Mecanica_dos_Solos_2a_Lista_de_Exercicio

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Universidade de Fortaleza 
Curso: Engenharia Civil 
Disciplina: Mecânica dos Solos 
Prof.: Carla Beatriz Costa de Araújo, Mestre em Geotecnia 
 
2ª Lista de Exercícios 
 
1. Um bloco indeformado de argila de volume igual a 1cm³, com peso especifico total igual 
18,5 kN/m³ e umidade igual a 15% apresentou o peso especifico das partículas igual a 
27,0 kN/m³. Para esta amostra, determine: 
a) Peso específico seco; 
b) Índice de vazios, 
c) Porosidade; 
d) Grau de saturação; 
e) Peso específico saturado; 
f) Peso específico submerso. 
 
2. De um corte de solo natural são removidos 17.000 m3 com índice de vazios 1,25. Quantos 
m3 de aterro, com um índice de vazios de 0,85 poderão ser construídos com esse solo? 
 
3. Sabendo-se que o peso específico do solo, a uma umidade higroscópica de 6%, é igual 18 
kN/m³, e o peso específico das partículas é igual a 27,3 kN/m³. Determine: 
a) Peso específico do solo seco; 
b) Porosidade; 
c) Índice de vazios; 
d) Grau de saturação. 
 
4. Uma amostra de solo úmido, com volume de 598 cm3 apresentou massa de 1010 g, que 
passou para 918 g após secagem em estufa a 105ºC. Sabendo que o peso específico dos 
sólidos é igual a 26,7 kN/m³, calcular: 
a) Índice de vazios da amostra natural; 
b) Porosidade da amostra natural; 
c) Umidade da amostra natural; 
d) Grau de saturação da amostra natural; 
e) Peso específico da amostra natural. 
 
5. Uma amostra de um solo argiloso tem um volume de 1000 cm³ e uma massa de 1843g. 
Esta amostra foi levada à estufa, e após a secagem ele apresentou uma massa de 1457g. 
Sendo a sua densidade de suas partículas igual a 2,65, determine: 
a) O peso específico seco, o teor de umidade e o índice de vazios da amostra no seu estado 
original. 
b) Admitindo que a amostra esteja saturada e o seu índice de vazios constante, calcule o 
teor de umidade e seu índice de vazios. 
 
6. Em uma amostra de uma areia foi determinado uma porosidade de 41%, uma densidade 
de suas partículas de 2,65 e um grau de saturação de 60%, calcule: 
a) Teor de umidade 
 
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b) Peso específico ; 
c) Peso específico seco d; 
d) Peso específico saturado sat; 
e) Peso específico submerso sub; 
 
7. Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tinha uma altura de 12,5cm, diâmetro 
de 5,0cm e sua massa era de 478,25g, a qual, após secagem, passou a 418,32g. Sabendo-se 
que a massa específica dos sólidos é 2,70 g/cm³, determinar: 
a) Massa específica seca; 
b) Índice de vazios; 
c) Porosidade; 
d) Grau de saturação; 
e) Teor de umidade. 
 
8. Determinar os pesos específicos correspondentes das camadas de solo do perfil do 
subsolo, esquematizado a seguir: 
 
 
*Onde está escrito no perfil s entenda-se g 
 
9. (Pinto, 2002) Para se construir um aterro, dispõe-se de uma quantidade de terra, que é 
chamada pelos engenheiros de “área de empréstimo”, cujo volume foi estimado em 3.000 
m³. Ensaios mostraram que o peso específico natural é da ordem de 17,8 kN/m³ e que a 
umidade natural é de cerca de 15,8%. O projeto prevê que no aterro o solo seja 
compactado com uma umidade de 18%, ficando com um peso específico seco igual a 16,8 
kN/m³. Que volume de aterro é possível construir com o material disponível e que volume 
de água deve ser acrescentado? 
 
