MECÂNICA DOS SOLOS - ROTEIRO 7 - GRANULOMETRIA POR SEDIMENTAÇÃO

Prévia do material em texto

Roteiro de Aula Prática- aula 7 
Código e nome da disciplina 
 
 
 
Título da Prática: 
 
 
 
Objetivos da aula (7) (apresentar as expectativas de aprendizagem do aluno ao final da 
atividade): 
 
1
) 
Determinar distribuição granulométrica da fração fina do solo. 
2
) 
Obter a curva granulométrica de um solo (em conjunto com o ensaio anterior: 
Granulometria por sedimentação). 
3
) 
 
4
) 
 
 
Material necessário para a aula (equipamentos e insumos): 
 
Lista de material por bancada: 
 
Amostra de solo- aprox. 800g 
Água destilada – aprox. 1 litro 
Peneira #10 
Balança com precisão de centésimos 
Béquer 250 ml 
Cápsula de metal- 3 unidades 
Estufa com temperatura entre 105°C e 110°C 
Defloculante (hexametafosfato de sódio 47,5 g/l) 
Densímetro 
Termômetro 
Proveta de vidro com capacidade para 1000 ml 
Almofariz e mão de gral 
Aparelho de dispersão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARA0317 – MECÂNICA DOS SOLOS 
GRANULOMETRIA POR SEDIMENTAÇÃO 
 
 
 
 
 
Procedimentos (apresentar com clareza e objetividade a atividade a ser realizada): 
 
 
1) Passar a amostra na peneira de 2 mm de forma que se obtenha, após o 
peneiramento, 120 g de solo arenoso ou 70 g de solo siltoso ou argiloso; 
2) Recolher também 3 amostras passadas na peneira 2 mm, contendo 100 g cada 
para a determinação da umidade, conforme a aula 2. 
3) Transferir o material obtido para um béquer de 250 cm3. 
4) Adicionar o defloculante, usando 125 cm3 de solução de hexametafosfato de 
sódio (47,5 g/L). 
5) Agitar o béquer para misturar os materiais. 
6) Deixar em repouso por 12 hs. 
7) Colocar a mistura no copo de dispersão, removendo com água destilada o material 
aderido às paredes do béquer. 
8) Adicionar água destilada até que o nível fique 5 cm abaixo da borda do copo. 
9) Acionar o dispersor por 15 min. 
10) Transferir a mistura para a proveta, removendo com água destilada o material 
aderido às paredes do copo. 
11) Adicionar água até atingir a marca de 1000 ml. 
12) Tampando a boca da proveta com uma das mãos, agitá-la com movimentos de 
rotação por 1 min. 
13) Apoiar a proveta na bancada, medir a temperatura da mistura. 
14) Inserir cuidadosamente o densímetro, anotando o tempo de início. 
15) Efetuar as leituras do densímetro correspondentes aos tempos de 0,5; 1 e 2 
minutos (repetir esse procedimento). Após essas primeiras medidas, retirar o 
densímetro e colocar na mistura cerca de 15 a 20 segundos antes da leitura. Fazer 
as leituras de 4, 8, 15 e 30 minutos, 1, 2, 4, 8 e 24 horas. Após cada leitura, medir a 
temperatura da dispersão. 
 
A seguir, deverá ser elaborado um relatório sobre o procedimento realizado, 
incluindo os dados coletados, como também, os cálculos a seguir: 
 
Veloc de queda da partícula: 
ν=(𝛾𝑠−𝛾𝑤)𝐷2/(18 𝜇) 
onde: 
v – velocidade de queda da partícula 
µ – viscosidade da água para a temperatura medida no ensaio (ver tabela 2 da NBR 
7181/84) 
𝐷 – diâmetro da partícula 
𝛾𝑠 - peso específico da água 
𝛾𝑤 - peso específico da água 
 
Porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura 
𝑄𝑠 = 𝑁 𝑥 
𝛿
𝛿 − 𝛿𝑑
 𝑥 
𝑉 𝛿𝑐 (𝐿 − 𝐿𝑑)
𝑀ℎ
100 + ℎ
 100
 
