Relatório parcial - Mecânica dos Solos

Prévia do material em texto

GRUPO SER EDUCACIONAL 
UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA - UNAMA 
MECÂNICA DOS SOLOS 
 
 
 
 
 
 
 
ANA PAULA VINHOTE DE OLIVEIRA – 04049327 
GABRIEL MIRANDA DE VASCONCELOS – 04063992 
GILSON MARCOS UCHÔA OLIVEIRA – 27022865 
LEANDRA CARVALHO LOBATO – 04040490 
MARLON PRINTES VIEIRA – 04033928 
RUBENS BELEM DOS SANTOS – 04085580 
VICTOR GABRIEL DE FREITAS SIQUEIRA – 04025919 
 
 
 
RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA SOBRE MECÂNICA DOS SOLOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santarém – PA 
2021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA SOBRE MECÂNICA DOS SOLOS 
 
 
 
Relatório experimental como requisito parcial para 
obtenção de aprovação na disciplina de Mecânica 
dos Solos curso de Engenharia Civil da Universidade 
da Amazônia. 
 
Professor: Marlyson José Silveira Borges 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santarém – PA 
2021 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 4 
2. OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 4 
3. MATERIAIS, MÉTODOS E RESULTADOS ................................................................................. 4 
3.1. MATERIAIS ................................................................................................................................ 4 
3.2. MÉTODOS E RESULTADOS ................................................................................................... 6 
3.2.1. Granulometria.........................................................................................................................6 
3.2.2. Densidade real.........................................................................................................................7 
3.2.3. Umidade Higroscópica........................................................................................................7/8 
3.2.4. Limite de liquidez................................................................................................................8/9 
3.2.5. Limite de plasticidade........................................................................................................9/10 
3.2.6. Índice de plasticidade............................................................................................................10 
5. CONCLUSÕES...................................................................................................................................11 
6. ANEXOS........................................................................................................................................11/12 
7. REFERÊNCIAS...................................................................................................................................13 
1. INTRODUÇÃO 
Para iniciar uma obra ou atividade com determinado solo, um dos primeiros passos é saber 
que tipo de solo está sendo utilizado, se possui as características viáveis para que não ocorra nenhum 
problema futuramente. O tipo de solo pode ser determinado através de estudos específicos que 
consistem no ensaio de campo, ensaio laboratorial e a observação do comportamento em escala real. 
O foco do relatório é apresentar a caracterização do solo testado e o quão preciso são os seus 
resultados obtidos em cada fase do ensaio laboratorial , seja a granulometria ou a parte de 
determinação dos limites de consistência, densidade real e umidade higroscópica que são realizadas 
de acordo com as normas das ABNT, sendo essas: 
 NBR 6502 Rochas e Solos – Terminologia; 
 NBR 9604 Amostragem em poço ou trincheira; 
 NBR 6457 Preparação de amostras; 
 NBR 6459 Limite de Liquidez; 
 NBR 7180 Limite de Plasticidade; 
 NBR 6508 Massa específica dos grãos – Picnômetro; 
 NBR 7181 Análise Granulométrica; 
 
2. OBJETIVOS 
Os ensaios tem como objetivo verificar as características fisícas e mecânicas dos materiais 
em amostra no valor de 1.500 Kg caracterizados como solo argiloso para a utilização dos mesmos 
em campo, e consistem no teor de umidade, densidade real e concentração de água para a parte mais 
fina do solo e granulometria para os grãos mais graúdos. Essa separação pode ser realizada através 
do repartidor de amostras ou a peneira de malha de 19,0 mm e em seguida a de 2,00 mm. 
 Figura 1 – Solo sendo pesado Figura 2 – Solo após ser repartido nas peneiras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. MATERIAIS, MÉTODOS E RESULTADOS 
3.1. MATERIAIS 
 Almofariz; 
 Conjunto de 14 peneiras com aberturas de malha de 19,0 mm, 19,5 mm, 12,5 mm, 9,5 
mm, 4,8 mm, 2,4 mm, 2,00 mm, 1,18 mm, 600 mm, 425 mm, 300 mm, 180 mm, 150 mm, 
75 mm; 
 Agitador Mecânico; 
 Escovas; 
 Bandejas; 
 Conchas; 
 Estufa; 
 Picnômetro; 
 Balança; 
 Balança de precisão; 
 Aparelho Casa Grande manual + Cinzel; 
 Cápsulas para amostras; 
 Pisseta; 
 Funil; 
 
