Os Estados dos Solos

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Alunos: Brenda Oliveira
	Gabriel Cerqueira
	 Rafael Gonçalves
 Os Estados dos Solos
 
 Itabuna-Bahia
 
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Índices físicos entre as três fases 
 Num solo, só parte do volume total é ocupado pelas partículas sólidas, que se acomodam formando uma estrutura. O volume restantes costumam ser chamados de vazios, embora esteja ocupado por água ou ar. 
O solo é constituído de três fases: partículas sólidas, água e ar.
 
 A quantidade de água e ar podem variar.
A evaporação pode diminuir a quantidade de água, substituindo-a por ar, e a compressão do solo pode provocar a saída de água e ar, reduzindo o volume de vazios.
Quando diminui o volume de vazios, a resistência aumenta.
Identificação do estado dos solos
 Para identificar o estado dos solos, empregam-se índices que correlacionam os pesos e os volumes das três fases:
Umidade: Relação entre o peso da água e o peso dos sólidos. Para ser determinada, pesa-se o solo em seu estado natural, seca-se em estufa a 105ºC, até a constância de peso, e pesa-se novamente. 
Índice de Vazios: Relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas.
Porosidade: Relação dos volumes de vazios e o volume total.
Grau de Saturação: Relação entre o volume de água e o volume de vazios.
 Peso específico dos sólidos (ou dos grãos): Relação entre o peso das partículas sólidas e o seu volume. 
Peso específico da água: Apesar de variar um pouco com a temperatura, adota-se como igual a 10 kN/m³.
Peso específico natural: Relação entre o peso total do solo e o seu volume total. 
Peso específico aparente seco: Relação entre o peso dos sólidos e o volume total.
Peso específico aparente saturado: Peso específico do solo se ficasse saturado e se isso ocorresse sem variação de volume.
Peso específico submerso: É o peso específico efetivo do solo quando submerso. Serve para cálculos de tensões efetivas. 
Esquema da determinação do volume dos sólidos pelo peso de água deslocada, no ensaio de peso específico dos grãos.
 Cálculo dos índices de estado
 Dos índices vistos só três são determinados diretamente em laboratório: umidade, o peso específico dos grãos e o peso específico natural. 
A sequência natural dos cálculos, a partir de valores determinados em laboratórios, é a seguinte:
Peso dos sólidos: Ys; Peso da água: Ys.w; Volume dos sólidos: 1; Peso específico natural: Yn.
Estado das Areias- Compacidade
 Pode ser expresso pelo seu índice de vazios
Este dado isolado, possui pouca informação, pois com o mesmo índice de vazios, uma areia pode estar compacta e outra fofa.
Ao vibrar-se uma areia dentro de um molde ela ficará no seu estado mais compacto possível. A ele corresponde o índice de vazios mínimo. 
 Os índices de vazios máximo e mínimo dependem da característica da areia.
Os valores são tão maiores quanto mais angulares os grãos e quanto mais mal graduadas as areias. 
Areia A estará compacta e areia B estará fofa.
 O estado de uma areia pode ser expresso pelo índice de vazios em que ela se encontra em relação a esses valores extremos, pelo índice de compacidade relativa:
 Quanto maior é a CR, mais compacta a areia. 
 Areias compactas apresentam maior resistência e menor deformabilidade.
Estas características, dentre diversas areias, dependem de outros fatores , como a distribuição granulométrica e o formato dos grãos. Entretanto, compacidade é um fator importante.
 Estado das Argilas-Consistência
O estado da argila costuma ser indicado pela resistência que ela apresenta.
Pode ser quantificada por meio de um ensaio de compressão simples, que consiste na ruptura por compressão de um corpo de prova de argila, geralmente cilíndrico. 
Em função da resistência a compressão simples, a consistência das argilas, é assim expressa: 
 Sensitividade das Argilas
O fenômeno que ocorre de maneira diferente conforme a formação argilosa.
Pode ser bem visualizada por meio de dois ensaios de compressão simples: com a amostra no seu estado natural; com o corpo de prova feito com o mesmo solo após completo remoldamento, e com mesmo índice de vazios.
