Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA – UFOB CENTRO DAS CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIAS – CCET CAMPUS REITOR EDGAR SANTOS ANDRESSA RAIANE DOS SANTOS XAVIER FRANCIELE DOS SANTOS DE OLIVEIRA JANAINA SILVA SANTOS ARAGÃO MOTA RELATÓRIO I ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO DO SOLO BARREIRAS - BA JANEIRO DE 2025 2 ANDRESSA RAIANE DOS SANTOS XAVIER FRANCIELE DOS SANTOS DE OLIVEIRA JANAINA SILVA SANTOS ARAGÃO MOTA RELATÓRIO I ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO DO SOLO Relatório desenvolvido para obtenção de nota na disciplina Mecânica dos Solos I, ministrada pelo professor Dr. Vinicius de Oliveira Kuhn, no semestre 2024.2, na Universidade Federal do Oeste da Bahia - UFOB. BARREIRAS – BA JANEIRO DE 2025 3 Sumário 1. Introdução ............................................................................................................... 4 1.1. Justificativa .............................................................................................................. 4 1.2. Objetivos .............................................................................................................. 5 1.2.1. Objetivo Geral ................................................................................................ 5 1.2.2. Objetivos Específicos ...................................................................................... 5 2. Metodologia ............................................................................................................. 5 2.1. Coleta e identificação táctil-visual.......................................................................... 5 2.2. Preparação para os ensaios de caracterização: Teor de Umidade ................. 6 2.3. Ensaio de Massa Específica ............................................................................... 7 2.4. Ensaio do Limite de Liquidez ............................................................................ 8 2.5. Ensaio do Limite de Plasticidade ...................................................................... 8 2.6. Ensaio de granulometria Peneiramento e sedimentação ................................ 8 3. Resultado e discursão ............................................................................................. 9 3.1. Ensaio de massa específica dos grãos ..................................................................... 9 3.2. Ensaio de Limite de liquidez ............................................................................ 11 3.3. Ensaio de Limite de plasticidade ..................................................................... 13 3.4. Ensaio de granulometria .................................................................................. 14 3.5. Classificação do solo ......................................................................................... 19 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 21 REFERENCIAS ........................................................................................................... 22 4 1. Introdução O presente trabalho tem como objetivo geral a caracterização do solo a partir de ensaios laboratoriais, buscando compreender suas propriedades físicas e mecânicas. A caracterização de solos é uma etapa fundamental na engenharia geotécnica, uma vez que fornece informações detalhadas sobre as propriedades físicas e mecânicas dos materiais que compõem o solo. Essas informações são essenciais para o dimensionamento e análise de projetos de engenharia, como fundações, barragens, pavimentações e contenções. Dentre os principais ensaios utilizados na caracterização de solos, destacam-se os testes de umidade, massa específica, limites de liquidez e plasticidade, além dos ensaios de granulometria e sedimentação. A determinação da umidade do solo é essencial para compreender o estado em que