334111924-Relatorio-Ensaios-Solos-1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL
MECÂNICA DOS SOLOS I
RELATÓRIOS DOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO
Discente: Leandro Wellyngton Meneses Ribeiro Mat: 201406740007
Professor: Salim Fraiha Neto
Belém – Dezembro/2016
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Leandro Wellyngton Meneses Ribeiro
MECÂNICA DOS SOLOS I
RELATÓRIO DA AULA DE LABORATÓRIO
Relatório apresentado na disciplina de Mecânica dos
Solos I, na Universidade Federal do Pará – UFPA, no
6º semestre do curso de Engenharia Civil, solicitado
pelo professor Salim Fraiha Neto, como requisito
parcial de aprovação na disciplina.
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INTRODUÇÃO
A mecânica dos solos é o estudo do comportamento de engenharia do solo
quando este é usado ou como material de construção ou como material de fundação.
Logo, é imprescindível a habilidade e capacidade de compreender as características
físicas dos solos, pois estas características implicarão diretamente na previsão do
comportamento dele e nos projetos de engenharia.
Devido a isso, a realização dos ensaios em laboratórios é de fundamental
importância na compreensão dessas características. O objetivo deste relatório é relatar
os seguintes ensaios: picnômetro, granulometria, sendo considerado o de peneiramento
e sedimentação, e os limites de Attemberg.
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PRÁTICA DE ENSAIOS
Para a realização dos ensaios de picnômetro, peneiramento e sedimentação,
foram utilizados como referencial para os cálculos os dados da seguinte amostra de
solo: 
Plan 01 – Dados da amostra de solo utilizada
1- TEOR DE UMIDADE
 Objetivo
Determinar a umidade do material analisado após preparo e secagem ao sol deste
por 24h.
 Material Utilizado
 - Amostra de solo;
 - Cápsulas metálicas; 
 - Peneira com abertura de 2 mm;
 - Estufa;
 - Balança de precisão.
 Metodologia
Após o registro das massas das cápsulas, em cada uma destas 50g de solo que
havia passado previamente pela peneira de 2mm na preparação do material foi
colocado.
Em seguida os conjuntos capsula + solo úmido foram levados à estufa por 24h.
Após a retirada do material da estufa, ele foi pesado novamente.
 A partir do procedimento descrito acima, foi determinado o teor de umidade de
cada capsula. 
Os dados obtidos estão na tabela abaixo:
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Plan 02 – Dados do teor de umidade
2- ENSAIO DE PICNÔMETRO
 Referencial Teórico
O ensaio tem a finalidade de determinar a massa específica dos grãos de solo
que passam na peneira 4,8 mm, com o auxílio de um picnômetro. É regido pela norma
NBR 6508.
 Material Utilizado
- Amostra do solo a ser analisado;
- Peneira #10 (2mm);
- Água destilada;
- Estufa;
 - Picnômetro de 500 ml com a curva de calibração 
 - Bomba de vácuo; 
 - Termômetro graduado em 0,1 ºC; 
- Balança com capacidade até 1,5Kg;
 Metodologia
Após as pesagem do picnômetro vazio, 50g do material foi transferido para a
vidraria e pesado novamente. Após, foi adicionado água até imersão. Este conjunto foi
levado a bomba de vácuo, durante um período de 10 a 15 minutos. Feito isso,
completou-se o picnômetro com água até o nível superior, tendo então a temperatura
checada com o termômetro e, em seguida, obtendo-se a massa do conjunto (picnômetro
+ água + solo). Por último foi pesado o picnômetro ocupado somente com água.
Foram obtidos:
 - peso do picnômetro (P1)
 - Peso do picnômetro + solo (P2);
 - Peso do picnômetro + solo + água (P3);
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 - Peso do picnômetro + água (P4) 
A partir da obtenção dos dados, pôde-se calcular a densidade relativa do solo. 
 Apresentação dos Resultados
Plan 03 – Resultado do ensaio de picnômetro
Percebe-se o valor da densidade relativa dos grãos de 2,60, que é inferior ao que
normalmente é observado em solos, na faixa de 2,65 a 2,85. Talvez isso tenha ocorrido
por uma possível presença de matéria orgânica na amostra.
 Imagens
Fig. 01 – Pesagem do picnômetro Fig. 02 – Picnômetro + Solo Fig. 03 – Copo de Dispersão
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Fig. 04 – Picnômetro + Termômetro Fig. 05 – Bomba de Vácuo 
3- ENSAIO DE GRANULOMETRIA
Normalizado pela ABNT/NBR 7181/82, a análise granulométrica visa obtenção
da determinação da distribuição dos tamanhos dos diâmetros das partículas sólidas da
amostra de solo em conjunto com a proporção de cada fração constituinte do solo em
relação ao peso do solo seco.
