Lista de exercícios Ìndices Físicos

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campus Guarapuava
Engenharia Civil
Mecânica dos Solos
Lista de Exercícios
Índices Físicos
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1) − Uma amostra de areia totalmente seca enche um cilindro de metal de 200 cm3
e pesa 260 g. Tendo−se s= 26 kN/m3 calcule o seu índice de vazios e sua porosidade.
R − e = 1
2) − A umidade de um solo saturado é de 40%. O peso específico de suas
partículas sólidas (s) vale 26,5 kN/m3. Calcule seu índice de vazios, seu peso específico e seu
peso específico seco.
R − e=1,06 e m18 kN/m3.
3) − Em um solo parcialmente saturado temos: e = 1,2; w = 30%; s = 26,6 kN/m3
Calcule  d eSr.
R −  = 15,7 kn/m3 e d= 12,10 kN/m3
4) − Uma amostra de solo tem massa de 122g e um peso específico de 18,2
kN/m3. O peso específico dos solos é de 26,3 kN/m3. Se depois de secada em estufa a amostra
passa a apresentar uma massa de 104g, quais serão os seus volumes iniciais de sólidos e de ar?
R − Va = 7,9 cm3 e Vs = 41,1 cm3.
5) − Uma amostra de argila saturada pesa 1526g e 1053g depois de levada em
estufa. Calcule sua umidade. Considerando−se s= 27 kN/m3. Calcule e, n, e .
R − w = 45%; e = 1,22; n = 0,55 e  =1,78.
6) − Uma amostra quartzosa típica tem 45 cm3 quando está úmida e pesa 80g.
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Depois de secada em estufa pesa 70g. Supondo um s adequado calcule w, Sr, e, s,  d.
R − w = 14,3%; Sr = 54%; e = 0,7; s26,5 kN/m3;  = 17,8kN/m3; d=
15,5kN/m3.
7) Em um solo
parcialmente
saturado temos:
s= 26 kN/m3; e
= 1,0 e  = 1,6.
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Calcule Sr, n, w e d.
R − Sr = 60%; n = 50%; w =23% e d= 13 kN/m3.
8) Em um solo parcialmente saturado temos: e = 1,0; w = 32%; s= 27 kN/m3
Calcule Sr; ; sub; d e n.
R − = 17,8 kN/m3; Sr = 86,5%; sub= ?; d= 13,5 kN/m3 e n = 50%.
9) Para a construção de uma barragem de terra é previsto um volume de
300.000m3 de terra, com um índice de vazios de 0,8. Dispõem−se de três jazidas, as quais são
designadas por A, B e C. O índice de vazios do solo de cada uma delas, bem como a
estimativa do custo do movimento de terra até o local da barragem, são indicados no quadro
abaixo. Qual a jazida mais viável economicamente?
Jazida Índice de vazios Custo do movimento de terra/m3
A 0,9 R$ 1,20
B 2,0 R$ 0,89
C 1,6 R$ 0,96
10) Fale, de maneira sucinta, das faixas de valores que você esperaria encontrar
em campo, envolvendo a maioria dos solos, para os seguintes índices físicos: w (solos grossos
e solos finos); e (solos grossos e solos finos) e s.
11) A porosidade de uma areia é de 37% e o peso específico das partículas sólidas
é igual a 26,5 kN/m3. Pede−se determinar: a) O seu índice de vazios; b) O seu peso
específico seco; c) O seu peso específico quando Sr = 50% e d) O seu peso específico
saturado.
12) Uma amostra de argila saturada tem um volume de 162 cm3 e massa de 290g.
Sendo s = 26,5 kN/m3, pede−se determinar o índice de vazios, a porosidade, o teor de
umidade e o peso específico do material.
13) Um solo saturado tem teor de umidade de 42%. Se seu s = 27 kN/m3, calcule
o índice de vazios, a porosidade e o peso específico do solo.
14) Uma amostra de areia no seu estado natural tem massa de 875g e ocupa um
volume de 512 cm3. A sua massa seca é de 803g e a densidade relativa das partículas sólidas,
G = 2,68.Determine o índice de vazios, a porosidade, o teor de umidade e o grau de saturação
do solo.
15) Uma amostra de solo tem massa de 200 g e o seu teor de umidade é igual a
30%. Calcule a quantidade de água que deve ser retirada da amostra para que o seu teor de
umidade caia para 20%.