ele se encontra em termos de retenção de água, influenciando diretamente sua resistência e compressibilidade (NBR 6457, 1984). Já a massa específica do solo é uma propriedade que auxilia na identificação do tipo de material e sua compacidade relativa, sendo um parâmetro importante em estudos de estabilidade (NBR 7185, 1986). Os limites de liquidez e plasticidade, definidos pela norma NBR 6459 (1984) e NBR 7180 (1984), respectivamente, fornecem informações sobre o comportamento do solo em diferentes estados de consistência, permitindo classificar e prever sua suscetibilidade a deformações e colapsos. Por sua vez, os ensaios de granulometria e sedimentação, normatizados pela NBR 7181 (1984), são indispensáveis para determinar a distribuição granulométrica e o tipo predominante de solo, seja areia, silte ou argila. 1.1. Justificativa A realização desses ensaios é justificada pela necessidade de compreender e prever o comportamento do solo em situações reais de projeto, garantindo a segurança, durabilidade e eficiência das obras de engenharia. A caracterização detalhada do solo permite não apenas avaliar sua adequação para determinadas aplicações, mas também identificar eventuais tratamentos ou modificações necessárias para melhorar suas propriedades. 5 1.2.Objetivos 1.2.1. Objetivo Geral Caracterizar as propriedades físicas e mecânicas do solo por meio da realização de ensaios de umidade, massa específica, limites de liquidez e plasticidade, granulometria e sedimentação, com base em normas técnicas, a fim de fornecer subsídios para sua aplicação em projetos de engenharia. 1.2.2. Objetivos Específicos Determinar a umidade natural do solo e a massa específica dos grãos; Avaliar os limites de liquidez e plasticidade para classificação do solo quanto à consistência; Analisar a distribuição granulométrica e a predominância de partículas por meio dos ensaios de peneiramento e sedimentação; Interpretar os resultados obtidos à luz das normas da ABNT e correlacioná-los com possíveis aplicações práticas. 2. Metodologia 2.1. Coleta e identificação táctil-visual Nesta primeira etapa do procedimento para a execução dos ensaios, foi coletado uma amostra de solo no total de mais de 3 kg, coletado no dia 04 de novembro de 2024, o solo foi coletado do aterro da construção de uma casa na localizada no Povoado de Passagem Funda (12°11'40.8"S 45°03'24.7"W), para poder realizar os ensaios citados a seguir. Após a amostra de solo coletada em campo passar por uma secagem exposta ao ar, foi realizado em laboratório, com intuito de diminuir o máximo possível a umidade do solo, uma vez que já tem umidade em campo. Depois foi feita a análise táctil-visual para ter uma primeira análise do solo onde foi identificado que o solo tinha cor avermelhada e grãos de tamanho entre 0,5 e 10 mm e um solo tipo arenoso siltoso e depois foi feito o processo de destorroamento do solo. 6 Figura 1 – Local que foi a coleta Figura 2 – coleta da amostra do solo Fonte: Autoria própria Os ensaios foram conduzidos em conformidade com normas técnicas pertinentes. A seguir, destacam-se os principais procedimentos e equipamentos utilizados: • Identificação táctil-visual: Feita uma primeira identificação do solo. • Teste de umidade: Determinados com base em amostras em cápsulas e analisadas após ciclos de secagem na estufa à 105°C. • Massa específica dos grãos: Realizado com béqueres e balança de precisão, em temperatura ambiente. • Limite de liquidez e plasticidade: Determinados com base em amostras moldadas em cápsulas e analisadas após ciclos de secagem. • Granulometria: Incluiu peneiramento grosso e fino, complementado por sedimentação, com uso de estufa para secagem e controle de temperatura. 