Indices Fisicos do Solo - Slides de Aula

ÍNDICES FÍSICOS Profª Dra Andréa Batista Universidade de Pernambuco Mecânica dos Solos 01 Índices Físicos Considerações Gerais Fases do solo A água nos solos Índices físicos Relação entre os Índices Físicos Massas específicas x Pesos Específicos e Grau de Compacidade 1 Índices Físicos Considerações Gerais O solo é todo material encontrado na camada superficial da crosta terrestre que pode ser removido por um instrumento cortante qualquer sendo composto por elementos pertencentes as fases sólidas líquidas e gasosas O que é solo JPNEWS 2018 Fases do Solo O solo é constituído por um conjunto de partículas sólidas formando entre si poros que poderão estar preenchidos por água eou ar 1 Índices Físicos Carvalho e Silva 2006 Fases do Solo 1 Índices Físicos Água no Solo Fase líquida Característica T C de liberação Constituição Faz parte da estrutura molecular das partículas sólidas 1200 Adesiva Película que envolve a partícula sólida e a ela se adere fortemente 600 Higroscópica Resultante de um solo seco ao ar 100 Livre Preenche todos os vazios do solo regida pela lei da hidráulica 100 Capilar Sobe pelos canículos nos solos formados pelas partículas sólidas atingindo altura além do nível de água 100 Fases do Solo 1 Índices Físicos As quantidades de água e ar que ocupam os vazios podem variar interferindo nas propriedades do solo Índices Físicos 1 Índices Físicos Umidade Relação entre pesos Índice de vazios Porosidade Grau de saturação Relação entre volumes Peso específico dos sólidos ou grãos Peso específico natural Peso específico aparente seco Peso específico aparente saturado Peso específico da água Peso específico submerso Relação entre pesos e volumes Índices Físicos 1 Índices Físicos Umidade w ou h Relação entre o peso da água e o peso dos sólidos Os teores de umidades dependem do tipo de solo podendo ocorrer valores muito baixos solos secos ou muito altos 150 ou mais 𝑤 𝑃𝑎 𝑃𝑠 𝑥100 Onde Pa Peso de água Ps Peso das partículas sólidas Determinação Método da Estufa Lab Queima ao Álcool Campo e Speedy Campo Valores típicos Areias naturais 1 a 30 e Argilas 20 a 200 Laboratório Speedy 2006 Índices Físicos 1 Índices Físicos Índice de vazios e Relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas Independe do estado de saturação do solo Valores típicos areias naturais de 05 a 10 e argilas 070 a 150 Obs argilas orgânicas podem apresentar índices de vazios superiores a 3 𝑒 𝑉𝑣 𝑉𝑠 Onde Vv Volume de vazios Vs Volume de partículas sólidas Índices Físicos 1 Índices Físicos Porosidade ƞ Relação entre o volume de vazios e o volume total Independe do estado de saturação do solo Valores típicos 35 a 60 𝑛 𝑉𝑣 𝑉𝑇 100 Onde Vv Volume de vazios VT Volume total Índices Físicos 1 Índices Físicos Grau de Saturação S Relação entre o volume de água e o volume de vazios Quando o solo está seco considerase a S0 porém quando todos os vazios do solo estão preenchidos por água o grau de saturação é igual a 100 e o solo é denominado solo saturado S 𝑉𝑎 𝑉𝑣 100 Onde Va Volume de água Vv Volume de vazios Índices Físicos 1 Índices Físicos Peso Específico dos Grãos γs Relação entre o peso das partículas sólidas do solo e o volume dessas partículas Determinado em laboratório para cada solo através do método do picnômetro 𝛾𝑠 𝑃𝑠 𝑉𝑠 Onde Ps Peso das partículas sólidas Vs Volume de partículas sólidas Pinto 2006 Índices Físicos 1 Índices Físicos Peso Específico da Água γa Peso Específico Natural γn Na prática da engenharia adotase sempre como igual a 10 kNm³ 1litro de água 1 kg de água 0001m³ de água Relação