Aula 03 - Índices Físicos dos Solos: Mecânica dos Solos - UFMG

AULA 03 Índices Físicos MECÂNICA DOS SOLOS 1 PROF GIOVANNA MONIQUE ALELVAN PROF ANA CAROLINA GONZAGA PIRES DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES E GEOTECNIA Relembrando aulas anteriores Nossa linha do tempo Capítulo 1 Origem formação e transformação dos solos Apresentação do curso Formação e intemperismo Limites de consistência Índices Físicos Pergunta chave da aula de hoje quais grandezas caracterizam os solos Relembrando Solos são materiais de construção da Engenharia Geotécnica Solos são meios multifásicos compostos pelas parcelas sólidas PARTÍCULAS que possuem AR e ÁGUA nos seus vazios Essas fases interagem entre si e orientam o comportamento do material ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Água Ar Partículas Podemos criar equações considerando massa e volume para todos Sólida Água Ar ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝑀𝑤 𝑀𝑠 𝑀𝑡 𝑉𝑆 𝑉𝑤 𝑉𝑎𝑟 𝑉𝑣 𝑉𝑡 Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Relações fundamentais ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝑉𝑡 𝑉𝑉 𝑉𝑆 𝑉𝑎𝑟 𝑉𝑤 𝑉𝑠 𝑀𝑡 𝑀𝑠 𝑀𝑤 Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Teor de umidade do solo ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan w 𝑀𝑤 𝑀𝑠 100 Como determinar a umidade de uma amostra Estufa Frigideira Speedy Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Massa específica aparente de um solo w diferente de zero ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝜌 𝑀𝑡 𝑉𝑡 Onde usamos essa informação Compactação em campo Ensaio do frasco de areia Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Massa específica aparente de um solo SECO ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝜌𝑑 𝑀𝑠 𝑉𝑡 Importante relação 𝜌𝑑 𝑀𝑠 𝑉𝑡 𝐌𝐭 𝐌𝐬 𝐌𝐰 Dica dividir ambos os termos por Mt 𝜌𝑑 𝜌 1 𝑤 Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Massa específica das partículas ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝜌𝑠 𝑀𝑠 𝑉𝑠 𝜌𝑠 𝑀𝑠 𝑀𝑠𝑀3𝑀2 𝜌𝑤 𝐺𝑠 𝜌𝑠 𝜌𝑤 Densidade relativa dos grãos Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Índice de Vazios admissional ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝑒 𝑉𝑉 𝑉𝑆 Como determinar em laboratório 𝑒 𝑉𝑉 𝑉𝑆 𝑉𝑡𝑉𝑆 𝑉𝑆 𝑉𝑡 𝑉𝑆 1 𝑉𝑡 𝐌𝐬 𝑉𝑆 𝐌𝐬 1 𝜌𝑠 𝜌𝑑 1 Importante Fenômeno do Adensamento 𝜌𝑠 massa específica das partículas 𝜌𝑑 massa específica do solo seco Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Compacidade Relativa ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝐶𝑅 𝑒𝑚á𝑥 𝑒𝑛𝑎𝑡 𝑒𝑚á𝑥 𝑒𝑚í𝑛 O que o CR indica para as areias Classificação CR Fofas ou soltas 0 CR 13 Medianamente Compactas 13 CR 23 Compactas 23 CR 1 Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Porosidade porcentagem ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝜂 𝑉𝑉 𝑉𝑡 100 Importantes relações da porosidade 𝜂 𝑒 1 𝑒 𝜌𝑑 𝜌𝑠 1 𝜂 𝐺𝑠 1 𝜂 𝜌𝑤 𝜌𝑑 𝐺𝑠 1𝑒 𝜌𝑤 Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Grau de Saturação ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝑆𝑅 𝑉𝑤 𝑉𝑣 100 Se o solo estiver saturado SR 100 a relação nos dá 𝑒 𝑤 𝐺𝑠 𝑆𝑅 𝑤 𝐺𝑠 𝑒 𝑤 𝐺𝑠 1 𝜂 𝜂 Índices Físicos Elementos constituintes de um solo Massa específica de um solo saturado ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan 𝜌𝑠𝑎𝑡 𝐺𝑠 𝑒 1 𝑒 𝜌𝑤 Massa específica de um solo submerso 𝜌𝑠𝑢𝑏 𝜌𝑠𝑎𝑡 𝜌𝑤 Um solo submerso é saturado mas o saturado não necessariamente é submerso 𝜌𝑠𝑎𝑡 𝑀𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑡 𝜌𝑠𝑢𝑏 𝑀𝑠𝑢𝑏 𝑉𝑡 Determinações diretas em laboratório ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan Volume total Massa total Massa dos grãos Densidade relativa dos grãos Principais relações 𝜂 𝑒 1 𝑒 𝜌 𝜌𝑠 1 𝑤 1 𝑒 𝜌𝑑 𝜌 1 𝑤 𝜌𝑑 𝜌𝑠 1 𝑒 𝑒 𝜌𝑠 𝜌𝑑 1 𝑆𝑟 𝜌𝑠 𝑤 𝑒 𝜌𝑤 Exercício 1 ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan Uma amostra de solo tem massa de 302 kg e seu volume é de 00179 m³ Após secagem em estufa seu peso se reduz a 268 kg A densidade das partículas é de 265 Calcule a Massa específica da amostra b Massa específica seca c Teor de umidade d Índice de vazios e Porosidade f Grau de saturação Exercício 2 ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan De uma quantidade de solo M 220 kg e volume respectivo de V 122 L extraise uma pequena amostra para a qual determinase Umidade Massa úmida 70 g Massa seca 58 g Massa específica das partículas 267 gcm³ Calcule teor de umidade massa da parte sólida peso da água volume da parte sólida volume de vazios índice de vazios porosidade grau de saturação peso específico aparente Exercício 3 ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan Uma amostra de areia com um volume de 29 litros e massa de 52 kg Os ensaios de laboratório para a determinação da umidade natural da densidade das partículas e do grau de compacidade do material forneceram os seguintes resultados Umidade Massa úmida 779 g Massa seca 668 g Densidade das partículas Massa do picnômetro com água 43421 g Massa do picnômetro com 35 g de solo e água até o mesmo nível 45621 g Exercício 3 ETG UFMG Profa Giovanna Alelvan Uma amostra de areia com um volume de 29 litros e massa de 52 kg Os ensaios de laboratório para a determinação da umidade natural da densidade das partículas e do grau de compacidade do material forneceram os seguintes resultados Grau de compacidade Índice de vazios correspondente ao estado solto 085 Índice de vazios correspondente ao estado compacto 050 CALCULE teor de umidade peso específico das partículas massa da parte sólida massa de água volume da parte sólida volume de vazios índice de vazios compacidade relativa classificar porosidade grau de saturação peso específico aparente Obrigada Qualquer dúvida estou a disposição anagpiresufmgbr O amor é o fundamento de toda mudança social significativa Bell Hooks