 É a relação entre a resistência no estado natural(indeformado) e resistência no estado amolgado(manuseio)
 Índice de Consistência
Quando uma argila se encontra remoldada, o seu estado pode ser expresso pelo seu índice de vazios.
Na maioria das vezes as argilas estão saturadas, em que o índice de vazios depende diretamente da umidade, sendo expresso pelo teor de umidade o estado que a argila se encontra.
Quando se manuseia uma argila e se avalia sua umidade, o que se percebe não é propriamente o teor de umidade, mas a umidade relativa .
Para se indicar a posição relativa de umidade aos limites de mudança de estado, Terzaghi propôs o índice de consistência:
Quando o teor de umidade é igual a LL, o IC=0.
À medida que o teor diminui, o IC aumenta, ficando maior do que 1 quando a umidade fica maior que o LP.
Identificação tátil-visual dos solos
Definido se o solo é uma areia ou um solo fino, resta estimar se os finos apresentam características de siltes ou de argilas, de acordo com procedimentos descritos:
Resistência a seco
Shaking Test
Ductilidade
Velocidade de Secagem
 Prospecção do Subsolo
Para os projetos de Engenharia, deve ser feito um reconhecimento dos solos envolvidos, avaliação de seu estado, e realização de ensaios especiais. Os principais são: Amostragem em Taludes, Abertura de Poços e Perfurações no Subsolo. 
Sondagens de Simples Reconhecimento
Perfuração acima do nível d’água: A perfuração do terreno é iniciada com trado tipo cavadeira, repetidas operações aprofundam o furo e o material recolhido é classificado quanto a composição. Atingida uma profundidade , introduz-se um tubo de revestimento, e por dentro dele a penetração progride com trado espiral.
Determinação do nível d’água: A perfuração com trado é mantida até ser atingido o nível da água, registra-se a cota do nível d’água, interrompe-se a operação e aguarda para determinar se o nível mantém na cota atingida ou se ele se eleva no tubo de revestimento. Se isto ocorrer indica que a água estava sob pressão. 
Perfuração abaixo do nível d’água: Após atingido o nível, a perfuração pode prosseguir com a técnica de circulação de água,conhecida como percussão e lavagem. A perfuração por lavagem é mais rápida do que pelo trado, e só pode ser empregada abaixo do nível d’água, pois acima dele alteraria a umidade do solo, e consequentemente, as condições de amostragem.
Amostragem: Utiliza-se um amostrador padrão, que está conectado a haste e apoiado no fundo da perfuração.
A amostra colhida é submetida a exame tátil-visual e suas características principais são anotadas.
Essas amostras são guardadas em recipientes impermeáveis para análises posteriores.
 Resistência a penetração-SPT
A informação referente ao estado do solo é considerada com base na resistência que ele oferece a penetração do amostrador .
Em função da resistência à penetração, o solo é classificado pela compacidade ou pela consistência. Essas classificações dependem da energia efetivamente aplicada ao barrilete amostrador, consequente da maneira como o martele é acionado.
 Apresentação de Resultados
São apresentados em perfis de subsolo, que traz as descrições de cada solo encontrado, as cotas correspondentes a cada camada, a posição do nível d’água e sua eventual pressão, a data em que foi determinado o nível d’água e os valores de resistência a penetração do amostrador.
 Outros métodos de prospecção
Em casos especiais , como para projetos de estradas e pavimentos, ou mesmo para a fundação de pequenas residências onde a geologia do local já é conhecida, perfurações expeditas podem ser feitas só com identificação do solo, sem utilização de tripés e sem determinação
de resistência a penetração.
Amostragem Indeformada
Referências Bibliográficas
TERZAGHI,K. Theorectical Soil Mechanics. New York: John Wiley & Sons, 1943.
TAYLOR, D. Fundamentals of Soil Mechanics. New York: John Wiley & Sons, 1948.
TERZAGHI, K; PECK, R. Soil Mechanics in Engeneering Practice. New York: John Wiley & Sons, 1948.
LAMBE, T. W.; WHITMAN, R. V. Soil Mechanics. New York: John Wiley & Sons, 1969.