RELATÓRIO DET INDICES FISICOS

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE RIO PRETO – UNIRP UNIDADE III 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
BRENO RIAN RIBEIRO 
LEONARDO CARVALHO BOAVENTURA 
TAYSA BEATRIZ SANDALO 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO JOSÉ DO RIO PRETO 
2024 
2 
 
INTRODUÇÃO 
 
Os índices físicos de um solo são relações entre volumes, pesos ou entre pesos 
e volumes das fases que o compõem. São determinados em laboratório e permitem 
avaliar as condições do solo. A determinação dos índices físicos é fundamental para 
o manejo adequado do solo em diversas atividades. É importante para entender e 
compreender o comportamento, propriedade, a porosidade, grau de saturação, 
umidade, densidade de um solo. Além disso, esses índices ajudam a otimizar o uso 
de recursos naturais e aumentar a produtividade, de forma sustentável. 
Determinar os índices físicos tem como objetivo entender as características e 
propriedades, fornecendo informações essenciais sobre o solo, para assim tomar 
decisões em diversas áreas. 
O seguinte relatório de Determinação dos Índices Físicos, da matéria de 
Mecânica dos Solos I e Geologia, do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário 
de Rio Preto (UNIRP), visa demonstrar como foram realizados os ensaios nos 
laboratórios, seus respectivos resultados e as devidas conclusões. Para isso, a 
metodologia utilizada para esses ensaios foi: 
- Obter a massa do cilindro com tampas. (MC) 
- Medir raio e altura do cilindro com paquímetro, para assim determinar o volume. (VT) 
- Cravar o cilindro no solo e enterrar com cuidado, obtendo a massa do cilindro + solo 
úmido. (MC + SW) 
- Obter a massa de uma lata de alumínio. (ML) 
- Retirar o solo do cilindro e transferir para lata de alumínio, obtendo a massa da lata 
de alumínio + solo úmido. (ML + SW) 
- Colocar o conjunto dentro da estufa, depois de 48h obter a massa da lata de alumínio 
+ solo seco. (ML + SS) 
- Determinar o cálculo da Massa Específica Natural (pn), do Volume (VT), Umidade 
(W), Massa Específica do Solo Seco (pd). 
- Obter a massa do balão volumétrico (MB1 e MB2) 
- Adicionar o solo seco em estufa no balão volumétrico e obter a massa do mesmo 
com o solo. (MBS1 e MBS2). 
- Na bureta, adicionar 50ml de álcool etílico. 
- Adicionar o álcool etílico da bureta no balão volumétrico até cobrir totalmente o solo. 
- Misturar o balão por um minuto. 
- Completar o balão volumétrico com o álcool etílico. 
- Determinar o volume do álcool (Va) e calcular a Massa Específica das partículas 
Sólidas (ps). 
3 
 
- Após esses passos, determinar os demais índices: Porosidade (n), índices de Vazio 
(e), Grau de Saturação (Sr), Massa Específica do Solo Saturado (pSat), Peso 
Específico Natural (γ), Peso Específico do Solo Seco (γd), Peso Específico das 
Partículas Sólidas (γs) e o Peso Específico do Solo Saturado (γSat). 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
 Pesamos o cilindro com as tampas na balança, para obter sua massa e 
medimos o raio e altura do cilindro com paquímetro, para assim determinar o volume. 
Cravamos o cilindro no solo e enterramos com o auxílio da mareta. Cortamos o solo 
ao redor do cilindro e retiramos o mesmo com a amostra, evitando perda do solo. 
Levamos até o laboratório para pesar, obtendo a massa do cilindro mais o solo úmido. 
 Pesamos uma lata de alumínio vazia para obter sua massa. Retiramos o solo 
do cilindro e transferimos para lata de alumínio, obtendo a massa da lata de alumínio 
com solo úmido. Em seguida, colocamos a lata de alumínio com solo úmido na estufa 
e após 48h retiramos e pesamos para obter a massa do solo seco. 
Medidas Cilindro: 5,3 altura e 4,9 diâmetro. 
MC MC + SW MSW ML ML + SW MLSW ML + SS 
69,79g 266,10g 196,31g 7,87g 222,25g 210,38 175,06 
 
