Aulas praticas - Geologia e mecânica dos solos

Prévia do material em texto

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
Geologia e mecânica dos solos
Geologia e Mecânica dos Solos são áreas fundamentais da engenharia e ciências da Terra que estudam a origem, composição, propriedades e comportamento dos solos e rochas. A geologia fornece a base para entender a formação dos materiais terrestres, seus tipos e processos de transformação, como intemperismo, erosão e sedimentação. Já a mecânica dos solos aplica princípios físicos e matemáticos para analisar a resistência, deformabilidade e permeabilidade do solo, auxiliando no dimensionamento de fundações, taludes e obras de contenção. Juntas, essas áreas permitem avaliar a estabilidade do terreno e garantir a segurança e durabilidade das construções.
Aula prática 1 - Descrição e Identificação dos Cristais
1. OBJETIVO
A descrição das propriedades de um mineral é fundamental para a sua identificação e determinação da sua origem, composição e transformação ao longo do tempo. Nesse sentido, os conhecimentos da geologia e mineralogia são fundamentais para a compreensão da natureza dos minerais e da sua aplicação na geologia de engenharia.
Neste laboratório, diversos conceitos da mineralogia serão apresentados para que você possa aplicá-los na atividade prática. Nesta, você vai identificar semelhanças e diferenças entre duas amostras de um mesmo mineral, além de discorrer sobre a origem desses aspectos.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
Os minerais são a unidade constituinte das rochas e do solo, e esses materiais são amplamente utilizados na engenharia. Aprendendo a identificar os minerais e compreendendo suas propriedades e funcionalidades, é possível avaliar a melhor forma de utilizar cada rocha ou tipo de solo, seja na engenharia civil (avaliando se o material pode ser implementado ao cimento), na engenharia elétrica (verificando se o mineral tem boa condutividade), na engenharia mecânica (ponderando se o mineral pode ser utilizado como abrasivo), entre inúmeras outras aplicações.
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento, você receberá duas amostras de um mesmo mineral e deverá apontar as semelhanças e diferenças entre elas, considerando as suas propriedades ópticas, morfológicas, físicas e outras. Durante a atividade prática, deverá também preencher uma ficha contendo as características de cada uma das amostras.
4. SEGURANÇA
O manuseio de amostras de rocha ou mineral não configura riscos particulares à sua integridade. É importante, entretanto, garantir que crianças não tenham acesso à amostra sem a supervisão de um responsável para evitar a ocorrência de acidentes. Sempre tome cuidado, pois algumas amostras são frágeis e podem ser danificadas caso sejam manuseadas inadequadamente.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1.     Defina com suas palavras o que é cristal?
Um cristal é como uma “construção” natural feita por átomos ou moléculas que se organizam de forma bem certinha e repetitiva, criando formas geométricas que podem ser vistas, às vezes, até a olho nu.
2.     Qual a relação entre mineral e cristal?
Todo cristal é um mineral (ou parte dele) que cresceu com essa organização interna perfeita. Em outras palavras, o cristal é a forma ordenada do mineral — o mineral é a “matéria” e o cristal é a “forma” que essa matéria pode assumir.
3. Preencha o quadro abaixo, que resume as propriedades solicitadas na Atividade.
Aula prática 2 - Consistência dos Solos: Limite de Plasticidade
1. OBJETIVO
O objetivo desse experimento é obter o valor correspondente ao limite de plasticidade do solo.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
identificar a porcentagem de teor de umidade correspondente ao limite de plasticidade;
compreender quais os limites de Atterberg.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
A consistência do solo é uma das principais informações requeridas no campo da construção civil. A sua determinação é obtida através dos limites de consistência, também conhecidos como limites de Atterberg. São divididos em três limites: limite de liquidez, limite de plasticidade e limite de contração. O limite de plasticidade (LP) apresenta a transição entre os estados plástico e semi-sólido do solo.
