Relatorio Solos Massa especifica

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISCIPLINA: Laboratório de Mecânica dos Solos – 2570 
TURMA: 06 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 03: Determinação da massa específica do solo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACADÊMICOS: 
Leonardo Caloi Santos R.A.: 90796 
José Augusto Rodrigues Júnior R.A.: 90798 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maringá, 2 de junho de 2016 
1. Objetivos 
 
O objetivo deste experimento consistiu na determinação da massa específica aparente do solo (𝜌) de 
uma amostra indeformada utilizando 3 processos: 
 
1.1. Método da cubagem pela medida direta das dimensões geométricas com paquímetro; 
1.2. Método da talhagem com auxílio do anel; 
1.3. Método da balança hidrostática (NBR 10838/88). 
 
2. Fundamentação teórica 
 
O solo é considerado heterogêneo por ter três fases: ar, água e sólidos. Resultado de intemperismos 
físicos e químicos que acontecem com as rochas. São constituídos de diversos minerais e matéria orgânica. 
Para determinar a massa especifica aparente do solo, usa-se amostras indeformadas ou deformadas 
que bem representam o solo em questão. Amostras indeformadas são preservadas a textura, a constituição 
mineralogia, a umidade e a estrutura do solo. Diferentemente da deformada que a estrutura não é preservada. 
A partir dessas amostras, podemos realizar vários estudos que nos fornecem alguns índices físicos do 
solo, sendo um deles a massa específica aparente do solo. 
A massa específica aparente do solo é o índice que relaciona o peso do solo e seu volume. Com esses 
métodos calcularemos a massa específica aparente de um solo utilizando a seguinte equação: 
 
𝜌d =
𝑚solo
𝑉
 
 
3. Materiais e métodos 
 
3.1. Materiais – O Solo 
 
O solo utilizado foi coletado a uma profundidade de 1,0 a 1,5 m. A amostra indeformada foi retirada do solo 
e envolta em parafina para preservar suas características até a chegada ao laboratório. 
 
3.2. Materiais Utilizados 
 
 Anel metálico com seção circular; 
 Vaselina; 
 Faca de cozinha ou estilete e pincel; 
 Régua; 
 Balança com resolução de 0,1 g e capacidade de 1,5 kg; 
 Paquímetro; 
 Cápsulas numeradas; 
 Espátula; 
 Estufa com temperatura entre 105ºC e 110ºC. 
 Torno para talhagem do corpo de prova; 
 “Berço”; 
 Parafina com massa específica conhecida; 
 Moldura e recipiente contendo água para pesagem do corpo de prova com película de parafina, 
imerso em água; 
 Fogareiro para derretimento da parafina; 
 Fio de Nylon; 
 Contrapeso para imersão da esfera de parafina. 
 
 
3.3. Procedimento de Ensaio 
 
3.3.1. Cubagem pela medida direta das dimensões geométricas 
 
 Na amostra compactada de solo, ou numa amostra indeformada deste, é retirado um corpo de 
prova inicial, que será posteriormente talhado; 
 Esta amostra é levada para talhar até que atinja uma forma cilíndrica, com o topo e as laterais 
regularizadas; 
 São tomadas seis medições do diâmetro deste cilindro com auxílio do paquímetro. Estas medições 
devem ser feitas no topo, na base, e no meio do corpo de prova. Em cada um destes são tiradas 
duas medidas do diâmetro, que devem ser perpendiculares entre si; 
 São tomadas, também com auxílio do paquímetro, três medidas da altura deste corpo de prova, 
distando 120o uma da outra; 
 O corpo de prova é pesado; 
 Com o restante da amostra, ou com o material que compõe o corpo de prova já utilizado, deve-se 
fazer a determinação do teor de umidade do solo, segundo a NBR 6457. 
 
