Aula 4 - Caracterização fisisca dos solos

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28/08/2015
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Mecânica dos Solos 1
Aula 4 – Caracterização Física dos Solos
Caracterização Física dos Solos
Cecília Silva Lins
Mecânica dos Solos 1
Aula 4 – Caracterização Física dos Solos
Granulometria
• Tamanho das partículas.
• O tamanho das partículas é uma das primeiras
característica que diferencia os solos;
• Alguns solos possuem grãos perceptíveis a olho nu
e outros não;
• Num solo, geralmente convivem partículas de
tamanho diversos;
• Solos Grossos:  > = 0,075mm (peneira nº 200).
• Solos Finos:  < 0,075mm
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Aula 4 – Caracterização Física dos Solos
Classificação Granulométrica – ANBT 6502/95
• Solos Granulares
a) Bloco de Rocha: Fragmentos de rocha ( superior a 1,0m);
b) Matacão: Fragmentos de rocha ( entre 200mm e 1,0m);
c) Pedra de Mão: Fragmentos de rocha ( entre 60mm e 200mm);
d) Pedregulhos: Solos formados por minerais ou partículas de rocha (
entre 2,0 e 60,0 mm.
e) Areias: solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou
partículas de rochas ( entre 0,06 mm e 2,0 mm).
• Solos Finos
f) Siltes: solo que apresenta baixo ou nenhuma plasticidade, baixa
resistência quando seco ao ar ( entre 0,002 mm e 0,06 mm).
g) Argilas: solo de graduação fina constituída por partículas com
dimensões menores que 0,002 mm. Plástico quando úmido e apresenta
coesão quando seco.
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Classificação dos Solos a partir da granulometria
Os solos recebem designações segundo as dimensões das partículas
compreendidas entre determinados limites convencionais, conforme
classificações adotadas pela:
NBR 5734/89
Instituto de Tecnologia de 
Massachusetts
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Classificação dos Solos a partir da granulometria
A análise granulométrica é normalizada no Brasil pela ABNT,
NBR 7181/84 e NBR-5734/89.
A série de peneiras de malhas quadradas adotada constitui-se das
peneiras de aberturas correspondentes a 50, 38, 25, 19, 9.5, 4.8,
2.0, 1.2, 0.15 e 0.075mm.
Há duas fases de ensaio:
peneiramento, que permite conhecer a distribuição dos grãos
retidos na peneira 0.074mm;
sedimentação, que permite estimar a distribuição dos diâmetros
das partículas menores que 0.074mm.
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Aula 4 – Caracterização Física dos Solos
Escalas Granulométricas Adotadas (ABNT NBR 5734/89)
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Ensaio Granulométrico
O ensaio de Granulometria é composto pelo Peneiramento, para
solos granulares, e pelo Ensaio de Sedimentação, quando o solo é
coesivo.
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Ensaio por Peneiramento
Utiliza-se peneiras padronizadas com abertura das
malhas rigorosamente estabelecidas. Nessas malhas
ficam retidas porções de solo cujo diâmetro é maior
que os da peneira.
O peso do material que passa em cada peneira é
considerado como a “porcentagem que passa”, e
representado graficamente em função da abertura da
peneira, em escala logarítmica.
A abertura nominal da peneira é considerada
como “diâmetro” das partículas. A menor peneira
empregada é a de Nº 200, cuja abertura é de 0,075mm.
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Série de Peneiras
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Análise Granulométrica
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Ensaio por Sedimentação
Colocando-se uma certa quantidade de solo (70 a 120g) em
suspensão em água (cerca de 1,0 litro), as partículas cairão com
velocidades proporcionais ao quadrado de seus diâmetros.
Para a desagregação utiliza-se um produto químico (tri-fosfato
de sódio) com ação defloculante, deixa-se a amostra imersa em água
por 12 horas e provoca-se uma agitação mecânica padronizada.
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Ensaio por Sedimentação
t
a
yy
D
ag

n1800
t
a
yy
D
ag

n1800
2
.1800
xDyyv ag 
 2
.1800
xDyyv ag 

em que:
D – diâmetro equivalente (mm);
n – coeficiente de viscosidade da água (g seg/cm2);
g – peso especifico do grãos (g/cm3);a – peso especifico da água (g/cm3)
a – altura de queda das partículas – Leitura do densímetro (curva de calibração);
t – tempo da sedimentação, em segundos.
As partículas cairão sob ação da gravidade em um meio resistente, segundo a Lei
de Stokes, segundo a qual a velocidade de queda V é proporcional ao quadrado
do diâmetro da partícula.
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Ensaio por Sedimentação
Percentagem do material em suspensão:
s
c
g
g
P
L
y
y
NQ )1(1000
1
 s
c
g
g
P
L
y
y
NQ )1(1000
1

em que:
Q – Porcentagem do material em suspensão no instante da leitura do
densímetro;
N – Porcentagem da amostra total que passa na peneira de 2,0 mm;
Ps – Peso do solo seco usado na suspensão;
g – peso especifico do grãos (g/cm3);
Lc – Leitura corrigida do densímetro (Lc=L+R), em que L é a leitura na parte superior do menisco e R a
correção devida ao menisco e à variação de densidade do meio dispersor, proveniente da adição do defloculante e da variação de
temperatura, obtida da calibração do densímetro utilizado no ensaio.
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Ensaio por Sedimentação
Tabelas de cálculos por e-mail. 
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Curva Granulométrica
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Curva Granulométrica
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Curva Granulométrica
Segundo a forma da curva podemos distinguir os diferentes tipos de
granulometria.
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Curva Granulométrica
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Curva Granulométrica
Diâmetro efetivo (Def ou D10)
É o diâmetro que, na curva granulométrica, corresponde à porcentagem
que passa igual a 10%.
Coeficiente de uniformidade (Cu)
É a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10% tomados da
curva granulométrica (Cu = D60/D10).
� Na realidade, esta relação indica a “falta de uniformidade”, pois seu
valor diminui ao ser mais uniforme o material.
� Se “Cu” = 1 (solo absolutamente uniforme) - corresponde a uma curva
granulométrica vertical; quanto maior “Cu”, mais desuniforme ou mais bem
graduado é o solo.
Cu < 5................. muito uniforme
5 < Cu < 15......... uniformidade média
Cu > 15............... desuniforme (mais bem graduado)ef
u d
dC 60
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Curva Granulométrica
Coeficiente de curvatura (Cc)
Detecta melhor o formato da curva granulométrica, permitindo identificar
descontinuidades.
Cc = D302/(D60xD10)
Cc < 1.........................curva descontínua
1 < Cc < 3..................curva suave - solos bem graduados
Cc > 3..................... curva muito uniforme na parte central
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Curva Granulométrica
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Uso da Granulometria
• Nos solos com grãos maiores do que a peneira de nº 200 (areias e
pedregulhos) a granulometria tem vários usos importantes.
Por exemplo:
•Solos bem graduados, ou seja, com uma ampla gama de tamanho de
partículas, apresentam melhor comportamento em termos de
resistência e compressibilidade que os solos com granulometria
uniforme (todas as partículas têm o mesmo tamanho);
•Para execução
de concreto de cimento, agregados bem
graduados requerem menos cimento para encher os vazios e,
havendo menos água por unidade de volume de concreto, ele será mais
denso, menos permeável e apresentará maior resistência à alteração do
que se fosse executado com agregado uniforme.
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Exercício - Granulometria
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Até a próxima aula ....