AULA Nº 5

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Nota de Aula - 5
Determinação dos indices físicos correntes
 
Adimitindo g=10,00m/s², objeto dos ensaios descritos no exercício (a),peso específico dos grãos(s),e o peso específico natural (n),e a partir dele a umidade,os outros índices físicos correntemente empregados em mecânica dos solos.
d = 63,32g
 =771,39g
w = 21,96g
s = 2,88g/cm³
n = 1,930g/cm³
w= 0,1456 ou 14,56%
w = 10kn/m³
g = 10,00m/s²
Cálculo do peso específico aparente seco (d)
d = n
 1+w
s = s x g ==== s = 2,88g/cm³ x 10,00m/s² = 28,8kn/m³ (específico)
n = n x g==== s = 1,930g/cm³ x 10,00m/s² = 19,3kn/m³
d = 19,3kn/m³ = 16,85kn/m³
 1+0,1456
Índice de vazios (e)
e = s - 1 = ======= e = 28,8kn/m³ - 1 = 0,71
 d 16,85kn/m³
Grau de Saturação (S)
S = s x w ======== S = 28,8kn/m³ x 0,1456 = 0,59 x 100 = 59%
 e x w 0,71 x 10kn/m³
Peso específico aparente saturado (sat)
sat = s + ew ====== sat = 28,8kn/m³ + 0,71 x 10kn/m³ = 21kn/m³
 1 + e 1 + 0,71
Porosidade (n)
n = e ======= n = 0,71 = 0,42 x 100 = 42%
 1+ e 1+0,71
c) Uma amostra de argila foi retirada de 2,00m de profundidade num terreno de várzea nas margens do rio Tietê, abaixo do nível d´água. Sua umidade é de 95%.Estime,só com este dado,seu índice de vazios e peso específico natural.
Solução:
Se o solo esta abaixo do nível d`água,pode-se admitir que esteja saturado. O peso específico dos grãos do solo varia muito pouco.Pode-se estimar que seja de 26,5kn/m³.
s = 26,5kn/m³
w = 95% / 100 = 0,95
w = 10kn/m³
e = s x w = 26,5kn/m³ x 0,95 = 2,52
 w 10kn/m³
Note que com o solo saturado, o índice de vazios varia linearmente com a umidade, pois  e w,são constantes para um solo.
O peso específico natural é obtido diretamente:
n = s(1+w) ===== n = 26,5kn/m³ ( 1+0,95) = 14,68kn/m³
 1 + e 1 + 2,52
D) Para se construir um aterro,dispõe-se de uma quantidade de terra, chamada pelos engenheiros de “ área de empréstimo”,cujo volume foi estimado em 3.000m³.Ensaios mostraram que o peso específico natural é da ordem de 17,8kn/m³ e que a umidade é cerca de 15,8%.O projeto prevê que no aterro o solo seja compactado com uma umidade de 18%,ficando com o peso específico seco de 16,8kn/m³.Que volume de aterro é possível construir com o material disponível e que volume de água deve ser acrescentado?
Solução:
Diversos caminhos podem ser seguidos.Por exemplo:
Peso total do material de empréstimo (n) = 17,8kn/m³
= n x V = ===17,8kn/m³ x 3.000m³ = Peso Total = 53.400kn
Peso das partículas sólidas neste material:
w = 15,8% / 100 = 0,158
 = 53.400kn
Partículas Sólidas: s = /1+w ==== = s = 53.400kn / 1+0,158 = 46114kn
O volume que ocupará quando compactado
 = 16,8kn/m³ ========== V = s / 
s = 46114kn
V = 46114kn / 16,8kn/m³ = 2745m³
O peso da água existente no material de empréstimo:
w = 15,8% / 100 = 0,158
s = 46114kn
w = w x s ====== w = 0,158 x 46114kn = 7.286kn
O peso de água no material a ser compactado:
W = 18% / 100 = 0,18
s = 46114kn
w = w x s ======= w = 0,18 x 46114kn = 8.300kn
A quantidade de água a acrescentar:
Wacresc. = wcompact.– w exist. 
Wacresc.. = 8.300kn – 7.286kn = 1.014kn 
w = 10kn/m³
Vacresc...= 1.014kn / 10kn/m³ = 101,45m³