3.3.2. Método da Talhagem com Auxílio do Anel 
 
 Inicialmente tomaram-se as medidas do anel (o seu diâmetro interno e sua altura), com auxílio do 
paquímetro, sendo feitas medidas em locais diferentes e uma média dos valores utilizada para os 
cálculos. Estas medidas permitem o cálculo do volume do anel; 
 Pesa-se o anel na balança, com precisão de duas casas decimais; 
 Em função de reduzir o atrito do anel com o solo, e possibilitar que a amostra retirada seja menos 
deformada quanto possível, é passada uma camada de vaselina nas superfícies interna e externa 
do anel; 
 Em um corpo de prova inicialmente compactado em laboratório, começa-se a talhar o topo deste, 
com auxílio de uma faca de cozinha ou espátula, de modo a reduzir o seu tamanho a um tamanho 
aproximado ao do anel, para que as tensões no cravamento sejam menores; 
 O anel é cravado no corpo de prova, de forma a não deformar este. O processo é lento e gradual, 
a medida que a lateral do corpo de prova é talhada, o anel é sendo empurrado contra o corpo de 
prova, até que esteja totalmente incrustado na amostra; 
 A partir disto, começa-se a desprender a superfície superior, onde o anel está localizado, do resto 
do corpo de prova “cortando” este a uma altura compatível. Após este estar solto, é iniciada a 
regularização da superfície; 
 Para regularizar a superfície do anel o processo é iniciado com a faca, espátula ou estilete, e é 
finalizado com a régua, deixando somente o volume do corpo de prova preenchido por solo; 
 Pesa-se e toma-se nota da massa do corpo de prova (com solo); 
 Com a amostra restante, é determinado o teor de umidade do solo, segundo a NBR 6457. 
 
3.3.3. Cubagem através da Balança Hidrostática 
 
 Primeiramente, talha-se um corpo de prova que obtenha uma forma esférica de aproximadamente 
cinco centímetros de diâmetro. Usa-se uma faca de cozinha ou estilete; 
 Amarra-se o corpo de prova, com o fio de nylon; 
 A parafina deve ser previamente derretida em banho-maria, até atingir uma temperatura a qual 
não esteja nem superaquecida nem resfriada. 
 Mergulha-se o corpo de prova nesta parafina sucessivas vezes, impermeabilizando o corpo de 
prova. Deve-se tomar cuidado especial com o topo do corpo de prova, onde está localizado o laço 
e também com seu fundo. Para impermeabilizar bem este ponto pode-se passar parafina com um 
pincel para evitar bolhas. 
 Quando o corpo de prova secar, o conjunto é pesado; 
 Determina-se o peso imerso do corpo de prova fixando-o na moldura da balança, e o colocando 
na água; 
 Quando seco, retira-se o corpo de prova e a película de parafina. Deste corpo de prova retira-se 
uma amostra para a determinação do teor de umidade do solo, segundo a NBR 6457. 
 
4. Resultados 
 
Massa específica do solo 
Método da cubagem pela medida direta das dimensões geométricas com paquímetro 
Local: Campus Sede da UEM 
Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016 
Amostra: 01 
Profundidade: 1,0m a 1,5m 
Data: 19/05/2016 
Determinação da massa específica de solo 
Corpo de prova nº 1 
Massa do corpo de prova (g) 𝒎𝐂𝐏 306,06 
Diâmetro médio do corpo de prova (cm) 𝑫𝐂𝐏−𝐦é𝐝𝐢𝐨 4,94 
Altura média do corpo de prova (cm) 𝒉𝐂𝐏−𝐦é𝐝𝐢𝐚 9,96 
Volume do corpo de prova (cm3) 𝑽𝐂𝐏 190,90 
Massa específica (g/cm3) 𝝆 1,60 
Massa específica aparente seca (g/cm3) 𝝆𝐝 1,21 
Peso específico (gf/cm3) 𝜸 1,60 
Peso específico aparente seco (gf/cm3) 𝜸𝐝 1,21 
Determinação do teor de umidade 
Cápsula nº 23 
Massa da amostra úmida + cápsula (g) 𝒎𝟏 98,14 
Massa da amostra seca + cápsula (g) 𝒎𝟐 78,58 
Massa da cápsula (g) 𝒎𝟑 17,58 
Umidade (%) 𝒘 32,07 
Dados do corpo de prova 
Medidas dos diâmetros (cm) 𝑫𝐂𝐏 4,95 5,01 5,02 4,93 4,87 4,85 
Medidas das alturas (cm) 𝒉𝐂𝐏 9,95 9,97 9,96 
Equações utilizadas 
𝑉CP = (
𝜋 ∙ 𝐷CP−médio
2
4
) ∙ ℎCP−média 
𝜌 =
𝑚CP
𝑉CP
 