entre o peso total do solo e seu volume total γ𝑛 𝑃 𝑉 Onde P Peso total do solo V Volume total P m x g D H V Índices Físicos 1 Índices Físicos Peso Específico Aparente Seco γd Relação entre o peso dos sólidos e o volume total 𝛾𝑑 𝑃𝑠 𝑉𝑇 Onde Ps Peso das partículas sólidas VT Volume total Peso Específico Aparente Saturado γsat Relação entre o peso saturado e o volume total Seus valores comuns estão entre 13 e 19 kNm3 Nas argilas orgânicas podem chegar a 5kNm3 Seu valor é da ordem de 20kNm3 γ𝑠𝑎𝑡 𝑃𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑇 Onde Psat Peso saturado VT Volume total Índices Físicos 1 Índices Físicos Peso Específico Submerso γsub Quando o solo é submerso as partículas sólidas sofrem a influência do empuxo da água γSUB γSAT γa Densidade Relativa 1 Índices Físicos Densidade Relativa das Partículas δ ou Gs Determinada pelo ensaio de Densidade Real em laboratório δ γ𝑠 γ𝑎 Onde γs Peso específico das partículas sólidas γa Peso específico da água 1 Índices Físicos Relação entre Massa Específica e Peso Específico Massa específica ρ x Peso específico γ 𝑚 𝑉 𝑚𝑥𝑔 𝑉 γ ρ x g Outras Relações 1 Índices Físicos A compacidade da areia representa o estado da areia no campo e comparada com sua condição mais fofa e mais compacta Os limites são definidos pelo índice de vazios máximo solo depositado cuidadosamente em um recipiente e o índice de vazios mínimo compactado por vibração A compacidade relativa é uma indicação quantitativa do estado da areia no campo Grau de Compacidade Granulometria das areias Pinto 2006 Outras Relações 1 Índices Físicos Grau de Compacidade Pinto 2006 Pinto 2006 Relação entre Índices Físicos 1 Índices Físicos São determinados em laboratório através de ensaios os seguintes índices físicos w γs e γn Os outros índices são calculados através das relações que podem ser determinadas entre eles Igual a 10 𝑛 𝑉𝑣 𝑉𝑇 𝑉𝑣 𝑉𝑠𝑉𝑣 𝑒 1𝑒 γ𝑛 𝑃 𝑉𝑇 𝑃𝑠𝑃𝑎𝑃𝑎𝑟 𝑉𝑠𝑉𝑣 γ𝑠γ𝑠w 1e γ𝑑 𝑃𝑠 𝑉𝑇 𝑃𝑠 𝑉𝑠𝑉𝑣 𝑃𝑠 1e γ𝑠𝑎𝑡 𝑃 𝑉𝑇 𝑃𝑠𝑉𝑣γ𝑤 𝑉𝑠𝑉𝑣 γ𝑠𝑒γ𝑤 1𝑒 γ𝑑 γ𝑛 1w 𝑒 γ𝑠 γd 1 𝑆 γ𝑠𝑤 eγa Relação entre Índices Físicos 1 Índices Físicos Relação entre Índices Físicos 1 Índices Físicos Exercício 1 Índices Físicos 1 Uma amostra de solo tem volume de 60 cm³ e peso de 925 gf Depois de completamente seca seu peso é de 743gf O peso específico real dos grãos sólidos é de 262gfcm³ Calcule a sua umidade e o seu grau de saturação 2 Uma amostra de areia apresentou no laboratório um peso total de 900 gf um volume de 500 cm³ e um peso de água equivalente a 90 gf A densidade real do solo foi de 275 Pede se a a umidade do solo b o índice de vazios c a porosidade d o grau de saturação e e classifique o solo quanto ao grau de saturação seco parcialmente saturado ou saturado 3 Uma amostra de solo apresentou peso específico natural de 19 gfcm³ umidade igual a 11 e peso específico dos grãos de 27 gfcm³ Pedese para calcular a o peso específico aparente seco b o grau de saturação c o índice de vazios e d a porosidade 1 Referências Referências Utilizadas ABNT NBR 650295 Associação Brasileira de Normas Técnicas Rochas e solos Teminologia 1995 Caputo 1996 Mecânica dos Solos e suas Aplicações Volume 1 6ª edição LTC 1996 Carvalho e Silva 2006 Ciclo hidrológico Hidrologia Instituto UFRRJ 2006 JPNEWS 2018 Disponível em httpswwwjpnewscombrcampo grandeembrapacriapaginaquereuneinformacoessobresolos brasileiros116488 Acessado em 23 de janeiro de 2020 Laboratório Speedy 2006 Disponível em httpslaboratoriospeedy weeblycom Acessado em 23 de janeiro de 2020 Pinto 2006 Curso Básico de Mecânica dos Solos 3ª Edição Oficina de Textos 2006 Obrigada pela atenção ÍNDICES FÍSICOS