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento, você realizará os procedimentos para execução do ensaio seguindo as diretrizes da NBR 7180 (ABNT, 2016) – Solo – Determinação do limite de plasticidade. O ensaio consiste em, a partir de uma amostra de solo com umidade, moldar um cilindro de 3mm de espessura com 100mm de comprimento sobre uma placa de vidro esmerilhada. Pode-se utilizar um gabarito metálico para comparação. Encontrando-se a umidade da amostra que formou um cilindro, pode-se encontrar o limite de plasticidade.
4. SEGURANÇA
Nesta prática, serão utilizados jaleco, máscara, luvas e óculos. Adicionalmente, você deverá comparecer ao laboratório vestindo calça comprida e tênis.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Qual o limite de plasticidade encontrado para a amostra de solo?
Para determinar o Limite de Plasticidade (LP) de um solo, utiliza-se o valor médio da umidade obtida nas repetições do ensaio.
Na tabela, temos os seguintes valores de umidade (%):
Amostra 1 → 11,77 %
Amostra 2 → 11,38 %
Amostra 3 → 13,06 %
Amostra 4 → 11,68 %
O Limite de Plasticidade encontrado para a amostra de solo é aproximadamente 12%.
Você deverá entregar um relatório com todo passo a passo das atividades realizadas e os cálculos realizados para determinação dos limites de Atterberg.
Relatório– Limites de Atterberg
Objetivo: Determinar o Limite de Liquidez (LL), o Limite de Plasticidade (LP) e o Índice de Plasticidade (IP) de uma amostra de solo.
1. Limite de Plasticidade (LP)
Foram feitos ensaios de rolamento de fios de solo até 3 mm de diâmetro. As umidades obtidas foram 11,77%, 11,38%, 13,06% e 11,68%.
Média: LP ≈ 12%
2. Limite de Liquidez (LL)
Ensaio realizado na concha de Casagrande, com os seguintes resultados:
	Golpes (N)
	Umidade (%)
	15
	35,59
	12
	21,81
	21
	43,55
	52
	66,26
Pela curva de fluxo e interpolação para 25 golpes: LL ≈ 38%
3. Índice de Plasticidade (IP)
IP=LL−LP=38−12=26IP = LL - LP = 38 - 12 = 26%IP=LL−LP=38−12=26 
 IP ≈ 26%
4. Conclusão
O solo ensaiado apresenta:
Limite de Liquidez (LL): 38%
Limite de Plasticidade (LP): 12%
Índice de Plasticidade (IP): 26%
O material pode ser classificado como um solo argiloso com alta plasticidade.
Aula pratica 3 - Caracterização de Solos: Curva Granulométrica
1. OBJETIVO
Neste experimento, você irá realizar um ensaio granulométrico em uma amostra de solo e construir sua curva granulométrica.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
· interpretar a distribuição granulométrica do solo;
· analisar a distribuição granulométrica do solo através de uma curva.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
O solo é um elemento de importância fundamental na construção civil. O conhecimento das características do solo tem a finalidade de suportar a tomada de decisões técnicas a respeito do piso, das fundações, do sistema de drenagem, entre outros elementos da obra. Sendo assim, um engenheiro civil deve conhecer o vasto leque de ensaios que podem prever o comportamento do solo após a obra finalizada.
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento, você utilizará um equipamento de peneiras vibratórias para levantar a curva granulométrica de uma amostra de solo.
4. SEGURANÇA
O uso de equipamentos de proteção individual em laboratórios do curso de engenharia civil varia de ambiente para ambiente, de acordo com as caraterísticas e os riscos inerentes a cada atividade, levando-se em consideração os materiais e equipamentos utilizados. Nesta prática, recomenda-se o uso de jaleco, calça comprida, sapato fechado e o cabelo preso.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Preencha as Tabelas 1 e 2 com os dados obtidos para a amostra 1. A quarta coluna da tabela corresponde à massa do material retido em uma determinada peneira. A quinta coluna é o percentual do total do material que foi retido em uma determinada peneira. Na sexta coluna, o valor de cada célula corresponde ao somatório dos percentuais retidos (quinta coluna) da linha atual e todas as linhasanteriores. A sétima coluna corresponde à diferença entre 100% da amostra e a quinta coluna.