3.2. MÉTODOS E RESULTADOS 
3.2.1. Granulometria 
O ensaio de granulometria é proposto para para determinar a porcentagem em peso de cada 
faixa específica para o tamanho de partículas representadas na massa total. 
 Nesse ensaio foi utilizado 459 g de material retiradas da parte graúda do solo, que foi filtrado 
na peneira de malha de 2 mm de acordo com o que é descrito na NBR 7181/84 para análise 
granulométrica, e em seguida por ser um material argiloso e conter além de umidade, outros grãos 
miúdos que não interessam para o ensaio, o mesmo precisou ser lavado e secado na estufa em 
temperaturas de 105° a 110° até a constância. Após os procedimentos o material está pronto para 
ser peneirado e pesado individualmente para ser classificado, para facilitar esse entendimento e 
organizar os números utilizamos a tabela com os valores e cálculos necessários para a classificação 
do solo. 
 Tabela 1. Granulometria do agregado graúdo 
Peneiras 
(mm) 
Massa 
retida (g) 
Média retida 
individual (g) 
Média retida 
acumulada (%) 
19,5 15 4,7 4,7 
12,5 98 30,44 35,14 
9,5 45 14,43 49,57 
4,8 60 19,41 68,98 
2,4 48 15,64 84,62 
2 10 3,13 87,75 
1,18 9,9 3,1 90,85 
600 8,64 2,71 93,56 
425 5,44 1,7 95,26 
300 3,9 1,22 96,48 
180 9,9 3,1 99,58 
150 1 0,31 99,89 
75 3,8 0,31 100 
 Fundo 0 
 Total 318,58 
 
 
Figura 1. Gráfico da granulometria 
 
 
0
20
40
60
80
100
0,075 0,150 0,180 0,300 0,425 0,600 1,180 2,000 2,400 4,800 9,500 12,500 19,000
P
o
rc
en
ta
ge
m
 r
et
id
a 
(%
)
Peneira (mm)
Curva granulométrica
Curva granulométrica
 
3.2.2. Densidade Real 
 
 Este ensaio é execultado com o agregado míudo do solo que passa pela peneira de 2,00 mm 
(conforme descrito na NBR 7181), utilizando o picnômetro com o intuito de descobrir a massa específica 
real dos grãos, no mesmo foram usadas 3 amostras no valor de 10g pesadas na balança de precisão de 
forma individual. 
 O processo se baseia de acordo com o item 4.b da norma DNER-ME 041/63 (ver 2.1) que cita o 
material precisa ser secado na estufa de 105 C° a 110 C° e esfriar no dessecador, e em seguida pesar o 
picnômetro tanto vazio, quanto cheio de água ou material, ou com ambos sempre lembrando que é 
necessário deixar a amostra no banho durante 15 minutos em temperatura ambiente. A tabela ilustra os 
valores obtidos nos ensaios. 
 
Amostras P1 P2 P3 
Peso do picnômetro (g) 52,33 57,17 55,64 
Peso do picnômetro + solo seco (g) 62,33 67,02 65,56 
Peso do solo seco (g) 10 10 10 
Peso do picnômetro + água (g) 150,98 156,51 161,78 
peso do picnômetro + água + solo (g) 157,05 162,63 167,82 
Massa específica dos grãos (g) 3,05 2,64 3,88 
 
 A densidade real do solo à temperatura é dada pela seguinte fórmula: 
 
 
Dt = P2 – P1 
 (P4 – P1) – (P3 – P2) 
 
 Dt = Densidade real do solo à temperatura t; 
 P1= Peso do picnômetro vazio e seco em g; 
 P2 = Peso do picnômetro + amostra em g; 
 P3 = Peso do picnômetro + amostra + água em g; 
 P4 = Peso do picnômetro + água em g; 
 
 
 3.2.3. Umidade Higroscópica 
 A umidade higroscópica nada mais é do que a umidade que reside no solo, mesmo após esse 
solo ser seco ao ar durante bastante tempo, e essa umidade se encontra bastante em solos argilosos e é 
quase irrelevante em solos arenosos. O objetivo neste ensaio é checar o valor do teor de humidade no 
solo em amostra para saber suas condições hídricas. 
 
