Material de Aula - Mec Solos I Aula 2(1)

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ECT – ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
Mecânica dos Solos I
Prof. Emerson Romão
Titulação: Engenheiro Civil, MSc., MBA, PMP
emerson.silva@unigranrio.edu.br
AULA 2
(Propriedades Físicas dos Solos)
Prof. Emerson Romão
Propriedades físicas dos solos
Prof. Emerson Romão
� Índices físicos em três fases:
• O volume total do solo é composto pelo Volume das partes sólidas e pelo 
volume de vazios (ar e água).
• O comportamento de um solo depende de quantidade relativa entre essas 
fases. 
Adaptado de PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos
Propriedades físicas dos solos
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� Índices físicos em três fases:
• Para identificar o estado do solo, empregam-se índices que correlacionam os 
pesos e volumes das três fases:
• Umidade (w): � =
��
��
. Pesa-se o solo em estado natural, seca-se a amostra 
a 105°C até constância de peso e pesa-se novamente. 
Geralmente 0,1<w<0,4. Em argilas moles é comum w>1,0
• Índice de vazios (e): � =
��
��
(Não é obtido diretamente em laboratório.)
Geralmente entre 0,5 < e < 1,5
• Porosidade (n):	 =
��
�
(Não é obtido diretamente em laboratório.)
Geralmente entre 0,3 < n < 0,7
• Grau de saturação (�):	� =
��
��
(Não é obtido diretamente em laboratório.)
Geralmente entre 0 < n < 1,0
Adaptado de PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos
Propriedades físicas dos solos
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� Índices físicos em três fases:
• Peso específico dos sólidos ou dos grãos (��): �� =
��
��
• Peso específico da água (��):Embora varie um pouco com a temperatura 
adota-se �� = 10��/�³
• Peso específico natural (��):	�� =
�
�
. 
Molda-se um corpo de prova num volume conhecido, pesa-se o conjunto 
(molde + solo) e desconta-se o peso do molde. 
Na maioria dos solos 16kN/m³<	��	< 20kN/m³
Adaptado de Thiago Martins, notas de Aula
Propriedades físicas dos solos
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� Índices físicos em três fases:
• Peso específico aparente do solo seco(��): �� =
��
�
.	(Não é obtido 
diretamente em laboratório.)
• Peso específico aparente saturado (����):	���� =
���
�
(Não é obtido 
diretamente em laboratório.)
• Peso específico submerso (����):	���� = ��-�� (Não é obtido 
diretamente em laboratório.)
Peso específico (kN/m³) ≠Massa específica (kg/m³)
Densidade = massa específica
Densidade aparente = (massa específica / massa específica da água) ou 
(peso específico / peso específico da água)
Propriedades físicas dos solos
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� Índices físicos em três fases:
• Relações entre os índices físicos: obtidos em laboratório: w, ��e ��
• Conhecido: ��
• Demais índices obtidos por relações 
Identificação dos solos
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� Identificação dos solos por meio de ensaios : de forma corrente são utilizados 
dois tipos de ensaios, a análise granulométrica e os índices de consistência
• Análise granulométrica: a amostra de solo seca é passada em uma série de 
peneiras (NBR 7181), com o material retido em cada peneira sendo pesado, 
calculando-se o percentual que passa e lançado na curva granulométrica.
Prof. Emerson Romão
Identificação dos solos
a) Agitador eletro-magnético e peneiras redondas para análise granulométrica. 
b) Distribuição das partículas nas peneiras.
(http://www.bertel.com.br/mostruario.html)
Identificação dos solos
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� Identificação dos solos por meio de ensaios
• Análise granulométrica: a menor peneira geralmente utilizada é a de nº200 
(0,075mm). Quando há interesse em no conhecimento da distribuição 
granulométrica da porção mais fina, emprega-se a técnica de sedimentação 
baseada na Lei de Stokes, que relaciona a velocidade de queda das 
partículas, seu diâmetro, seu peso específico e a viscosidade e o peso 
específico do fluído. 