2.2.Preparação para os ensaios de caracterização: Teor de Umidade Materiaispadrão para preparação de amostras para ensaios de teste ou teor de umidade, segue na norma padrão NBR 6457/1986 as aparelhagens. De acordo com a norma, primeiro pesamos as três capsulas e colocamos uma certa quantidade de solo em cada capsula e depois pesamos cada cápsula + solo úmido e colocamos na estufa a 105°C por 24 horas repetimos esse ensaio três. 7 2.3.Ensaio de Massa Específica Materiais padrão para o ensaio de massa específica, segue conforme a NBR 6508/1984 as aparelhagens. A norma preconiza tomar, 250 g de amostra que foi preparada de acordo com NBR 6457. Levou-se para a peneira de 4,8 mm. Após esse processo a norma prevê recolher-se uma quantidade de 50 g para solos argilosos e siltosos e 60 g solos para solos arenosos, como nosso solo é arenoso siltoso, utilizamos 60 g de solo para realizar o ensaio. Tendo a (massa inicial de solo M1), após esse período de 12 horas e o material homogeneizado, coloca-se o material no copo de dispersão e encher até a metade com água destilada e deixa por 15 min em movimento. Depois da agitação, a amostra foi transferida para o picnômetro, com auxílio do funil de vidro, sempre com cuidado evitando perda do material. Foi adicionada água destilada até cerca de metade do volume do picnômetro. Em seguida, aplicado o vácuo de, no mínimo, 88 kPa (66 cm de Hg a 0°C), por 15 min, sempre agitando o picnômetro em intervalos regulares de tempo. Depois foi acrescenta água destilada até cerca de 1 cm abaixo da base do gargalo, e aplicar a pressão de vácuo já referida durante o mesmo intervalo de tempo. No caso de não obter a remoção total do ar, deve se colocar o picnômetro em banho-maria durante 30 min, no mínimo, adicionando água destilada para compensar a evaporação (observar as bolhar de ar). Depois adicionar água destilada até cerca de 1 cm abaixo da marca do picnômetro, deixando em seguida, o picnômetro em repouso até que a temperatura dele se equilibre com a do ambiente, com o auxílio do conta-gotas foi adicionado água destilada no picnômetro até que a base do menisco coincida com a marca de referência, depois enxugar a parte externa do picnômetro e a parte interna do gargalo acima do menisco. Posteriormente, pesar o conjunto picnômetro + solo + água, com resolução de 0,01 g, e anotar como M2. Determinar, logo após, com resolução de 0,1°C, a temperatura T do conteúdo do picnômetro. Com esse valor, obter na curva de calibração correspondente, com resolução de 0,01 g, a massa do picnômetro cheio de água até a marca de referência, e anotar como M3. Foram obtidas três determinações para a determinação da massa específica dos sólidos. Com o restante do material, foi utilizado para determinação da umidade higroscopia, de acordo com à norma NBR 6457 2016. 8 2.4.Ensaio do Limite de Liquidez Materiais padrão para preparação das amostras para o ensaio do limite de liquidez segue conforme a NBR 6459/1984. A norma prevê que o primeiro passo é a verificação do aparelho Casagrande. Conforme a norma preconiza foi preparado 200g de solo, que passou pela peneira de 0,42 mm. Em seguida foi separado metade da amostra de solo um total de 100g, depois colocarmos em uma cápsula de porcelana e foi umedecendo aos poucos com água destilada e amassando-a em vigor por 15 a 30 minutos. Nas etapas seguintes preparar ranhura com cinzel (profundidade de solo: 1 cm), efetuando golpes até que as bordas da ranhura se unam ao longo de 13mm e coloca na cápsula e pesa-se na balança de precisão e depois colocou na estufa à 105°C deixando por 24 horas. Esse processo foi repetido seis vezes, onde a cada repetição, foi adicionado água em pequenas frações, à medida que o solo era amassado. 