16) Sabe−se que o peso específico de um solo é  = 16 kN/m3, o teor de umidade
é 33% e o peso específico das partículas sólidas é s = 26,4 kN/m3. Pede−se calcular o índice
de vazios, a porosidade e o grau de saturação do solo. Qual a quantidade de água que se deve
adicionar a 1m3 de solo para saturá−lo?
17) Um corpo de prova cilíndrico de solo apresenta as seguintes características:
Diâmetro: 5 cm; altura: 12,5 cm; massa: 440g; massa específica dos sólidos: 2,820 g/cm3; teor
de umidade 29%. Pede−se:
Massa específica −  (g/cm3)
Índice de vazios − e
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Porosidade − n (%)
Massa específica seca − d (g/cm3)
Grau de saturação − Sr (%)
Peso específico saturado − sat (kN/m3), se o mesmo corpo de prova atingir Sr =
100%
Volume de água acrescentado, quando o mesmo corpo de prova atingir Sr = 100%.
18) Um solo apresenta massa específica igual a 1,72g/cm3, teor de umidade de
28% e massa específica dos sólidos de 2,72g/cm3. Determinar a massa específica seca, o
índice de vazios, a porosidade, o grau de saturação e a quantidade de água que deve ser
adicionada ao solo para saturá−lo.
19) Uma amostra indeformada de solo apresenta porosidade de 52%, grau de
saturação de 86% e massa específica de 1,58g/cm3. Determinar a massa específica dos sólidos,
índice de vazios e massa específica seca.
20) Um solo cuja massa específica era 1,95g/cm3 e cuja umidade era de 14%, foi
deixado secar até que sua massa específica baixou para 1,88g/cm3. Admitindo que não houve
variação de volume, qual será o novo teor de umidade desse solo?
21) Uma amostra de solo com 1000g tem uma umidade de 8%. Deseja−se
compactar um corpo de prova com esse solo num cilindro com 255cm3 de volume. As
características desejadas para o corpo de prova são massa específica seca de 1,78g/cm3 e
umidade de 15%. Qual a quantidade de água que deve ser adicionada à amostra para atingir a
umidade desejada? Qual a massa de solo que deve ser utilizada na compactação do corpo de
prova?
22) Um corpo de prova cilíndrico de solo argilosos tinha altura e diâmetro de 12,5
e 5,0cm, respectivamente. A sua massa era de 478,25g, após secagem em estufa, passou a
418,32g. Sabendo que a massa específica dos sólidos desse solo era 2,70g/cm3, determinar:
Peso específico aparente seco− (kN/m3)
Índice de vazios − e
Porosidade − n (%)
Grau de saturação − Sr (%)
Teor de umidade (%)
23)Sendo conhecidos  = 21,8kN/m3, d = 18,6kN/m3, e = 0,48. Determinar os
valores de w, Sr, sat.
24) Se 150.000m3 de solo são escavados de uma área de empréstimo, no qual o
índice de vazios é de 1,50. a)Pergunta−se qual será o volume correspondente de aterro, se o
índice de vazios especificado para o mesmo for de 0,75. Sabendo−se ainda que o teor de
umidade na área de empréstimo é 2% e que o aterro, depois de pronto, terá umidade de 8%.
b) Pede−se calcular o volume de água (em m3) que deverá ser adicionado ao material
escavado. Considerar o peso específico das partículas sólidas s=2,70g/cm3 .
25) É possível se encontrar no solo um valor de peso específico maior do que o
peso específico das partículas sólidas? Porque?
26) Um determinado solo possui s = 27 kN/m3, Sr = 70% e w = 30%. Ao ser
saturado, o seu volume sofre um acréscimo de 20%. Calcular a sua umidade final.
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27)Tomou−se uma amostra do Solo pesando 200g e o seu teor de umidade é de
32,5%. Calcule:
a) A quantidade de água que se deve retirar da amostra para que o teor de umidade
fique reduzido a 24,8%.
b) Do peneiramento fino obteve−se 61,79g de material retido acumulado na peneira
#200. Determinar a porcentagem que passa na respectiva peneira.
28) Uma amostra de areia de 800g tem porosidade de 37% e o peso específico das
partículas sólidas igual a 26,5 kN/m3. Uma porção desta areia foi colocada em uma cápsula
com massa de 22,5g, sendo que a massa do conjunto foi 94,7g. Após a completa secagem a
massa do conjunto caiu para 87,5g. Pede−se determinar: a) peso específico seco do solo; b)
peso específico do solo; c) grau de saturação; d)volume de ar; e) com base na condição inicial,
qual a quantidade de água que deve ser colocada na amostra para a mesma atingir a saturação?