Adaptado de PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos
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Adaptado de Thiago Martins, notas de Aula
Identificação dos solos
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� Identificação dos solos por meio de ensaios
• Índices de consistência (Limites de Atterberg): 
• Apenas a distribuição granulométrica não é suficiente para caracterizar 
bem o comportamento do solo para engenharia. A fração fina dos solos 
tem enorme importância no seu comportamento. O comportamento 
das partículas argilosas na presença de água é muito complexo, porém 
na engenharia uma forma mais prática é adotada, a fim de simplificar 
esta análise.
• Os limites se baseiam na constatação que um solo argiloso quando 
muito úmido se comporta como um líquido, quando perde parte de sua 
água fica mais plástico, e quando mais seco se torna quebradiço. Os 
teores de humidades correspondentes a mudança de estado são 
definidos como Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP). A 
diferença entre estes dois limites, indica as faixas de valores em que o 
solo é plástico, definida como Índice de Plasticidade (IP)
Identificação dos solos
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� Identificação dos solos por meio de ensaios
• Índices de consistência (Limites de Atterberg): 
• O limite de líquidez é o teor de umidade no qual uma ranhura nele feita 
requer 25 golpes para se fechar numa concha. Diversas tentativas são 
feitas, anotando-se o número de golpes (NBR 6459). 
• O limite de plasticidade é o menor teor de umidade com o qual se 
consegue moldar um cilindro de 3mm, rolando-se o solo com a palma 
da mão (NBR7180)
Adaptado de PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos
Identificação dos solos
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� Identificação dos solos por meio de ensaios
• Índices de consistência (Limites de Atterberg): 
• Atividades das argilas: Alguns solos com pequenos teores de argila, 
possuem índices de consistência elevados. Esta ocorrência indica que a 
argila é muito ativa. Desta forma é possível indicar a partir dos limites 
de Atterberg o índice de atividade das argilas.
• 0,75 ≤Índice de Atividade ≤ 1,25 → Argila normal
• Índice de Atividade < 0,75 → Argila inativa
• Índice de Atividade > 1,25 → Argila ativa
Identificação dos solos
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� Identificação tátil visual dos solos
• Como muita frequência é necessário descrever um solo sem dispor de 
resultados de ensaios, para tal utilizamos a identificação Tátil visual. 
• Para se identificar a existência de areia, é necessário que o solo seja 
umedecido (partículas de areia podem estar envoltas de partículas mais 
finas) desta forma os torrões de argila se desmancham e é possível 
identificar através do tato as partículas arenosas.
• Com amostra seca, as proporções de finos podem ser estimadas 
esfregando-se uma porção de solo em um papel. As partículas finas se 
impregnam no papel, ficando isoladas das partículas arenosas
• Para estimar se os finos são silte ou argila, utilizam-se os seguintes passos:
• Resistência a seco: umedecendo o solo e moldando uma pelota (±2cm) 
deixa-se secar ao ar. Caso seja argilosa, esta ficará muito dura e quando 
quebrada se divide em pedaços bem distintos. No caso do silte a pelota 
é menos resistente e se pulveriza quando quebrada.
Identificação dos solos
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� Identificação tátil visual dos solos
• Para estimar se os finos são silte ou argila, utilizam-se os seguintes passos:
• “Shaking test”: forma-se uma pasta úmida nas mãos e se bate uma mão 
contra a outra. No caso do silte surge água na superfície e quando a 
parta é comprimida com os dedos a água flui novamente para a pasta. 
No caso da argila não se forma água na superfície.
• Ductilidade: no moldagem com as mãos, em umidade próxima ao limite 
de plasticidade os moldes de argila se mostram mais resistentes que os 
de silte.
• Velocidade de secagem: A umidade que se sente de um solo na mão é 
uma indicação relativa ao LL e LP. Secar um solo a mão do LL ao LP, é 
mais rápido quanto menor for o intervalor entre os limites.
• Além do tipo de solo, deve-se estimar seu estado. A consistência da argila 
está ligada a sua resistência ao manuseio. Já a compacidade das areias é de 
maisdifícil identificação.
Me Salva! AIS01 - Identificação Tátil-visual - Mecânica dos Solos.mp4