𝑤 =
𝑚1 −𝑚2
𝑚2 −𝑚3
∙ 100 
𝜌d =
𝜌
1 +
𝑤
100
 
 
 
 
 
Massa específica do solo 
Método da talhagemcom auxílio do anel 
Local: Campus Sede da UEM 
Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016 
Amostra: 01 
Profundidade: 1,0m a 1,5m 
Data: 19/05/2016 
Determinação da massa específica de solo 
Anel nº 62 
Massa do anel (g) 𝒎𝐀 44,32 
Diâmetro médio do anel (cm) 𝑫𝐀−𝐦é𝐝𝐢𝐨 7,12 
Altura média do anel (cm) 𝒉𝐀−𝐦é𝐝𝐢𝐚 2,00 
Volume do anel (cm3) 𝑽𝐀 79,71 
Massa do anel + solo (g) 𝒎𝐀+𝐒 170,06 
Massa específica (g/cm3) 𝝆 1,58 
Massa específica aparente seca (g/cm3) 𝝆𝐝 1,20 
Peso específico (gf/cm3) 𝜸 1,58 
Peso específico aparente seco (gf/cm3) 𝜸𝐝 1,20 
Determinação do teor de umidade 
Cápsula nº 87 
Massa da amostra úmida + cápsula (g) 𝒎𝟏 102,34 
Massa da amostra seca + cápsula (g) 𝒎𝟐 82,05 
Massa da cápsula (g) 𝒎𝟑 18,55 
Umidade (%) 𝒘 31,95 
Dados do anel 
Medidas dos diâmetros (cm) 𝑫𝐀 7,13 7,12 7,12 
Medidas das alturas (cm) 𝒉𝐀 2,00 2,00 2,00 
Equações utilizadas 
𝑉A = (
𝜋 ∙ 𝐷A−médio
2
4
) ∙ ℎA−média 
𝜌 =
𝑚A+S −𝑚A
𝑉A
 
𝑤 =
𝑚1 −𝑚2
𝑚2 −𝑚3
∙ 100 
𝜌d =
𝜌
1 +
𝑤
100
 
 
 
 
 
 
 