Em seguida, fizemos os seguintes cálculos para descobrir o valor do Volume 
(Vt), da Massa Específica Natural (pn), Umidade (W) e da Massa Específica do Solo 
Seco (pd). 
Volume (Vt): 
𝑉𝑡 = π. r3. h 𝑉𝑡 = π. 6,0025.5,3 = 𝟗𝟗, 𝟗𝟒𝐜𝐦3 
Massa Específica Natural (pn): 
 pn =
Mt
Vt
 pn = 196,31g/99,94cm = 𝟏, 𝟗𝟔𝐠/𝐜𝐦3 
 Umidade (W): 
 W =
MW
MS
. 100 W =
47,19g
167,19g
. 100 = 𝟐𝟖, 𝟐𝟐% 
 MW = (MC + SW) − (MC + SS) MW = 222,25 − 175,06 = 47,19g 
 MS = (MC + SS) − (MC) MS = 175,06 − 7,87 = 167,19𝑔 
Massa Específica do Solo Seco (pd): 
 pd =
pn
(1+w)
 pd =
1,96
(1+0,2822)
= 𝟏, 𝟓𝟐𝐠/𝐜𝐦3 
4 
 
 Continuamos os ensaios, pesando o balão volumétrico 1 e 2, para se obter a 
massa deles. 
 
Imagem 1 e 2: Massa do Balão Volumétrico vazio, MB1 e MB2. 
Adicionamos o solo seco em estufa, no balão volumétrico e obtemos a massa 
do mesmo com o solo. 
 
Imagem 3 e 4: Massa do Balão Volumétrico com Solo Seco, MBS1 e MBS2. 
 Na bureta, adicionamos 50ml de álcool etílico, despejamos no balão 
volumétrico e misturamos por 1 minuto. 
5 
 
 
Imagem 5 e 6: Álcool etílico sendo adicionado no balão com solo seco e sendo 
misturado. 
 Logo após, completamos o balão volumétrico com o álcool e descobrimos o 
valor do volume do álcool. Posteriormente é feito o calculo para achar o valor da 
Massa Específica das partículas Sólidas (ps). 
 
Imagem 7 e 8: O restante do álcool etílico sendo adicionado no balão e a descoberta 
do volume do álcool. 
 
6 
 
Massa Específica das partículas Sólidas (ps): 
 ps =
MBS−MB
50−Va
 ps =
MBS1−MB1
50−Va
 ps =
MBS2−MB2
50−Va
 
 ps =
55,91g−43,19g
50−44,6
 ps =
52,62g−39,05g
50−44,1
 
 𝐩𝐬 = 𝟐, 𝟑𝟓𝒈/𝒄𝒎3 𝐩𝐬 = 𝟐, 𝟑𝒈/𝒄𝒎3 
Fizemos a média de ps, que foi igual há 2,32g/cm3 
 
Em seguida, realizamos os cálculos para determinar os demais índices: 
Porosidade (n), índices de Vazio (e), Grau de Saturação (Sr), Massa Específica do 
Solo Saturado (pSat), Peso Específico Natural (γ), Peso Específico do Solo Seco (γd), 
Peso Específico das Partículas Sólidas (γs) e o Peso Específico do Solo Saturado 
(γSat). 
Porosidade (n): 
n = 1 − (
pd
ps
) n = 1 − (
1,52
2,32
) = 𝟎, 𝟑𝟓 / 35% 
Índices de Vazio (e): 
e = (
ps
pd
) − 1 e = (
2,32
1,52
) − 1 = 𝟎, 𝟓𝟑 
Grau de Saturação (Sr): 
Sr = 
W.ps
e.pw
 Sr =
0,2822.2,32
0,53.1
= 𝟏, 𝟐𝟑 / 123% 
Massa Específica do Solo Saturado (pSat): 
psat = 
ps+e.pw
1+e
 psat =
2,32+0,53.1
1+0,53
= 𝟏, 𝟖𝟔𝐠/𝐜𝐦3 
Peso Específico Natural (γ): 
γ = pn.10 γ = 1,96.10 = 19,6KN/M3 
 Peso Específico do Solo Seco (γd): 
γd = pd.10 γd = 1,52.10 = 15,2KN/M3 
 Peso Específico das Partículas Sólidas (γs): 
γs = ps.10 γs = 2,32.10 = 23,2KN/M3 
Peso Específico do Solo Saturado (γSat): 
γsat= psat.10 γsat= 1,86.10 = 18,6KN/M3 
 
 
7 
 
PROBLEMA 
 
Deseja-se construir um aterro conforme imagem abaixo. Considere os valores 
de γdmáx. e γót. 19,5KN/m e 23,8%. Calcule o volume de solo a escavar e o volume 
de água para construir o aterro compacto. 
 
 
CONCLUSÃO 
 
A determinação dos índices físicos realizados neste estudo, como a umidade, 
porosidade, as massas específicas e outros, permitiu uma avaliação detalhada do solo 
analisado. Os resultados obtidos indicam que os índices de umidade estão altos dos 
limites esperados. 
Em resumo, a determinação dos índices físicos contribui significativamente 
para a caracterização do solo, oferecendo informações valiosos para tomada de 
decisões e para o planejamento de ações futuras no âmbito da engenharia civil, como 
sua performance em diversas aplicações em uma construção.