Propriedades e Granulometria do Solo

Prévia do material em texto

PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS 
SÓLIDAS
Profª Teresa Raquel Lima Farias
Disciplina: Geotecnia I Curso: Engenharia Civil
Massa específica das partículas – ρg (g/cm3 - kg/m3)
 É definida como a relação entre a massa da parte sólida do
solo (Ms), por unidade de volume da parte sólida (Vs).
 Massa específica do grão de quartzo = 2,67 g/cm3
Densidade relativa das partículas (δ)
 É numericamente igual a massa específica das partículas. A
diferença é que a densidade é adimensional.
 É a razão entre a massa da fase sólida do solo e a massa de
igual volume de água pura a 4° C.
- ρa = massa específica da água a 4°C = 1 g/cm3
- assim: γg = δ.γa
 Quanto maior o teor de matéria orgânica no solo, menor a
densidade relativa.
 Quanto maior o teor de óxido de ferro, maior a densidade relativa.
◼ A maioria dos solos apresentam massa específica dos grãos variando
entre 2,50 g/cm3 e 2,80 g/cm3. Solos derivados de materiais pesados,
podem apresentar valores superiores a 3,00 g/cm3
Densidade real das partículas em laboratório
Método do Picnômetro (Laboratório)
)()( 2314
12
PPPP
PP
−−−
−
=
Procedimento:
P1= Massa do picnômetro vazio, seco e limpo (g);
P2= Massa do picnômetro + amostra (g);
P3= Massa do picnômetro + amostra + água (g);
P4= Massa do picnômetro + água (g)
Cálculo:
m 100
5
500
ESTURA
Ensaio (procedimento)
 Utilizam-se 10g de solo seco 
preparado de acordo com o 
método de preparação de 
amostras de solo para ensaios de 
caracterização.
- Pesa-se o picnômetro vazio, seco e limpo (P1);
- Coloca-se a amostra (em torno de 10g) no picnômetro e 
pesa-se novamente (P2);
Ensaio (procedimento)
- Aquece-se o picnômetro, deixando a água ferver, 
pelo menos durante 15 minutos, para expulsar 
todo o ar existente entre as partículas do solo, 
agitando-se para evitar superaquecimento;
- Aquece-se o picnômetro, deixando a água ferver, pelo menos 
durante 15 minutos, para expulsar todo o ar existente entre 
as partículas do solo, agitando-se para evitar 
superaquecimento;
- Deixa-se o picnômetro esfriar ao ambiente;
- Completa-se o volume do picnômetro com água destilada, 
coloca-se em banho d’água à temperatura ambiente, 
arrolha-se o picnômetro e anota-se a temperatura do 
banho;
- Retira-se o picnômetro, enxuga-se e pesa-se com o conteúdo (P3);
- Retira-se todo o material de dentro do picnômetro, lava-se e enche-se completamente 
com água destilada. Arrolha-se e pesa-se o conjunto picnômetro + água (P4); 
◼ O resultado será considerado quando obtido pela média de duas 
determinações, no mínimo, e quando não diferem de 0,009.
 Fator de correção da densidade, em função da temperatura
Exemplo de cálculo de densidade real
 Um picnômetro utilizado para determinar a densidade real das partículas 
de um solo tem massa de 524 g (vazio) e 1.557 g (cheio de água). Uma 
amostra de solo seca foi colocada no picnômetro, apresentando uma 
massa de 1.036 g (picnômetro + solo). Em seguida, o picnômetro é 
preenchido com água limpa, com massa total de 1.879 g. Com base nos 
dados, determine a densidade real do solo. A temperatura medida no 
ensaio foi de 27ºC. 
Formas de partículas 
 Arredondadas - ou de forma poliédrica. 
 Ex.: pedregulhos, areias, siltes. 
 Lamelares - semelhantes a lamelas ou escamas. 
 Ex.: argilas (compressibilidade e plasticidade) 
 Fibrilares - em forma de fibras. 
 Ex.: solos turfosos (origem vegetal) 
Granulometria
 Granulometria: 
 é a medida da textura do solo, ou seja, do tamanho 
relativo dos grãos que formam a fase sólida dos solos.
 Esta medida é realizada através dos ensaios de 
peneiramento e de sedimentação. 
>0,074 mm
Granulometria por Peneiramento
 Peneiramento – determina a distribuição 
granulométrica dos grãos maiores que 0,074 mm.
 Porção de solo seco é peneirado em uma série 
padrão de peneiras.
Granulometria por Sedimentação
 Lei de Stokes – estabelece uma relação entre diâmetro da 
partícula e sua velocidade de sedimentação em um líquido 
de viscosidade e peso específico conhecido.
2.
1800
D
t
z
v a

 −
=
Até uma 
profundidade z, 
depois de um 
tempo t, todas 
as partículas 
terão diâmetro 
inferior a D.
Análise Granulométrica por Sedimentação 
(DNER-ME 051/94)
◼ Execução do ensaio de sedimentação
Resultados de dois ensaios de granulometria por sedimentação de uma amostra 
do solo, um realizado com a adição de defloculante e outro sem defloculante 
durante a preparação da amostra
Curva Granulométrica
 Na escala linear, duas graduações cuja diferença vale 10 estão a uma distância constante.
 Na escala logarítmica, duas graduações cuja razão vale 10 estão a distância constante.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro de Grãos (mm)
P
e
r
c
e
n
tu
a
l 
q
u
e
 P
a
ss
a
 (
%
)
Peneiramento Grosso
Peneiramento Fino
Sedimentação
Peneiramento GrossoPeneiramento FinoSedimentação
Distribuições Granulométricas
Granulometria contínua (curva A) 
Granulometria descontínua (curva B)
Uniforme (curva C)
Bem graduada (curva A)
Parâmetros da Curva Granulométrica
 Diâmetro efetivo: 
 D10 - é o diâmetro correspondente a 10% , em peso 
total, de todas as partículas menores que ele.
 Coeficiente de uniformidade (Cu):
 Onde: D60 = diâmetro através do qual 60% do total do solo 
passa. 
 
Parâmetros da Curva Granulométrica
 Coeficiente de curvatura: Cc 
 
 
Onde:
 D30 = diâmetro através do qual 30% do total do solo 
passa. 
 
CURVA GRANULOMÉTRICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
DIÂMETRO DOS GRÃOS (mm)
P
E
R
C
E
N
T
A
G
E
M
 Q
U
E
 P
A
S
S
A
 (
%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro dos grãos (mm)
%
 q
u
e
 p
a
ss
a
 
Aiuaba
Pai João
Santo Antônio
Escalas Granulométricas
◼ Escala da ABNT
Escalas Granulométricas
◼ Escala da A.S.T.M. (American Society for Testing Material) 
Blocos - D > 1,00m 
Matacões - D > 2,5cm 
Pedregulhos - D > 2,0mm 
Areia: 
 grossa - 0,2mm