Lista 2 de Solos I

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
CAMPUS DO SERTÃO 
EIXO DAS TECNOLOGIAS 
MECÂNICA DOS SOLOS I 
LISTA DE EXERCÍCIOS 02 – ÍNDICES FÍSICOS 
1) Deduzir as expressões: 
𝛾𝑑 =
𝛾
(1+𝑤)
 𝑒 =
𝛾𝑠
𝛾𝑑
− 1 𝑆𝑟 =
𝑤∙𝛾𝑠
𝑒∙𝛾𝑤
 𝛾𝑠𝑎𝑡 = 𝛾𝑠 ∙ (1 − 𝑛) + 𝑛 ∙ 𝛾𝑤 𝑛 =
𝑒
1+𝑒
 
 
2) De uma quantidade de solo pesando 22,5 kg e de volume igual a 13,5 litros, extrai-se uma 
pequena amostra para cálculo do teor de umidade que fornece os seguintes dados: peso úmido = 70 
g; peso seco = 59 g e peso específico real dos grãos = 26,7 kN/m3. Pede-se: 
a) Determinar o teor de umidade, o volume de vazios, o índice de vazios, a porosidade e 
o grau de saturação; 
b) Admitindo-se o solo saturado, calcular o peso específico aparente saturado e o peso específico 
submerso. 
 
3) Uma amostra de areia de volume igual a 2,9 litros pesou 5,3 kg. Os ensaios de laboratório para 
determinação do teor de umidade e do peso específico real dos grãos forneceram os seguintes 
resultados: 
Teor de umidade: n. do ensaio peso úmido peso seco 
1 7,80 g 6,68 g 
2 5,05 g 4,30 g 
 
Peso específico real dos grãos = 27 kN/m3 
Calcular para esta amostra: w; Vs; Vv; γ; e; Sr; n. 
 
4) Uma amostra de solo pesou 32 kg e apresenta volume de 23 litros. O peso específico real dos 
grãos deste solo é de 27 kN/m3. Sabendo-se que uma porção desta amostra com 100 g pesou 82 g 
após seca em estufa, determinar: Vs; Vv; γd; w; γ; e; n; γsat. 
 
5) Uma amostra saturada de um solo argiloso foi colocada em uma cápsula de 35 g e pesou 85,7 g. 
Após seca em estufa pesou 74,6 g. Sabendo-se que o peso específico real dos grãos é de 26,8 
kN/m3. Calcule: γsat; w; γ; e; n; γd; γsub. 
 
6) Uma amostra foi colhida num amostrador de volume 495 cm3 e tara de 320 g. O amostrador 
cheio pesou 1,17 kg. A amostra, depois de seca em estufa, pesou 788 g. Tomando para este solo γs = 
26,5 kN/m3, determinar w; e; Sr; n. 
 
7) Uma amostra de solo pesa 200 g e seu teor de umidade é de 32,5%. calcule: 
a) A quantidade de solo seco a acrescer para que seu teor de umidade reduza a 24,8%; 
b) A quantidade de água a acrescer para que seu teor de umidade aumente de 24,8% para 41%. 
 
8) O peso específico de uma argila é 17 kN/m3, o teor de umidade é 34% e a densidade dos grãos 
vale 2,65. Qual o índice de vazios deste solo? 
 
9) Conhecidos o teor de umidade (w = 24%), o peso específico aparente natural (γ = 18,8 kN/m3) e 
o grau de saturação (Sr = 74,5%) de uma amostra de solo, determine γs, e, n, γd. 
 
10) Para uma amostra de solo foram determinados em laboratório: Pw = 1010 g; V = 598 cm3; Ps = 
918 g e γs = 26,7 kN/m3. Determinar: e, n, γ, Sr e w. 
 
11) Dados e = 0,48; γd = 18,6 kN/m3; γ = 21,8 kN/m3, determine γs, γsat, Sr, w. 
 