 
 
 
Onde: 
𝑄𝑠 - porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura 
𝑁 – porcentagem de material que passa na peneira de abertura de 2,0 mm 
𝛿 – massa específica dos grãos, em g/cm³ 
𝛿𝑑 - massa específica do meio dispersor, à temperatura de ensaio, em g/cm³ 
𝛿𝑐 - massa específica da água, à temperatura de calibração do densímetro, em g/cm³ 
𝑉 – volume da suspensão, em cm³ 
𝐿 – leitura do densímetro na suspensão 
𝐿𝑑 - leitura do densímetro no meio dispersor, na mesma temperatura da dispersão 
𝑀ℎ - massa do material submetido à sedimentação 
ℎ - umidade do material 
 
 
Diâmetro máximo das partículas, em mm 
𝑑 = √
1800𝜇
𝛿 − 𝛿𝑑
 𝑣 = √
1800𝜇
𝛿 − 𝛿𝑑
 
𝑎
𝑡
 
 
Onde: 
𝑑 – diâmetro máximo das partículas, em mm 
𝜇 – coeficiente de viscosidade do meio dispersor, à temperatura de ensaio, em g x 
s/cm³ 
𝑎 – altura de queda das partículas, em cm 
𝑣 – velocidade de queda das partículas, em cm/s 
 
 
 
Altura de queda das partículas corrigida 
𝑎′ = 𝑎 −
𝑉𝑎
2𝐴
 
𝑎′ – altura de queda das partículas corrigida (para as leituras realizadas após os 2 
primeiros minutos, a partir de quando o densímetro é retirado da mistura após as 
leituras) 
𝑉𝑎 – volume da parte imersa do densímetro, obtido pesando-se o densímetro ou 
imergindo-o em uma proveta graduada 
𝐴 – altura da seção interna da proveta 
 
 
A partir dos valores calculados traçar a curva de distribuição granulométrica, 
marcando-se no eixo das abcissas, em escala logarítmica, os diâmetros das partículas 
e no eixo das ordenadas, em escala natural, os percentuais das partículas menores 
do que diâmetros considerados, isto é, os percentuais de solo que passam nas 
peneiras. 
 
 
 
 
Fig. 1- Exemplo de curva granulométrica por peneiramento e por sedimentação de 
uma amostra de solo residual, (https://pt.scribd.com/document/495064753/Mecanica-Dos-
Solos-Experimental-UFCG) 
 
 
Depois de traçada a curva granulométrica, é possível determinar as porcentagens de 
cada fração no solo. Em conjunto com os dados dos ensaios anteriores, é possível 
ainda classificar o solo e calcular o grau de atividade do material. 
 
Observações (colocar, caso necessário, os pontos de atenção referentes à atividade 
prática desenvolvida): 
 
Para atender às NORMAS DE SEGURANÇA, todos devem utilizar calças compridas, 
calçados fechados, blusas fechadas e cabelos presos quando forem compridos. 
 
Referências bibliográficas: 
NBR 7181/84 - Solo - Análise granulométrica. 
PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. 3ª Ed. São 
Paulo: Oficina de textos, 2006 
GONÇALVES, Rafael Abrantes; Veruschka, Escariao Dessoles Monteiro. Mecânica dos 
Solos Experimental. 1ª ed. Campina Grande: EDUFCG (2018), disponível em 
https://pt.scribd.com/document/495064753/Mecanica-Dos-Solos-Experimental-
UFCG , acesso em 07/06/2022. 
 
https://pt.scribd.com/document/495064753/Mecanica-Dos-Solos-Experimental-UFCG
https://pt.scribd.com/document/495064753/Mecanica-Dos-Solos-Experimental-UFCG
https://pt.scribd.com/document/495064753/Mecanica-Dos-Solos-Experimental-UFCG
https://pt.scribd.com/document/495064753/Mecanica-Dos-Solos-Experimental-UFCG