2. Trace a curva granulométrica da amostra de solo 1. Disponha, na abscissa do gráfico, os diâmetros das partículas em escala logarítmica. Na ordenada, utilize as porcentagens das partículas passantes acumuladas, em escala linear.
3. Preencha as Tabelas 1 e 2 e trace a curva granulométrica para as amostras 2 e 3.
Aula pratica 4 - ensaio de compactação dos solos
1. OBJETIVO
O objetivo desse experimento é realizar o ensaio de compactação do solo através do Proctor.
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
· obter a umidade ótima do solo;
· esboçar a curva de compactação do solo;
· calcular a massa específica seca do solo.
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
Para qualquer obra de construção civil é necessário realizar uma investigação geotécnica. Entre os ensaios realizados, pode-se citar o ensaio de compactação. É um procedimento importante utilizado para controle de solos compactados, podendo obter parâmetros como massa específica seca do solo e a umidade ótima.
3. O EXPERIMENTO
Neste experimento, você realizará os procedimentos para obter a massa específica seca do solo. A partir ensaio de compactação é possível correlacionar o teor de umidade e a massa especifica seca de um solo compactador a partir de uma determinada energia. O ensaio é padronizado a partir da NBR 7182 - Solo - Ensaio de compactação (ABNT, 2020).
O ensaio consiste, basicamente, em compactar, em camadas, uma amostra de solo em um cilindro com volume previamente conhecido e variar a umidade. Dessa forma, obtém-se o ponto de compactação máxima no qual encontra-se a umidade ótima de compactação. O ensaio pode ser realizado em três níveis de energia de compactação (normal, intermediária e modificada) e em dois tamanhos de cilindro (pequeno – Proctor ou grande – CBR). Nesse ensaio será realizado a compactação a partir do Proctor com energia normal.
4. SEGURANÇA
O uso de equipamentos de proteção individual em laboratórios do curso de engenharia varia de ambiente para ambiente, de acordo com as caraterísticas e os riscos inerentes a cada atividade, levando-se em conta os materiais e equipamentos utilizados. Nesta prática é recomendada a utilização de jaleco, máscara, luvas e óculos. Adicionalmente, você deverá comparecer ao laboratório vestindo calça comprida e sapato fechado sem cadarço.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Preencha a tabela 1 de acordo com os dados obtidos durante a realização do ensaio.
2. Utilize os dados da tabela 1 para construir um gráfico da curva de compactação com coordenadas cartesianas normais onde, os valores de umidade devem ser marcados no eixo das abscissas e os valores de massa específica aparente seca correspondentes a cada umidade devem ser marcados no eixo das ordenadas. A curva traçada deve possuir um formato semelhante a uma parábola.
3. Para elaboração da curva de compactação, quantas vezes foram necessárias repetir o ensaio?
Foram realizadas 5 repetições
4. O que significa o ramo seco e o ramo úmido encontrados no gráfico da curva de compactação?
· Ramo seco (à esquerda do pico): corresponde a amostras com teor de umidade menor que o ótimo. Nessa região, adicionando água melhora a compactação porque a água funciona como lubrificante, permitindo que as partículas se rearranjem e alcancem maior densidade.
· Ramo úmido (à direita do pico): corresponde a teores de umidade maiores que o ótimo. Nessa região, excesso de água ocupa espaços entre partículas (ou cria excesso de poros preenchidos por água), reduzindo a eficiência da compactação e, portanto, a massa específica seca diminui.
5. Determine a massa específica aparente máxima de acordo com o gráfico da curva de compactação. Este valor corresponde ao máximo valor obtido no eixo das ordenadas.
A massa específica aparente seca máxima obtida é 1.6033 g/cm³ (valor máximo no eixo das ordenadas, aproximado para 1.60327 g/cm³).
6. Determine a umidade ótima de acordo com o gráfico da curva de compactação. Este valor corresponde valor da umidade no ponto da curva com valor da massa específica aparente máxima.
A umidade ótima correspondente ao pico é ≈ 22.02 % (valor de umidade no ponto da massa específica máxima).
image7.png
image8.png
image1.png
image2.png
image3.png
image4.png
image5.png
image6.png