2.5.Ensaio do Limite de Plasticidade Materiais padrão para preparação de amostras para ensaios de limite de plasticidade, segue conforme a NBR 7180/1984. Para o preparo da amostra seguiu-se a norma NBR 6457. Após a coleta da amostra de 200g passou-se na peneira de 0,42mm. Após o último peneiramento, o material passante no total de 100g foi colocado em um recipiente de porcelana e foi adicionado água destilada aos poucos e amassando o solo até formar uma pasta homogênea. Em seguida retirou-se uma pequena quantidade do material de aproximadamente 10g, começou a rolar sobre uma placa de vidro com a palma da mão até chegar em uma forma semelhante ao do cilindro gabarito espessura de 3 mm. Após alcançar a espessura de 3 mm, uma amostra é retirada e colocada em uma cápsula para realizar o teste de umidade. Este processo foi repetido 5 vezes. Em seguida transfere-se amostra para a cápsula e pesa-se massa úmida e coloca na estufa. Após 24 horas retira-se da estufa e pesa-se massa seca. 2.6.Ensaio de granulometria Peneiramento e sedimentação Materiais padrão para preparação de amostras para ensaio de granulometria está prescrito na NBR 7181/1984. Primeiramente pega-se uma quantidade de amostra de solo e pesa-se o material e registrar a massa total do solo seco (Mt), sendo esse valor que se refere a massa total, em seguida o solo foi passado na peneira de 2,0 mm, foi utilizado 9 um almofariz para desmanchar quaisquer torrões, de forma a garantir que apenas os grãos maiores que a abertura da malha sejam retidos. Para determinar a umidade, deve-se separar cerca de 100 g do material que passou pela peneira de 2,0 mm e realizar três medições. Estas amostras foram secas na estufa e a temperaturas variando entre 105 °C e 110 °C até que se alcance uma massa constante. Na preparação da amostra para sedimentação, foi pesado 70 g do material que passou pela peneira de 2,0 mm e anota-se esta massa como Mw. Esse material foi então misturado com 125 cm³ de uma solução defloculante, composta por hexametafosfato de sódio na concentração de 45,7 g/1000 cm³. A mistura permaneceu em repouso por pelo menos 12 horas para garantir uma adequada dispersão da amostra. Após o repouso, a mistura foi transferida para um copo de dispersão e completada com água destilada. O material foi agitado com um aparelho dispersor por 15 minutos, em seguida, a amostra foi transferida para uma proveta, e completando-se com água destilada até alcançar o volume de 1000 cm³. Foi mergulhado um densímetro na amostra para realizar leituras em intervalos específicos (30s, 1m, 2m, 4m, 8m, 15m, 30m, 1h, 2h, 4h, 8h, 24h), sendo registrada a temperatura durante cada leitura. Depois da última leitura, o material foi transferido para uma peneira com malha de 0,075 mm e lavado com água potável de baixa pressão. O material retido nessa peneira foi coletado e pesado em uma cápsula, deixando por 24 horas na estufa a 105°C. Da mesma forma, o material retido na peneira de 2,0 mm é lavado e reservado. O material da peneira de 2,0 mm é utilizado para o peneiramento grosso, enquanto o material da peneira de 0,075 mm é utilizado para o peneiramento fino. 3. Resultado e discursão 3.1. Ensaio de massa específica dos grãos Determinação da umidade gravimétrica de acordo com a norma NBR 6457: Para chegar ao valor numérico da massa específica dos grãos foi necessário calcular a umidade higroscópica do solo analisado. Para isso, de acordo com o anexo da NBR 6457, foi utilizado os dados dispostos na Tabela 1, sendo o cálculo feito pela Equação 01. 10 Onde: 𝑊 = (𝑀1−𝑀2) (𝑀2−𝑀3) × 100 (Eq. 01) • M1: massa do solo úmido + peso cápsula • M2: massa do solo seco + peso cápsula • M3: peso cápsula Tabela 1: Dados do teste do Teor de Umidade Capsula Peso capsula (g) Peso capsula + peso solo úmido (g) Peso capsula + peso solo seco (g) Umidade (%) 1A 20,61 75,75 75,02 1,34 08 20,53 77,03 76,43 1,07 D20 20,35 76,88 76,16 1,29 MÉDIA DA UMIDADE (%) 1,23 Por se tratar de três umidades distintas para o mesmo solo, a umidade gravimétrica do solo analisado é obtida através da média aritmética entre ambas, neste caso o valor da média obtidafoi de 1,23%. Analisando o resultado, é possível