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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL MSO 1 - Mecânica

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL MSO 1 - Mecânica dos Solos I Determinação dos índices físicos Prof. : Flavio A. Crispim SINOP - MT 2012

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Os índices físicos determinados de

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Os índices físicos determinados de forma direta em laboratório são os que se apresentam a seguir: Peso específico natural - NBR 10838 / 1988 Teor de umidade - NBR 6457/ 1986 Peso específico dos grãos - NBR 6508 / 1984 Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 2

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do teor de umidade Cápsulas de alumínio Balança 0. 0 g Bandeja metálica Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 3

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do teor de umidade Estufa Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 4

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada numa cápsula de alumínio, pesada e em seguida levada à estufa até constância de peso Pc = Tara da cápsula = 35 g 305. 0 g Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 5

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada numa cápsula de alumínio, pesada e em seguida levada à estufa até constância de peso Pc = Tara da cápsula = 35 g PBU = Peso bruto úmido = 125 g 1205. 0 Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim g 6

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada numa cápsula de alumínio, pesada e em seguida levada à estufa até constância de peso Pc = Tara da cápsula = 35 g PBU = Peso bruto úmido = 125 g PBS = Peso bruto seco = 103 g w = 32, 4% w = Mw/Ms 1003. 0 Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim g 7

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada

4. Propriedades Índice dos Solos Teor de umidade Uma porção de solo é colocada numa cápsula de alumínio, pesada e em seguida levada à estufa até constância de peso O tempo de permanência na estufa varia com o tipo de solo, sendo de cerca de 6 horas para solos arenosos e às vezes, até de 24 horas, para solos argilosos Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 8

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Balança Determinação

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Balança Determinação do peso específico natural Paquímetro 0. 0 g Parafina Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 9

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do peso específico natural Balança hidrostática Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 10

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural De um corpo-de-prova cilíndrico, já talhado

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural De um corpo-de-prova cilíndrico, já talhado para ensaios usuais de laboratório, fazem-se determinações do diâmetro e da altura para cálculo do volume Pesa-se o corpo-de-prova H = 10 cm 0. 0 g D = 6, 5 cm Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 11

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural De um corpo-de-prova cilíndrico, já talhado

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural De um corpo-de-prova cilíndrico, já talhado para ensaios usuais de laboratório, fazem-se determinações do diâmetro e da altura para cálculo do volume Pesa-se o corpo-de-prova H = 10 cm 5904. 03 D = 6, 5 cm Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim g 12

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Para uma amostra de forma irregular,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Para uma amostra de forma irregular, utiliza-se o recurso da Lei de Arquimedes para determinação do volume Mecânica dos Solos I - 2012/I Ao se colocar uma amostra em um recipiente cheio de água, esta deslocará uma quantidade de água igual ao seu volume Volume da amostra Quando retiramos a amostra, podemos conhecer o seu volume através da diferença de leitura do recipiente, ou pela diferença de peso Prof. Flavio A. Crispim 13

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada, pesada e amarrada a um fio 5703. 06 g Peso CP natural = 573, 6 g Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 14

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada, pesada e amarrada a um fio Em seguida, imersa em parafina derretida e novamente pesada PARAFINA Peso CP natural = 573, 6 g Mecânica dos Solos I - 2012/I AQUECIDA Prof. Flavio A. Crispim 15

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada, pesada e amarrada a um fio Em seguida, imersa em parafina derretida e novamente pesada 6005. 02 g PARAFINA Peso CP natural = 594, 3 g AQUECIDA Peso CP parafinado = 605, 2 g Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 16

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada, pesada e amarrada a um fio Em seguida, imersa em parafina derretida e novamente pesada Com o uso de uma balança hidrostática o peso deste corpo-de-prova parafinado é determinado. A diferença entre o peso ao ar e o peso imerso é o volume total da amostra, descontando o volume da parafina Peso CP natural = 594, 3 g Peso CP parafinado = 605, 2 g Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 17

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada, pesada e amarrada a um fio Em seguida, imersa em parafina derretida e novamente pesada Com o uso de uma balança hidrostática o peso deste corpo-de-prova parafinado é determinado. A diferença entre o peso ao ar e o peso imerso é o volume total da amostra, descontando o volume da parafina 2700. , 06 gg Peso CP natural = 594, 3 g Peso CP parafinado = 605, 2 g Peso CP imerso = 270, 6 g Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 18