O ensaio de granulometria conjunta para o levantamento da curva
granulométrica do solo é realizado com base em dois procedimentos distintos:
peneiramento e sedimentação.
2.1 – Ensaio de Peneiramento
 Referencial Teórico
Consiste na separação dos sólidos de
um solo em diversas frações. A análise por
peneiramento tem como limitação da
abertura da malha das peneiras. A abertura
das peneiras deve ser organizada da maior
para a menor.
Plan 04 – Dados do solo - granulometria
 Material Utilizado
- Jogo de peneiras;
- Estufa; 
- Balança; 
- Cápsula de porcelana;
- Almofariz;
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 Metodologia
Pesou-se aproximadamente 80g do solo passante na peneira de 2,0mm no
processo de preparação do solo.
As peneiras foram encaixadas uma sobre a outra, com a maior abertura no topo e
as menores em seguida, até a mais fina. A vibração do conjunto de peneiras é realizada
então. A massa retida no peneiramento de cada malha das peneiras foi pesada para uma
coleta de dados apresentada nas planilha 05.01.
 
 Apresentação dos Resultados
PENEIRAMENTO DO SOLO MIÚDO
Diâmetro
Massa
Retida
Porcentagem ( % )
Retida Retida Que passa Que passa
(mm) ( g ) ( % ) Acumulada Am. Miúida Am. Total
1,20 1,57 1,99 1,99 98,01 98,01
0,60 12,33 15,65 17,64 82,36 82,36
0,42 7,69 9,76 27,41 72,59 72,59
0,30 5,87 7,45 34,86 65,14 65,14
0,15 8,46 10,74 45,60 54,40 54,40
0,075 4,80 6,09 51,69 48,31 48,31
Plan 05 – Resultado do ensaio de peneiramento (solo miúdo)
A partir desses dados, foi possível obter a seguinte curva granulométrica:
Gráfico 01 – Curva Granulométrica
A partir da curva, o Coeficiente de Uniformidade (Cu) do solo analisado é
determinado. Sendo Def = 0,025 e D60 = 0,22:
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Cu = D60/Def; 
Logo: Cu = 8,8. O que corresponde a um solo cuja distribuição possui
uniformidade média.
Segundo a ABNT, os solos podem ser classificados quanto a sua textura
conforme as informações abaixo:
A partir da análise do ensaio de peneiramento, verificou-se:
Textura Ocorrência (%)
Pedregulho 0,00
Areia 51,69
Silte 48,31
Argila 0,00
Então, analisando os dados expostos, segundo a classificação de solos da ABNT,
percebe-se que o solo se trata de uma areia siltosa.
Na tabela da classificação unificada dos solos, o solo ficou definido como SM – 
Areia siltosa, mistura mal graduada de areia+silte.
2.2 – Ensaio de Sedimentação
 Referencial Teórico
Para os solos muito finos o peneiramento é impraticável pois as peneiras
deveriam ter abertura de malha excessivamente pequenas. Assim, para grãos menores
que 0,075 mm (peneira #200), emprega-se o método de análise por sedimentação (Artur
Casagrande)
Este ensaio se baseia na Lei de Stokes, que relaciona a velocidade de queda V, de
uma partícula esférica, em um meio líquido de viscosidade e peso específico
conhecidos, com o diâmetro da partícula. Sendo assim, as menores partículas se
sedimentam mais lentamente que as partículas maiores.
O ensaio de sedimentação é realizado medindo−se a densidade de uma
suspensão de solo em água, no decorrer do tempo, com auxílio de um densímetro,
calcula−se a percentagem de partículas que ainda não sedimentaram e a velocidade de
queda destas partículas. Com o uso da lei de Stokes, pode−se inferir o diâmetro máximo
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das partículas ainda em suspensão, de modo que com estes dados, a curva
granulométrica é completada.
 Material Utilizado
- Peneiras de malhas quadradas com as seguintes aberturas (mm): 9,8 – 4,8 – 2,0
– 1,2 – 0,6 – 0,42 – 0,25 – 0,15 – 0,075;
- Água destilada;
- Solução anti-floculante;
- Balança; 
- Cápsula de porcelana;- Almofariz e mão degrau;
- Estufa; 
- Termômetro graduado em 0,1ºC;
- Densímetro 127 de bulbo simétrico, calibrado a 20ºC e com resolução de
0,001;
 Metodologia
O ensaio a sedimentação foi realizado a partir de 80g de massa da amostra de solo
miúdo passante na peneira de 0,42 mm.