afirmar que ele viria a possuir um valor pouco expressivo de água entre suas partículas sólidas, já que sua massa seca e sua massa úmida possuem uma diferença mínima. Utilizando a Equação 02, apresentada na NBR 6508, será determinada a massa específica dos grãos a partir dos dados que estão dispostos na Tabela 2 e adotando a massa específica da água a uma temperatura de 30ºC como sendo 0,9957 g/cm³. ρs = 𝑀1 × 100 ÷ (100 + 𝑊) [𝑀1 × 100 ÷ (100 + 𝑊)] + 𝑀3 − 𝑀2 × ρw, T Onde: ρs: massa específica dos grãos do solo, em g/cm³ M1: massa do solo úmido M2 = massa do picnômetro + solo + água, na temperatura T de ensaio M3 = massa do picnômetro cheio, na temperatura T do ensaio 11 W: umidade inicial da amostra ρw,T: massa específica da água, na temperatura T do ensaio Tabela 2: Ensaio de massa específica dos grãos, dados obtidos Béquer Peso do solo seco (g) - M1 M2 (Pic + solo + água) (g) M3 (Pic + água) (g) T ºC Massa específica da água (g/cm³) Massa específica dos grãos (g/cm³) 1 60,06g 728,39 690,96 30 0,9957 2,697 IV 60,11g 698,94 661,41 30 0,9957 2,709 C2 60,06g 702,54 665,17 30 0,9957 2,690 Média da massa específica dos grãos 2,698 A partir dos valores obtidos da massa específica foi calculado uma massa específica média de ρmédia = 2,698 g/cm³. Os valores de cada béquer não poderiam variar cerca de ± 0,02 da média, logo um intervalo de 2,678 g/cm³ a 2,718, dessa forma os resultados obtidos no ensaio são validos, pois nenhum deles ficou fora do intervalo determinado pela NBR 6508. 3.2.Ensaio de Limite de liquidez Seguindo o padrão de ensaio estabelecidos na norma NBR 6459, para o cálculo do limite de liquidez é possível obter dados que relacionam os valores de umidade do solo com o número de golpes dado no aparelho Casagrande. Os resultados obtidos se encontram na tabela 3. A fórmula da equação 01 foi utilizada para obter os valores de umidade do limite de liquidez. Tabela 3: Dados do ensaio de limite de liquidez Capsula P + C (g) Pcap + Psu (g) Pcap + Pss(g) Nº de golpes Umidade (%) 1 9,32 17,80 16,00 18 26,94 2 10,00 21,47 19,09 21 26,18 3 10,13 21,60 19,28 30 25,35 4 9,69 16,84 15,44 35 24,34 12 5 10,54 19,16 17,42 27 25,29 6 9,75 19,36 17,36 34 26,28 Média da umidade (%) 25,73 Fonte: Autoral Através dos dados obtidos na tabela (x), foi confeccionado o gráfico de Umidade versus Número de goles (Gráfico 1), no qual o eixo das abscissas equivale aos golpes e o eixo das ordenadas o teor de umidade, que também corresponderá ao limite de liquidez (LL) do solo, geralmente expresso em porcentagem. Gráfico 1: Umidade versus os números de golpes Fonte: Autoral A partir da parametrização da curva do gráfico, foi encontrada a equação: 𝑦 = −0,0926𝑥 + 28,277 (Eq. 3). Sendo assim, o Limite de Liquidez será encontrado para uma umidade relativa referente a 25 golpes do equipamento. Considerando x na equação 3 igual a 25, temos: 𝑦 = −0,0926(25) + 28,277 = 25,96% Portanto, para este solo foi encontrado um Limite de Liquidez (LL) de aproximadamente, LL = 25,96%. 13 3.3.Ensaio de Limite de plasticidade Para obter os valores do limite de plasticidade do solo, foi realizado conforme especificado na NBR 7180. A partir da norma foi possível calcular o limite de umidade em que o solo continua no estado plástico, onde foi utilizada a fórmula da equação 01 usada anteriormente. Com base nos cálculos obteve-se os valores descritos na tabela 4. Tabela 4: Valores do ensaio de plasticidade capsula Peso capsula (g) Peso capsula + peso solo úmido (g) Peso capsula + peso solo seco (g) Umidade (%) W1 10,50 19,95 18,62 16,37 W2 9,94 16,09 15,22 16,47 W4 10,38 15,26 14,52 17,87 W7 10,23 17,83 16,68 17,82 Média da umidade (%) 17,13 analisando os valores obtemos uma média do limite de plasticidade aproximado ao valor de 17,13%. Dessa forma, multiplicando essa média por 5%, encontra-se um intervalo de +- 5% a partir da média, ou seja, 