300 sólidos vazios água ar 7) Um ensaio de compactação normal de Proctor com uma amostra de argila siltosa (massa esp. dos grãos igual a 2,97g/cm³) apresentou os seguintes resultados: Ensaio n 1 2 3 4 5 6 Volume do cilindro 993 993 993 993 993 993 Massa do cilindro (g) 1089 1089 1089 1089 1089 1089 Massa do cilindro + solo (g) 2890 2998 3129 3162 3176 3150 Umidade do CP 17,21 18,68 20,78 21,72 23,09 25,12 Massa de solo nat d a) Traçar a curva de compactação e obter o valor da máxima massa esp. aparente seca e da respectiva umidade ótima. b) Calcular a saturação do solo no ponto máximo da curva de compactação c) Traçar as curvas de saturação igual a 100%, 90% e 80%. d) Qual a importância da curva de saturação correspondente ao ponto máximo da curva de compactação?
Massa esp. aparente seca (g/cm³) Curva de Compactação 2,000 1,950 1,900 1,850 1,800 1,750 1,700 1,650 1,600 1,550 1,500 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Umidade (%)
8) Utilizando a curva granulométrica dada a seguir, determine a porcentagem dos grãos que constituem o material de acordo com a NBR 6502 (Solos e Rochas) e classifique o material segundo o método HRB/AASHTO. Dados : LL=50% e LP=31,5%
% QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000 DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS(MM)
9) Considere a máxima massa esp. aparente seca, obtida na curva de compactação de um solo, igual a 1,97 g/cm³ e a respectiva umidade ótima igual a 12,27%. Calcule o valor mínimo para que a massa esp. aparente seca em obra seja aceita (considere GCmin igual a 98%). Se a umidade do solo em obra estiver em torno de 8,45%, qual o volume de água a ser adicionado para compactar 1 tonelada deste material na umidade ótima? 10) Para avaliar se a compactação de um trecho da um pavimento foi bem executado, procedeu-se com o ensaio de cravação do cilindro cortante no solo. O cilindro tem massa de 1568g, 15,6cm de altura e 11,20cm de diâmetro. A massa do cilindro com solo foi medida resultando em 4830g. Para este mesmo ensaio verificou-se que a umidade do solo dentro do cilindro era de 25,43%. Se a máxima massa específica aparente seca obtida em laboratório foi de 1,702g/cm³, os demais serviços de compactação podem ser liberados? (Considere GCmín = 99%) 11) Calcular as tensões total, efetiva, pressão neutra e traçar o diagrama de tensões para cada camada de solo nos perfis a seguir:
RESPOSTAS: 1) w=14,57% 2) V=314,81 cm³ 3a) d=14,6 kn/m³ 3b) d=18,3 kn/m³ 3c) S=81,37% 3d) w=30,97% 4a) e=1,242; n=55,4% 4b) d=1,20 g/cm³; d=12,0 kn/m³; nat=1,75 g/cm³; nat=17,5 kn/m³ 4c) sat=1,76 g/cm³; sat=17,6 kn/m³; sub=0,76 g/cm³; sub=7,6 kn/m³ 5) w=22,87%; nat=1,463 g/cm³; d=1,191 g/cm³; s=1,805 g/cm³; e=0,516; n=34,04%; sat=15,31 kn/m³; sub=5,31 kn/m³ 6) Volume total sólidos vazios água 100 30,08 69,92 48,94 20,98 200 60,17 139,83 97,88 41,95 300 90,25 209,75 146,83 62,92 ar 7) d,max = 1,717 g/cm³, wot = 22,2%, S=90,35% Massa de solo (g) 1801 1909 2040 2073 2087 2061 nat (g/cm³) 1,814 1,922 2,054 2,088 2,102 2,076 d (g/cm³) 1,547 1,620 1,701 1,715 1,707 1,659 8) HRB/AASHTO: A-2-7 Material % retida Pedregulho 73 Areia grossa 4 Areia média 2 Areia fina 3,5 Silte 2 Argila 15,5 9) d,min = 1,931 g/cm³; V=35,22 litros 10) GC=99,4%
11a) Cota (m) (kpa) (kpa) ' (kpa) 0 0 0 0-2 20 20 0-5,5 87,06 55 32,06-7,3 117,48 73 44,48 11b) Cota (m) (kpa) (kpa) ' (kpa) 0 0 0 0-1,7 27,2 0 27,2-3,2 52,4 0 52,4-4,7 78,2 15 63,2-10,7 198,26 75 123,26