A massa foi inserida em uma proveta juntamente com água até a marca de 1000
ml. A esta mistura foi adicionada o Sódio hexametafosfato como agente anti-floculante,
sendo a medida usada de um litro de água para cada 45,75g de solução. Agitou-se, em
seguida, o material (solo) até que sua homogeneização. 
Depois da substância adicionada, foi feita a marcação da temperatura
periodicamente, marcada conforme disposto na primeira coluna da planilha 06.
 Apresentação dos Resultados
HORA: 07:00 SEDIMENTAÇÃO ( ABNT - 7181 ) DENSIMETRO Nº: PROVETA Nº: 
Tempo (min) Ti º C U r(H) z (cm) Di ( mm ) Rw (H) r(H)-Rw(H) P (<Di)
0,5 27,5 8,47995 14,0 17 0,074 1,0 13,0 26,81
1,0 27,5 8,47995 10,0 18,5 0,055 1,0 9,0 18,56
2,0 27,5 8,47995 8,0 18,5 0,039 1,0 7,0 14,43
4,0 27,5 8,47995 6,0 18,5 0,027 1,0 5,0 10,31
8,0 27,0 8,5736 1,0 19,5 0,020 1,0 0,0 0,00
15,0 27,0 8,5736 1,0 19,5 0,015 1,0 0,0 0,00
30,0 27,0 8,5736 1,0 19,5 0,010 1,0 0,0 0,00
60,0 27,0 8,5736 1,0 19,5 0,007 1,0 0,0 0,00
120,0 26,0 8,76582 1,0 19,5 0,0052 1,0 0,0 0,00
240,0 26,0 8,76582 1,0 19,5 0,0037 1,0 0,0 0,00
480,0 26,0 8,76582 1,0 19,5 0,0026 1,0 0,0 0,00
1500,0 26,0 8,76582 1,0 19,5 0,0015 1,0 0,0 0,00
Plan. 06 – Resultados do ensaio de sedimentação
 Imagens
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Fig. 06 – Ferramentas utilizadas Fig. 07 – Densímetro inserido na solução Fig. 08 – medição de temperatura 
4- ENSAIOS DE CASAGRANDE
Um solo argiloso pode se apresentar em um estado líquido, plástico, semi−sólido
ou sólido, a depender de sua umidade. A este estado físico do solo dá−se o nome de
consistência.
Os limites inferiores e superiores de valor de umidade para cada estado do solo
são denominados de limites de consistência.
Realizaram-se dois ensaios para a determinação dos limites consistência dos
solos: liquidez e plasticidade.
3.1 – Limite de Liquidez
 Referencial Teórico
É o valor de umidade para o qual o solo passa do estado plástico para o estado fluido.
 Material Utilizado
- Aparelho de Casagrande;
- Cinzel;
- Balança;
- Estufa;
- Cápsulas de porcelana;
- Espátula metálica;
- Água destilada;
 Metodologia
Para iniciar os procedimentos do ensaio, primeiramente verifica-se o estado e a
calibração do aparelho de Casagrande.
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Previamente secado ao ar e passado na peneira 0,42 mm, a amostra de solo foi
transferida para uma cápsula de porcelana, sendo acrescentada água em pequenas
porções, homogeneizando.
Parte da pasta homogeneizada foi transferida para coluna reservada no aparelho
e moldada para não permitir ar entre suas partículas. Então, essa massa foi dividida em
duas partes por meio de uma abertura central com o auxílio do cinzel. Após isso, iniciar
os golpes na concha com o uso da manivela do aparelho. 
Quando as bordas inferiores da abertura se tocarem, interromper o ensaio para a
determinação do teor de umidade. É necessário repetir este processo para a
determinação do número de golpes, objetivando encontrar o gráfico do limite de
liquidez.
Os dados dos ensaios realizados se encontram na planilha 07.
 
 Apresentação dos Resultados
LIMITE DE LIQUIDEZ LL=67,75
Cápsula N° 10 31 42 74 80
Golpes g 38 33 24 16 12
Peso Bruto Úmido g 25,65 21,67 21,25 24,67 20,98
Peso Bruto Seco g 21,87 18,33 17,75 19,37 17,19
Peso da Cápsula g 15,34 12,98 12,83 12,51 12,46
Peso da Água g 3,78 3,34 3,50 5,30 3,79
Peso do Solo Seco g 6,53 5,35 4,92 6,86 4,73
Umidade % 57,89 62,43 71,14 77,26 80,13
Plan. 06 – Resultados do ensaio do limite de liquidez
A partir dos dados do número de golpes, obteve-se o gráfico para a determinação 
do limite de liquidez.