5% para mais e 5% para menos, esse intervalo é de 16,27% a 17,98%. Caso alguma das quatro determinações fique fora deste intervalo deve ser descartada, observando a tabela (4), das quatro determinações todas estão dentro do intervalo. Os valores obtidos nos ensaios de limite de liquidez e limite de plasticidade são necessários para obter o índice de plasticidade (IP), qual classifica a amostra de solo. Segundo a NBR 7180 para calcular o IP utiliza-se da fórmula. 𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 04) Onde: IP: Índice de plasticidade LL: Limite de liquidez LP: Limite de plasticidade 14 Após obter os dados dos ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade, foi possível calcular o Índice de Plasticidade (IP), usando a equação (4), temos: IP = 25,96 – 17,13 = 8,83% 3.4.Ensaio de granulometria Para a obtenção da massa total da amostra seca, foi utilizada a equação disposta pela NBR 7181/1984: Cálculo da massa total da amostra seca (Ms): 𝑀𝑠 = 𝑀𝑡−𝑀𝑔 100 + 𝑤 × 100 + 𝑀𝑔 (Eq.05) Onde: Ms: massa total da amostra seca M: massa da amostra seca ao ar Mg: massa do material seco retido na peneira 2,0 mm W: umidade higroscópica do material (em %) Valor de Ms = 2892,27g Posteriormente, foram obtidos os valores do peneiramento grosso, (Qg), que corresponde aos materiais passantes nas peneiras acima de 2 mm. E do peneiramento fino (Qf), que corresponde aos materiais passantes na peneira abaixo de 2 mm. Para determinar (Qg) e (Qf), utilizou os cálculos de acordo com NBR 7181/1984. Para realizar o cálculo de Qg utilizou a seguinte equação: 𝑄𝑔 = (𝑀𝑠−𝑀𝑟) 𝑀𝑠 × 100 06) Onde: Qg: porcentagem de material passado em cada peneira Ms: massa total da amostra seca Mr: massa do material retido acumulado em cada peneira 15 Para realizar o cálculo de Qf utilizou a seguinte equação: 𝑄𝑓 = 𝑀𝑤×100−𝑀𝑟(100+𝑤) 𝑀𝑤×100 × 𝑁 (Eq.07). Onde: Qf: porcentagem de material passado em cada peneira; Mw: massa do material úmido submetido à sedimentação (g); W: umidade higroscópica do material passante na peneira 2 mm; Mr: massa do material retido acumulado em cada peneira (g); N: porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm. Para a realização deste ensaio foi utilizado uma amostra de solo (Mt) de 3168,5 (g), com essa amostra foi feito um peneiramento para separar o material grosso do fino, dessa forma utilizou a peneira de 2,00mm, assim o material retido é considerado material grosso e o passante material fino. Após a conclusão dos procedimentos do peneiramento, foi possível determinar a quantidade de material passante e retida em cada peneira, como por exemplo a porcentagem da massa do material retida, a massa retida acumulada em cada peneira, e a porcentagem de material que passa por cada peneira. Segue os dados da tabela 05: Tabela 05: Dados experimentais para o peneiramento grosso Peneira (mm) % Retida Retido acumulado % passante 50 0 0 100 38 0 0 100 25 0 0 100 19 0 0 100 9,5 2,67 2,67 99,91 4,8 55,36 58,03 97,99 2 195,49 253,52 91,23 Fonte: Autoral 16 Tabela 06: Dados experimentais para o peneiramento fino Peneira (mm) % Retida % Retido acumulado % passante 1,2 3,03 3,03 88,93 0,6 2,90 5,93 86,73 0,42 3,43 9,36 84,12 0,25 9,75 19,11 76,70 0,15 10,67 29,78 68,59 0,075 16,74 46,52 55,86 Fonte: Autoral Para o penei5ramento de solo grosso, foi utilizada uma amostra de 294,2 g de solo úmido, após a lavagem por conta do procedimento e depois passar pela estufa ficou com massa seca de 253,52 g. Desta amostra, teve uma % passante de 91,23% que passaram pela peneira de 2 mm. No peneiramento de solo fino, utilizamos uma amostra de solo úmido de 55,86g, com massa seca de 46,52 g. Cerca de 43,21% desta amostra passou pela peneira de 0,075 mm. Tabela 07: Dados para o cálculo de Qg e Qf Massa da amostra seca ao ar Mt (g) Umidade (%) Massa total da amostra seca, Ms (g) Massa para sedimentação, Mw (g) Massa do material