 
Massa específica do solo 
Balança Hidrostática 
NBR 10838/88 
Local: Campus Sede da UEM 
Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016 
Amostra: 01 
Profundidade: 1,0m a 1,5m 
Data: 19/05/2016 
Determinação da massa específica de solo 
Anel nº 1 2 
Peso do corpo de prova (gf) 𝑷𝐂𝐏 107,07 106,37 
Peso do corpo de prova com parafina (gf) 𝑷𝐂𝐏−𝐏 111,40 112,06 
Peso do corpo de prova com parafina imerso (gf) 𝑷𝐂𝐏−𝐏𝐈 40,13 39,01 
Peso específico da parafina (gf/cm3) 𝜸𝐩𝐚𝐫𝐚𝐟𝐢𝐧𝐚 0,910 0,910 
Peso específico da água (gf/cm3) 𝜸𝐰 1,000 1,000 
Volume do corpo de prova (cm3) 𝑽𝐂𝐏 66,51 66,74 
Peso específico do solo (gf/cm3) 𝜸 1,61 1,59 
Peso específico aparente do solo seco (gf/cm3) 𝜸𝐝 1,22 1,20 
Peso específico aparente do solo seco médio (gf/cm3) 𝜸𝐝−𝐦é𝐝𝐢𝐨 1,21 
Massa específica do solo (g/cm3) 𝝆 1,61 1,59 
Massa específica aparente do solo seco (g/cm3) 𝝆𝐝 1,22 1,20 
Massa específica aparente do solo seco média (g/cm3) 𝝆𝐝−𝐦é𝐝𝐢𝐚 1,21 
Determinação do teor de umidade 
Cápsula nº 1 2 3 
Massa da amostra úmida + cápsula (g) 𝒎𝟏 150,50 155,55 147,93 
Massa da amostra seca + cápsula (g) 𝒎𝟐 127,44 130,60 125,52 
Massa da cápsula (g) 𝒎𝟑 55,29 53,40 54,30 
Umidade (%) 𝒘 31,96 32,32 31,47 
Umidade média (%) 𝒎𝐦é𝐝𝐢𝐚 31,92 
Equações utilizadas 
𝑉CP =
𝑃CP−P − 𝑃CP−PI
𝛾w
−
𝑃CP−P − 𝑃CP
𝛾parafina
 
𝛾 =
𝑃CP
𝑉𝐶𝑃
 
𝑤 =
𝑚1 −𝑚2
𝑚2 −𝑚3
∙ 100 
𝛾d =
𝛾
1 +
𝑤
100
 
 
 
 
 
 
 
5. Análise e discussão dos resultados 
 
Foi determinada a massa específica do solo usando três métodos: o de cubagem pela medida direta 
das dimensões geométricas, com paquímetro; o de talhagem com o auxílio de anel e o da balança hidrostática. 
 
5.1. Através do método da cubagem pela medida direta das dimensões geométricas, com paquímetro, 
foi calculado o diâmetro médio e a altura média. Calculando-se assim, o volume. Com esses 
cálculos realizados obtivemos um peso específico de 1,60 gf/cm³, um peso específico aparente seco 
de 1,21 gf/cm³ e um teor de umidade de 32,07%. 
 
5.2. Pelo método da talhagem com o auxílio de anel foram realizados dois ensaios. Foi calculado o 
diâmetro médio e a altura média. Calculando-se assim, o volume. Então o peso específico aparente 
seco do ensaio foi de 1,20 gf/cm³ e o teor de umidade encontrado foi de 31,95%. 
 
5.3. Por fim, pelo método da balança hidrostática foi encontrado o valor de 1,21 gf/cm³ para o peso 
específico aparente seco médio, pois foram realizados dois ensaios, cujo peso específico do 
primeiro foi de 1,22 gf/cm³ e do segundo foi de 1,20 gf/cm³. A umidade média do experimento foi 
de 31,92%. 
 
Visto que a diferença entre os valores obtidos em cada método foi baixa, pode-se considerar que os 
resultados foram satisfatórios. 
 
6. Referências 
 
[1]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6023: 
Informação e documentação: Referências: elaboração. Rio de Janeiro, 2002a. 
 
[2]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 10520: 
Informação e documentação: Citações em documentos: apresentação. Rio de Janeiro, 2002b. 
 
[3]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6457: 
Amostras de solo: Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio 
de Janeiro, 1986. 
 
[4]. SOUZA PINTO, C. Curso básico de mecânica dos solos. São Paulo: Oficina de Textos, 
2000. 
 
[5]. TERZAGHI, K.; PECK, R. B. Mecânica dos solos na prática da engenharia. Tradução da 
1 ed. americana. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico S.A., 1962. 
 
[6]. DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. Tradução da 6 ed. americana. São 
Paulo: Thomson, 2007. 
 
[7]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 10838: Solo: 
Determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas, com emprego da balança hidrostática. 
 
[8]. BELINCANTA, A. Aula prática 3: Determinação da massa específica aparente do solo. UEM, Maringá, 
2014.