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Gráfico 02 – Determinação do Limite de Liquidez
 Imagens
Fig. 9 – Moldagem da Amostra Fig. 10 – Hachura do Cinzel 
3.1 – Limite de Plasticidade
 Referencial Teórico
É o valor de umidade para o qual o solo passa do estado semi−sólido para o estado 
plástico.
 Material Utilizado
- Placa de vidro esmerilhada;
- gabarito de comparação
- Estufa;
- Cápsulas de porcelana;
- Espátula metálica;
- Água destilada;
 Metodologia
Procedimento inicial de preparo e homogeneização da amostra semelhante ao
ensaio do Limite de Liquidez.
Modela-se uma pequena bola da amostra para que esta seja rolada sobre a placa
de vidro com a mão em movimentos de “vai-e-vem”, dando corpo cilíndrico a massa.
Conforme a modelagem é repetida a amostra vai perdendo umidade para a placa de
vidro. Quando se desfragmentar o cilindro, com diâmetro de aproximadamente 3 mm e
comprimento de 100 mm (conferidos com auxílio do gabarito), transferir as partes do
mesmo para um recipiente adequado para determinação da umidade. O procedimento é
repetido para se obter diferentes valores de umidade, sendo o limite de plasticidade a
média dos valores considerados satisfatórios.
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 Imagens
Fig. 11 – Manuseio da amostra Fig. 12 – diferentes tentativas de confecção
 Apresentação dos Resultados
LIMITE DE PLASTICIDADE
Cápsula N° 1 3 5 40 74
LP MÉDIA
Peso Bruto Úmido g 9,78 9,83 9,76 8,58 8,90
Peso Bruto Seco g 9,35 9,57 9,38 8,21 8,46
Peso da Cápsula g 8,45 9,02 8,61 7,45 7,55
Peso da Água g 0,43 0,26 0,38 0,37 0,44
Peso do Solo Seco g 0,90 0,55 0,77 0,76 0,91
Umidade % 47,78 47,27 49,35 48,68 48,35 48,29
Plan. 07 – Resultados do ensaio do limite de plasticidade
Com a determinação dos limites de consistência, pode-se determinar o índice de
plasticidade do solo a partir da expressão:
IP = LL – LP
IP =67,75 – 48,29
IP = 19,46
Segundo Jenkins, podemos classificar um solo quanto a sua plasticidade:
1 < IP < 7: solos fracamente plásticos;
7 < IP < 15: solos medianamente plásticos;
IP > 15: solos altamente plásticos.
Para o valor de IP = 19,46 podemos dizer que se trata de um solo altamente
plástico.
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CONCLUSÃO DOS ENSAIOS
Em relação à Densidade Real dos Grãos, foi observado que o valor obtido foi
inferior aos valores comumente encontrados nos solos, apesar de próximo, que variam
de 2,65 a 2,85. Tal situação pode acontecer devido à presença de matéria orgânica na
amostra ou algum pequeno erro de manipulação por parte do laboratorista. 
Quanto à curva granulométrica, esta tem uma inclinação levemente suave,
indiciando uma media uniformidade. O que é reforçado pelo Coeficiente de
Uniformidade de 8,8. Um solo com uniformidade média. 
Partindo para os Limites de Atterberg, obteve-se o Índice de Plasticidade de 19,42,
o que, segundo Jenkins, caracteriza o solo como altamente plásticos.
Os ensaios realizados em laboratório permitem um melhor entendimento acerca
da mecânica dos solos estudados e da influência de suas características no seu
comportamento, orientando a forma que um engenheiro conduzirá um projeto de
engenharia.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ABNT NBR 6508 − Grãos que passam na # 4,8mm, determinação da massa Específica
ABNT NBR 7180 − Solo − Determinação do Limite de Plasticidade
ABNT NBR 6459 – Solo – Determinação do Limite de Liquidez
ABNT NBR 6457 – Amostras de Solo – Preparação para ensaios de compactação e
ensaios de caracterização
ORTIGÃO, J.A.R.; Introdução a mecânica dos solos dos estados críticos. 3ª Ed. Edt.
Terratek. 2007.
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	Material Utilizado
	Metodologia