seco retido 2,00mm, Mg (g) 2949 2,15 2892,27 120 253,52 Para o ensaio de sedimentação, é necessário aplicar alguns modelos matemáticos para a obtenção dos dados e consequentes resultados. Primeiramente o Cálculo da Porcentagem de Solo em Suspensão (Qs): 17 𝑄𝑠 = 𝑁 × 𝜌𝑠 (𝜌𝑠−𝜌𝑚𝑑) × 𝑉 ×𝜌𝑤𝑐 × (𝐿−𝐿𝑑) 𝑀𝑤 (100+𝑤) × 100 (Eq.08). Onde: Qs: porcentagem de solo em suspensão da leitura do densímetro; N: porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm (em %); ρs: Massa específica dos grãos do solo, em g/cm³; ρmd: Massa específica do meio dispersor na temperatura de calibração do densímetro 20 °C em g/cm³ ρmc: Massa específica da água na temperatura de calibração do densímetro 20 °C, utilizando o valor de 1 g/cm³; L: leitura do densímetro na suspensão; Mw: massa do material úmido submetido à sedimentação (g); Ld: leitura do densímetro no meio dispersor; V: Volume da proveta; W: umidade higroscópica. Cálculo para o diâmetro de solo em suspensão: onde calculamos o diâmetro máximo das partículas em suspensão, no momento de cada leitura do decímetro, utilizando a Lei de Stokes: 𝑑 = √ 1800×𝜇 𝜌𝑠−𝜌𝑚𝑑 × 𝑍 𝑡 (Eq.09). Onde: µ: coeficiente de viscosidade do meio dispersor (g·s/cm²); Z: altura de queda das partículas (cm); T: tempo de sedimentação (s); ρs: Massa específica dos grãos do solo, em g/cm³; ρmd: Massa específica do meio dispersor na temperatura de calibração do densímetro 20 °C em g/cm³ 18 Após concluir os procedimentos foi possível determinar o diâmetro das partículas e a porcentagem de solo em suspensão correspondente a cada diâmetro. A viscosidade foi obtida de acordo com a tabela especificada na norma NBR 7181. Todos os dados estão apresentados na Tabela 8. Tabela 08: Dados experimentais do ensaio de granulometria - Sedimentação Tempo (s) Leitura T °C Tabela Viscosidade (g.s/cm²) Altura (cm) Diâmetr o (mm) % passante (Qs) 30 1,027 26 8,92 0,00000892 12,156 0,062 28,85 60 1,025 26 8,92 0,00000892 12,5 0,044 27,02 120 1,023 26 8,92 0,00000892 12,844 0,032 25,85 240 1,022 26 8,92 0,00000892 12,1074 0,022 24,68 480 1,019 26 8,92 0,00000892 12,6123 0,016 20,12 900 1,018 25 9,13 0,00000913 12,7806 0,012 18,89 1800 1,017 25 9,13 0,00000913 12,9489 0,008 16,96 3600 1,016 24 9,34 0,00000934 13,1172 0,006 14,97 7200 1,015 24 9,34 0,00000934 13,2855 0,004 12,78 14400 1,014 23 9,56 0,00000956 13,4538 0,003 10,21 28800 1,013 23 9,56 0,00000956 13,6221 0,002 7,23 86400 1,012 23 9,56 0,00000956 13,7904 0,001 4,84 Fonte: Autoral Após obter todos os dados após realizar todos os cálculos, obtemos o gráfico da curva granulométrica, onde obtemos todos os diâmetros e porcentagem passante do peneiramento e da sedimentação, dessa forma o gráfico da Curva Granulométrica é o seguinte: 19 Gráfico 02: Curva granulométrica, diâmetro versus porcentagem passante Fonte: Autoral A análise da nossa curva granulométrica permitiu determinar as porcentagens das composições do solo. Os resultados são os seguintes: ● Pedregulho: 10%, com partículas variando de 4,8 a 7,6 mm; ● Areia grossa: 20%, com partículas variando de 2,0 a 4,8 mm; ● Areia média: 25%, com partículas variando de 0,42 a 2,0 mm; ● Areia fina: 15%, com partículas variando de 0,05 a 0,42 mm; ● Silte: 20%, com partículas variando de 0,005 a 0,05 mm; ● Argila: 10%, com partículas menores que 0,005 mm. Dessa forma, esse solo possui cerca de 60% de areia, que indica um solo arenoso. 