 Conforme descrito na DNER-ME 080/94 a amostra mais fina que passou pela peneira de 
2mm deverá ser seca em aparelho secador ou de forma natural que não exceda os 60° e então pesa-se o 
material, antes e após a secagem para se obter os valores correpondentes que se econtram na tabela. 
Lembrando que nesse ensaio em especifico foram utilizados por volta de 80g divididas para 3 ensaios 
conforme recomendação da NBR 6457/1986. 
 
 
 
 
 
Peso do solo seco = peso (caps) – material seco 
Peso água = (caps + amostras) – material seco 
Para determinar o teor de umidade utiliza-se a seguinte expressão: 
h = M1 – M2 x 100 
 M2 – M3 
h = teor de umidade 
M1= caps + amostras 
M2 = material seco 
M3 = M2 – peso (caps) 
 
3.2.4. Limite de Liquidez 
 O limite de liquidez se refere a transição do estado plástico ao estado liquído do solo, assim que o 
teor de umidade fica acima das características de plasticidade. Os procedimentos seguem a NBR 6469/86 
e a DNER-ME 122/94 e são realizados pelo aparelho para determinação do limite de liquidez, ou “casa 
grande”, que serve para aplicar determinados golpes nas amostras. 
O casa grande deve ser inspecionado e calibrado de acordo com a norma que diz: 
 
 
 
 
 
 
a) O pino que conecta a concha deve estar firme, não permitindo deslocamentos laterais. 
b) Os parafusos que conectam a concha devem estar apertados. 
c) Os pontos de contato, tanto na base quanto na concha, não podem estar gastos pelo uso. 
d) A concha não deve apresentar ranhuras visíveis ao tato. 
e) O cinzel precisa estar em perfeito estado. 
 O aparelho precisa estar ajustado de modo que o ponto de contato da concha com a base esteja 10 
mm acima da base, quando a mesma estiver no ponto mais alto do seu curso. Após os ajustes, testar o 
ajuste do aparelho girando a manivela varias vezes. 
 O material deve ser preparado na cápsula de porcelana com um pouco de água destilada, o 
suficiente para mexer com uma espatula durante 15 a 30 minutos, até obter uma pasta homogênea com 
consistência para aplicar cerca de 35 golpes para fechar a ranhura. É preciso tranferir o material para o 
aparelho de forma que não fiquem bolhas de ar no interior da mistura. 
Amostras 
Cápsulas Peso (caps) caps + amostras Material Seco Peso do solo seco Peso da água teor de umidade 
1 10,61 g 36,54 g 36,28 g 25,67 g 0,26 g 1,01% 
2 11,51 g 44,31 g 43,96 g 32,45 g 0,35 g 1,07% 
5 10,57 g 32,65 g 32,45 g 21,88 g 0,20 g 0,91% 
 Após esse procedimento para a coleta de amostras, divide-se a massa do solo em duas partes 
passando o cinzel através da mesma para abrir a ranhura no meio da amostra. 
Obs: no ensaio mostrado na tabela foram retiradas 5 amostras diferentes com golpes de 15 a 52 golpes. 
Amostras 
Cápsulas Peso ( caps) 
caps + 
amostras 
Material 
Seco 
N° de 
golpes 
Peso do 
solo seco Água 
Teor de 
umidade 
1 5,43 g 12,50 g 10,20 g 15 4,77 g 2,30 g 22,54% 
2 5,49 g 12,40 g 10,40 g 21 4,91 g 2 g 19,23% 
3 5,05 g 9,82 g 8,43 g 32 3,38 g 1,39 g 16,48% 
4 5,45 g 9,20 g 8,16 g 36 2,71 g 1,04 g 12,74% 
5 5,26 g 9,87 g 8,54 g 52 3,28 g 1,33 g 15,57% 
Média 17,31% 
 