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada,

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico natural Uma amostra de solo é talhada, pesada e amarrada a um fio Em seguida, imersa em parafina derretida e novamente pesada Com o uso de uma balança hidrostática o peso deste corpo-de-prova parafinado é determinado. A diferença entre o peso ao ar e o peso imerso é o volume total da amostra, descontando o volume da parafina Peso CP natural = 594, 3 g Peso CP parafinado = 605, 2 g Peso CP imerso = 270, 6 g parafina 0, 90 g/cm³ Mparafina = 605, 2 - 594, 3 = 10, 9 g Vparafina = 10, 9/ 0, 90 = 12, 11 cm³ Vsolo = (605, 2 - 270, 6) - 12, 11 = 322, 5 cm³ = 594, 3/ 322, 5 = 1, 843 g/cm³ Mecânica dos Solos I - 2012/I = 18, 08 k. N/m 3 Prof. Flavio A. Crispim 19

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Balança Determinação

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Balança Determinação do peso específico dos sólidos Picnômetro 0. 0 g Termômetro Microondas Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 20

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do

4. Propriedades Índice dos Solos Determinação dos Índices físicos Materiais e equipamentos: Determinação do peso específico dos sólidos Destilador de água Bomba de vácuo Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 21

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Para se determinar o peso

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Para se determinar o peso específico dos sólidos é necessário, primeiramente, que se calibre o picnômetro ou balão volumétrico Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 22

Para isso toma-se um balão volumétrico com água destilada até a marca no gargalo

Para isso toma-se um balão volumétrico com água destilada até a marca no gargalo Determina-se a temperatura e o peso do conjunto (água + picnômetro) Curva de calibração do picnômetro P 1 (ºC) 4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Temperatura (ºC) Temperatura Peso P 1 0. 0 g Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 23

Para isso toma-se um balão volumétrico com água destilada até a marca no gargalo

Para isso toma-se um balão volumétrico com água destilada até a marca no gargalo Determina-se a temperatura e o peso do conjunto (água + picnômetro) Repete-se essa operação para valores de temperatura entre 10 e 40ºC, mantendo-se o nível d’água sempre na marca do gargalo Constrói-se a curva de calibração do balão, que fornecerá o peso (P 1) para os cálculos do peso específico dos sólidos. P 1 (ºC) 4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Curva de calibração do picnômetro Temperatura (ºC) Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 24

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Uma porção de solo (Ps)

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Uma porção de solo (Ps) é colocada num picnômetro e completada com água destilada até a marca de referência Aplica-se vácuo (pressão de vácuo mínima de 88 k. Pa) ao conjunto para retirar o ar aderido às partículas de solo Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 25

Uma porção de solo (Ps) é colocada num picnômetro e completada com água destilada

Uma porção de solo (Ps) é colocada num picnômetro e completada com água destilada até a marca de referência Pesa-se o conjunto picnômetro, água e solo (P 2), determina-se a temperatura da suspensão e mediante a curva de calibração do picnômetro, determina-se o peso do picnômetro e água (P 1) para a temperatura do ensaio P 1 (ºC) 4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Curva de calibração do picnômetro Peso P 1 0. 0 g Temperatura Peso P 2 Temperatura (ºC) Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 26

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Sendo P 1 = Pw

4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos Sendo P 1 = Pw + Ppic P 2 = Pw’ + Ps + Ppic A diferença entre os pesos P 1 e P 2 permitirá a determinação do volume de água deslocado pelo grãos do solo: P 1 -P 2 = Pw-Pw’- Ps ou Pw = Pw-Pw’ = P 1 -P 2+Ps O volume dos sólidos corresponde a: O peso específico é obtido por: Normalmente são feitas três determinações, fazendo variar a temperatura e acertando o nível de água na marca de referência Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 27

Massa específica da água 1, 0050 Massa específica da água (g/cm³) 4. Propriedades Índice

Massa específica da água 1, 0050 Massa específica da água (g/cm³) 4. Propriedades Índice dos Solos Peso específico dos sólidos 1, 0000 0, 9950 0, 9900 0, 9850 0, 9800 0, 9750 0, 9700 0, 9650 0, 9600 0, 9550 0 20 40 60 80 100 120 Temperatura (°C) Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 28