3.5.Classificação do solo Considerando os resultados obtidos no ensaio de granulometria. onde foi utilizado uma amostra com massa total de solo de 2989,0 g dessa amostra foram utilizados cerca de 253,52 gramas para o peneiramento grosso e cerca de 46,52 gramas para o peneiramento fino. Dessa forma, este solo possui partículas que variam de 9,5 mm a 0,075 mm, onde as 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Po rc en ta ge m P as sa nt e (% ) Diâmetro (mm) Curva Granulométrica 20 dimensões dos grãos maiores variam de 5 a 25 mm, os pedregulhos determinados por inspeção visual. Na classificação do Sistema Unificado, a quantidade de solo que passa pela peneira de 0,075 mm, determina se um solo com partículas mais grossas ou finas. Sabendo que a quantidade de solo que passou na peneira 0,075 mm foi maior que 50%, aproximadamente 55,86%, assim o solo analisado é composto por mais particular grossas e finas, tem como possibilidades um solo pedregulhos ou arenoso, porém contém uma boa porção de finos. Para fazer a análise do Sistema Unificado, são necessários os parâmetros encontrados nos ensaios de limites, como o Limite de liquidez e Índice de plasticidade. O limite de liquidez do nosso solo foi de 25,96% e o índice de plasticidade foi de 8,83%, podemos classificar o solo conforme o esquema de classificação pelo Sistema Unificado, como um solo SC ou SM, onde SC é um solo arenoso argiloso e o SM é um arenoso siltoso, ou seja, a amostra mostra características de ambos os tipos de solos, no qual apresenta areia e silte ou argila. Como o solo SC é um bom solo para a agricultura e obras de engenharia. Por terem muito benefícios na agricultura e uma boa retenção de nutrientes por este solo conter argila, e ter uma boa umidade. Já na Construção Civil é ideal para a aterros bem compactados, revestimentos de taludes devido a boa coesão, pode ser usado como barreira em lagoas de retenção, reservatórios e aterros sanitários, devido a sua baixa permeabilidade, por fim é usado também em obras rodoviárias quando bem estabilizado, no entanto em estradas com tráfego leve. O solo SM também pode ser utilizado na agricultura e na construção civil, mas na agricultura é um solo que vai permitir uma boa drenagem regular, por não acumular água nas raízes das plantas, se torna positivos para plantações que não podem ter excesso de umidade, um ponto negativo é a baixa quantidade de nutrientes, um solo pobre em nutrientes. Já na construção civil é bom para o nivelamento de terrenos e camadas superficiais de base para estradas, é ideal para preenchimentos em geral, por exemplo, preenchimento de valas, bueiros, entres outros tipos de atividades para serem utilizados, porém não é recomendado para construção de fundações profundas. Assim, o solo arenoso argiloso (SC) tem uma boa trabalhabilidade com material de construção, após ser compactado o solo se torna impermeável e possui uma densidade aparente seca máxima de 17,0 a 20,0 kg/m³, tendo valor de fundação de má a boa e sua 21 drenagem como más. Por outro lado, o arenoso siltoso (SM) é regular para trabalhabilidade como material de construção, após ser compactado se torna semipermeável ou impermeável e possui uma densidade aparente seca máxima de 17,5 a 20,0 kg/m³, tendo valor de fundação de má a boa e sua drenagem como regular ou má 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS O presente trabalho evidenciou a relevância dos ensaios de Limite de Liquidez (LL), Limite de Plasticidade (LP) e Granulometria na caracterização e classificação dos solos, fornecendo informações cruciais para a engenharia civil. Esses ensaios não apenas permitiram uma profunda análise das propriedades físicas e mecânicas do solo, mas também auxiliaram na compreensão de seu comportamento sob diferentes condições de umidade e carga, que são determinantes para a segurança e estabilidade das construções. 22 REFERENCIAS - ABNT NBR 6457: Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização.Rio de Janeiro, 1986. - ABNT. NBR 6459: Solo - Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 1984. - ABNT NBR 6508 – 1984: Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm - Determinação da massa específica. Rio de Janeiro/RJ; - ABNT. NBR 7180: Solo - Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 1984. - ABNT NBR 7181 – 1984: SOLO – Análise Granulométrica. Rio de Janeiro/RJ