 
10. Seja a seção da barragem seguinte: 
 
 
 
 3
 
Os materiais a serem empregados na construção da barragem devem ser aplicados, ou 
compactados, sob as seguintes condições: 
a) Cascalho compactado:  d = 21,3 kN/m³;  w = 7,5 %. 
b) Núcleo argiloso:  d = 17.37 kN/m³;  w = 17,1 %. 
c) Filtro de areia:  d = 19,8 kN/m³;  w = 9,5 %. 
 
As condições dos materiais nas jazidas são: 
a) Cascalho natural:  = 17,0 kN/m³;  w = 2,5 %. 
b) Argila para o núcleo argiloso:  = 14,0 kN/m³;  w = 6,0 %. 
c) Areia para filtro:  = 18,0 kN/m³;  w = 3,0 %. 
 
Com base nestas informações calcule: 
a) O volume de cada material a ser executado em sua correspondente jazida, para 
executar 1 m de comprimento da barragem cuja a seção transversal foi mostrada 
anteriormente; 
b) A quantidade de água necessária para a execução do trecho da barragem descrito no 
item a); 
c) O índice de vazios dos materiais constituintes do corpo da barragem, a sua 
porosidade e o seu grau de saturação. 
 
11. (Pinto, 2002) Moldou-se um corpo-de-prova cilíndrico com altura igual a 9,0 cm e com 
diâmetro igual a 3,57 cm, que apresentou uma massa igual a 173, 74 g. Determine a massa 
específica natural do solo, e o seu peso específico natural. 
 
 
 4
12. Uma jazida a ser empregada numa barragem de terra tem peso específico seco médio de 
18 kN/m³. Um aterro com 200.000 m³ deverá ser construído com peso específico médio 
de 19,5 kN/m³. A umidade do solo do solo foi determinado como w = 10% e o peso 
específico das partículas g = 26,5 kN/m3. Determinar: 
a) O volume de solo a ser escavado na jazida para se obter os 200.000 m3 para o aterro; 
b) O peso do solo úmido a ser escavado, em toneladas 
c) O peso do solo seco a ser escavado, em toneladas 
 
13. Deseja-se construir uma aterro com material argiloso com seção de 21 m2 e 10 km de 
comprimento, com índice de vazios de 0,7. Para tanto, será explorada uma jazida 
localizada a 8,6 km de distância do eixo do aterro cujos ensaios indicaram: w = 30%; n = 
28,5% ( amostra indeformada); n = 44,5% (amostra amolgada); g = 26 kN/m3. 
Com base nestas informações, determinar: 
a) Quantos metros cúbicos de material deverão ser escavados na jazida para construir o 
aterro; 
b) Quantas viagens de caminhão – caçamba com 6 m3 de capacidade serão necessárias 
para a execução do aterro. 
 
14. (Pinto, 2002) Deseja-se comparar duas areias utilizadas em duas fases distintas de uma 
obra. A areia A apresentava um índice de vazios igual a 0,72 e a areia B, um índice de 
vazios igual a 0,64. É possível com base nestas informações dizer qual das duas areias 
encontra-se mais compacta? 
 
15. (Pinto, 2002) Para determinar o índice de compacidade relativa de uma areia, que 
apresentava, no estado natural, uma massa específica seca de 1,71 g/cm³, foram realizados 
ensaios para determinar seus estados de máxima e mínima compacidade. Para se 
determinar a máxima compacidade, a areia foi colocada num cilindro, que tem 10 cm de 
diâmetro e 12,76 cm de altura, e o conjunto foi fixado numa mesa vibratória, com uma 
sobrecarga de 10 kg. Após a vibração, determinou-se que a areia apresentou uma massa 
específica seca igual a 1,78 g/cm³. Para a determinação da mínima compacidade, a areia 
seca foi colocada dentro de um molde, por meio de um funil, fazendo-se que a altura de 
queda nunca ultrapassasse 1 cm. Após preenchido o molde, e pesado, verificou-se que a 
massa específica seca da areia era de 1,49 g/cm³. Com base nestes dados: 
a) Determine o grau de compacidade da areia. 
b) Qual o estado desta areia? 
 