12) Uma amostra tem peso específico aparente natural igual a 19,1 kN/m3, teor de umidade de 29% 
e o peso específico real dos grãos igual a 26,9 kN/m3. Calcular n, γsub, Sr, e. 
 
13) Uma amostra de solo seco tem e = 0,65 e densidade dos grãos igual a 2,8. 
a) Determinar seu peso específico aparente natural; 
b) Foi adicionado água à amostra até atingir o grau de saturação de 60%. O valor do índice de 
vazios não mudou. Determinar o teor de umidade e o peso específico aparente úmido; 
c) A amostra foi submersa e o grau de saturação atingiu o valor de 95%. Determinar o peso 
específico submerso da amostra; 
d) calcular o erro na determinação do peso específico submerso se fosse assumido S = 100% ao 
invés de S = 95%. 
 
14) Uma amostra de argila saturada da cidade do México tem teor de umidade inicial de 
300%. Depois de adensada, seu teor de umidade passa a ser 100%. Sabendo que o peso específico 
real dos grãos é de 26 kN/m3, determinar seu peso específico aparente seco antes e depois do 
adensamento e a variação de volume total de uma amostra de 314,2 cm3. 
 
15) Uma amostra de areia seca tendo um peso específico aparente úmido de 18,8 kN/m3 e uma 
densidade real dos grãos de 2,7 é colocada na chuva. Durante a chuva, o volume permaneceu 
constante, mas o grau de saturação cresceu até 40%. Calcule o peso específico aparente úmido e o 
teor de umidade do solo após a chuva. 
 
16) Um solo saturado tem peso específico aparente úmido igual a 19,2 kN/m3 e um teor de umidade 
de 32,5%. Determine o índice de vazios e a densidade real dos grãos. 
 
17) Uma jazida a ser empregada em uma barragem de terra tem um peso específico aparente seco 
médio de 17 kN/m3. Um aterro com 200.000 m3 deverá ser construído com peso específico médio 
de 19 kN/m3. Foram determinadas as seguintes características do solo: 
w = 10% e γs = 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 de solo úmido e de solo seco a ser escavado, em toneladas. 
 
18) De uma amostra indeformada de solo são fornecidos os seguintes dados: volume igual a 1150 
cm3; peso total igual a 2,6 kg; peso seco igual a 2,3 kg e peso específico real dos grãos igual a 27,3 
kN/m3. Determine o grau de saturação deste solo. 
 
19) Uma amostra de solo saturado tem um volume de 0,0283 m3 e um peso de 57,2 kg. O peso 
específico dos grãos é 27,9 kN/m3. 
a) Assumindo que os vazios estão tomados por água pura, determinar o teor de umidade 
e o índice de vazios deste solo. 
b) Assumindo agora que a água dos vazios seja salgada, com um peso específico de 10,25 kN/m3, 
calcular o índice de vazios. 
c) Determinar o erro cometido se a hipótese a) fosse utilizada sendo a b) a correta. 
 
20) Por uma falha de comunicação entre laboratório e escritório, foram informados dois valores de 
peso específico de uma amostra de argila mole cujo teor de umidade vale 60%: 16,3 kN/m3 e 17,5 
kN/m3. Se o peso específico dos grãos é de 27 kN/m3, qual dos dois valores pode ser o correto? Por 
que? 
 
21) Uma cápsula de uma amostra indeformada de um solo saturado pesaram 68,96 g. Seco em 
estufa, o peso foi de 62,01 g. A cápsula pesa 35,05 g e o peso específico dos grãos é de 28 kN/m3. 
Determinar: índice de vazios, teor de umidade e porosidade da amostra original. 
22) Uma amostra de areia úmida tem um volume de 464 cm3 em seu estado natural e um peso de 
793 g. O seu peso seco é de 735 g e a densidade dos grãos é 2,68. Determinar o índice de vazios, a 
porosidade, o teor de umidade e o grau de saturação. 
 
23) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso apresenta altura de 12,5 cm e diâmetro de 5,0 
cm, pesando 478,25 g. Após secagem em estufa, o corpo de prova reduziu seu peso à 418,32 g. 
Sabendo que o peso específico dos sólidos é 27 kN/m3, determinar o índice de vazios, o grau de 
saturação e o peso específico do solo saturado. 
 
24) Um caminhão basculante com capacidade de 6 m3 está cheio com um solo cujo teor de umidade 
médio é de 13%, o peso específico dos grãos é 26,75 kN/m3 e peso específico aparente úmido de 
14,5 kN/m3. Calcular a quantidade de água que é necessário adicionar a este volume de solo para 
que seu teor de umidade seja elevado para 18%. 
 
25) Deseja-se construir um aterro com volume de 100.000 m3, atingindo um peso específico 
aparente úmido de 18 kN/m3 num teor de umidade de 15%. O solo da área de empréstimo apresenta 
um peso específico real dos grãos de 27,0 kN/m3 e uma porosidade de 58%. 
Qual o volume a ser escavado na jazida para se construir o citado aterro? 
 
26) Uma amostra de solo tem volume de 70 dm3 e pesa 140 kg. O peso específico dos grãos é de 
26,5 kN/m3. Considerando o solo saturado, calcular a porosidade e o teor de umidade. 
 
27) Um aterro para construção de uma estrada foi construído em areia. O teor de umidade e o peso 
específico do aterro são: w = 12 % e γ = 18 kN/m3. Adotou-se para o peso específico dos grãos o 
valor de 26,5 kN/m3. Determinou-se ainda em laboratório os índices de vazios da areia no estado 
mais fofo e mais compacto: emáx = 0,75 e emín = 0,50. Qual a densidade relativadeste aterro? Como 
este pode ser caracterizado quanto a compacidade? 
 
28) Uma amostra de areia totalmente seca enche um cilindro de metal de 200 cm3 e pesa 260 g. 
Tendo−se γs = 26 kN/m3, calcule o seu índice de vazios e sua porosidade. 
 
29) A umidade de um solo saturado é de 40%. O peso específico de suas partículas sólidas vale 26,5 
kN/m3. Calcule seu índice de vazios, seu peso específico aparente e seu peso específico aparente 
seco. 
 
30) Em um solo não saturado temos: índice de vazios igual a 1,2 , teor de umidade de 30% e peso 
específico das partículas sólidas igual a 26,6 kN/m3. Calcule os pesos específicos aparente natural e 
aparente seco e o grau de saturação deste solo. 
 
31) Uma amostra de solo tem massa de 122 g e um peso específico de 18,2 kN/m3. O peso 
específico real dos grãos é de 26,3 kN/m3. Se depois de secada em estufa a amostra passa a 
apresentar uma massa de 104 g, quais serão os seus volumes iniciais de sólidos e de ar? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32) Para a construção de uma barragem de terra é previsto um volume de 300.000 m3 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. 
Considerando, por hipótese, que os solos das três jazidas tenham o mesmo peso específico dos 
grãos, demonstre 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 
 
33) Uma amostra de argila saturada pesa 1526 g e 1053 g depois de seca em estufa. Considerando 
seu peso específico real dos grãos 27 kN/m3. Calcule o índice de vazios, a porosidade e o peso 
específico aparente úmido desta amostra. 
 
34) 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 aparente seco; c) O 
seu peso específico aparente úmido quando o grau de saturação é de 50% e d) O seu peso específico 
aparente saturado. 
 
35) Uma amostra de areia quartzosa típica tem 45 cm3 quando está úmida e pesa 80 g. Depois de 
seca em estufa pesa 70 g. Supondo um peso específico real dos grãos adequado para este solo, 
calcule o grau de saturação, o índice de vazios e o peso específico aparente seco. 
 
36) Sabe-se que o peso específico aparente natural de um solo é 16 kN/m3, o teor de umidade é 33% 
e o peso específico das partículas sólidas é 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 1 m3 
deste solo para saturá-lo?