Peso do solo seco = peso (caps) – material seco 
Peso água = (caps + amostras) – material seco 
Para determinar a umidade utiliza-se a formula: 
h = Ph – Ps x 100 
 Ps 
h = umidade em porcentagem 
Ph = massa do solo úmido 
Ps = material seco 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2.5. Limite de Plasticidade 
 O limite de plasticidade consiste no menor teor de umidade no qual se consegue moldar um cilindro 
de aproximadamente 3 mm de diâmetro com a palma da mão, e marca a transição do estado semi-plástico 
para o estado plástico do solo. 
 A norma utilizada como referência para esse ensaio é a NBR 7180/1984, e se inicia com o mesmo 
processo anterior colocando na cápsula de porcelana e acrescentando água destilada para conseguir uma 
consistência argilosa. Em seguida o objetivo é tirar uma pequena amostra e moldar um cilindro por volta 
de 3 mm de diâmetro, de forma que o material não se quebre, mas que ao mesmo tempo se fragmente. 
Após o processo capturar as partes fragmentadas e pesar na balança de precisão e o resultado final é a 
média de pelo menos três valores considerados satisfatórios. 
0
5
10
15
20
25
10 100
p
o
rc
en
ta
ge
m
N° de golpes
Limite de Liquidez
Série1 Série2 Série3
Amostras 
Cápsulas Peso (caps) caps + amostras Material Seco Peso solo seco Peso água teor de umidade 
1 5,35 g 6,62 g 6,32 g 0,97 g 0,30 g 4,74% 
2 5,18 g 6,28 g 6,61 g 1,43 g 0,33 g 4,99% 
3 5,30 g 6,74 g 6,46 g 1,16 g 0,28 g 4,33% 
4 5,38 g 6,92 g 6,62 g 1,24 g 0,30 g 4,53% 
5 5,40 g 6,88 g 6,58 g 1,18 g 0,30 g 4,55% 
Média 4,62% 
 
Peso do solo seco = peso (caps) – material seco 
Peso água = (caps + amostras) – material seco 
Para determinar a umidade utiliza-se a formula: 
h = Ph – Ps x 100 
 Ps 
h = umidade em porcentagem 
Ph = massa do solo úmido 
Ps = material seco 
 
3.2.6. Indice de plasticidade 
O índice de plasticidade dos solos deve ser obtido utilizando-se a expressão: 
IP = LL – LP 
IP = 17,31 – 4,62 = 12,69 % 
IP = índice de plasticidade 
LL = limite de liquidez 
LP = limite de plasticidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Conclusão 
 
 Os ensaios foram realizados durante 3 dias, seguindo o tempo em que o material precisava ficar na 
estufa, e todos foram no laboratório da UNAMA nos mês de novembro de 2021 com o acompanhamento 
da laboratorista Sabrina que fez um ótimo trabalho, tanto na parte prática quanto na disponibilização 
das normas e calculos presentes. Para a elaboração deste relatório foram utilizadas tanto as normas da 
ABNT quanto as normas do DNER – ME (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem), e todas as 
planilhas foram feitas no excel seguindo as referências. 
 
6. Anexos 
 Figura 3 – Amostras após o ensaio de granulometria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 4 – Picnômetro sendo colocado sobre temperatura alta para a eliminação de bolhas de ar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5 – Peneiras para o ensaio de granulometria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 6 – Ensaio de limite de liquidez no casa grande 
 
7. Referências: 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER 051/94: solos análise 
granulométrica. 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER 093/94: solos determinação 
de densidade real. 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER 122/94: determinação do 
limite de liquidez – método de referência e método expedido. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6508: Grãos dos solos que passam 
de peneira 4,88 mm – Determinação de massa específica. Outubro de 1984. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostras de solo: preparação 
para os ensaios de compactação e caracterização. Agosto de 1986. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo – Determinação dos 
limitez de liquidez. Outubro de 1984. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo -Determinação dos 
limites de plasticidade. Outubro de 1984. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Solo – Análise 
Granulométrica. Dezembro de 1984.