 
16. (Pinto, 2002) Uma amostra de argila foi retirada de 2,0 m de profundidade num terreno de 
várzea nas margens do rio Tietê, em S. Paulo, com densidade relativa dos grãos igual a 
2,65, estando abaixo do nível d’água. Sua umidade natural é de 95%. Estime, só com estas 
informações, o índice de vazios do solo natural, sendo este um problema que aparece com 
freqüência na prática da engenharia. 
 
 
17. O solo de uma jazida para uso de obra de terra foi analisado em laboratório e apresentou 
as seguintes características: LL = 53 %, LP = 24 % e h = 30 %. 
Determinar: 
a) O Índice de Plasticidade; 
b) O Índice de Consistência 
c) Classificar o solo em função do Índice de Consistência. 
 
 5
 
18. (Sousa Pinto, 2002) Ensaios de caracterização de dois solos indicaram que o solo A tinha 
LL = 70 % e IP=30 %, enquanto que o solo B tinha LL = 55 % e IP = 25 %. Amostras 
destes dois solos foram amolgadas e água foi adicionada de forma que os dois ficassem 
com o teor de umidade de 45%. È possível prever qual dos dois solos ficará mais 
consistente neste teor de umidade? 
 
 
19. Uma amostra de solo foi analisada em laboratório encontrando-se um limite de liquidezde 
34% e um limite de plasticidade de 25%. A granulometria apresentada pelo material 
encontra-se mostrada na figura seguinte. Diante destes resultados, classifique o solo 
segundo o sistema unificado (SU) e o sistema rodoviário (HRB). 
 
CURVA GRANULOMÉTRICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
DIÂMETRO DOS GRÃOS (mm)
PE
R
C
EN
TA
G
EM
 Q
U
E 
PA
SS
A 
(%
)
 
 
20. Os dados seguintes foram obtidos para um material destinado a execução de uma pequena 
barragem. Com base nas informações obtidas a partir de ensaios de granulometria e dos 
limites de Atterberg, e levando em consideração as recomendações sugeridas por Vieira et 
al. (1996) apresentadas na tabela seguinte: 
a) Classifique o solo; 
b) Quais as principais propriedades que se pode esperar deste material? 
0
20
40
60
80
100
120
0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro (mm)
%
 q
ue
 p
as
sa
 
 
Dados necessários: LL = 29%; LP = 21%. 
 
 6
 
 
Vieira et al. (1996) 
 
 
 
21. A Figura abaixo representa um maciço constituído por três camadas terrosas sobrejacentes 
a um maciço rochoso granítico. O nível do lençol freático coincide com a superfície de 
separação das duas primeiras camadas. O Quadro 2 contém elementos quanto à origem e 
outros parâmetros físicos dos três solos e a figura seguinte mostra as respectivas curvas 
granulométricas. 
 
 
C 
B 
A 
Granito muito alterado 
0.00 
-8.00 
-18.00 
variável 
 
 
 
Solo Origem smax 
(kN/m3) 
smin 
(kN/m3) 
e g 
(kN/m3) 
1 Solo residual (*) (*) 0,55 26,1 
2 Solo sedimentar 21,5 13,5 0,31 26,0 
3 Solo sedimentar 18,4 13,0 0,90 26,0 
 
 
 7
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro das partículas (mm)
Po
rc
en
ta
ge
m
 p
as
sa
nd
o
I 
II III 
 
 
Com base nestas informações: 
a) Determine a Densidade Relativa, DR, dos solos 2 e 3. 
b) Faça a correspondência entre os solos 1, 2 e 3 do quadro e as camadas A, B e C da 
Figura . Isto é, diga que camada corresponde a cada um dos solos do quadro. 
c) Faça a correspondência entre os solos 1, 2 e 3 do quadro e as curvas granulométricas I, 
II e III das curvas granulométricas. Isto é, diga que curva corresponde a cada um dos 
solos do quadro. 
d) Qual dos solos do quadro, independentemente da sua localização, escolheria para a 
construção de um aterro de elevada resistência e reduzida deformabilidade?