A3MS indices fisicos do solo

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18/08/2014
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A3 Índices Físicos dos Solos na Engenharia
Índices Físicos dos Solos na 
Engenharia
Os índices físicos são relações
entre diversas fases, em termos de
massas (pesos) e volumes, os
quais procuram caracterizar as
condições físicas em que um solo
se encontra.
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Amostra de Solo e Representação de suas Fases
Representação das Fases do Solo
Iniciais do inglês para o português Iniciais do inglês para o português 
(V) volume = volume
(Va) volume air = volume de ar
(Vs) volume solid = volume de sólidos
(Vw) volume water = volume de água
(Vv) volume void = volume de vazios
(W) weight = peso
(Ws) weight solid = peso de sólidos
(Ww) weight water = peso de água
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Relações entre as Fases do Solo
As relações entre as fases são a parte
essencial da Mecânica dos Solos, sendo
básicas para a maioria dos cálculos.
Tem-se as fórmulas de:
 Relação entre pesos
 Relação entre volumes
 Relação entre pesos e volumes
 Correlações entre as fórmulas
Relações entre Pesos
Teor de umidade (w (water) , h (humidity))
Expresso comumente em porcentagem, o teor de umidade pode assumir o
valor de 0% para solos secos, quando Ww = 0, até valores superiores a
100% em solos orgânicos.
Ws
Www 
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Relações entre Volumes
Índice de vazios (e , ε (epsilon))
Obrigatoriamente maior do que zero em seu limite inferior, não há limite
superior definido, dependendo sempre da estruturação do solo. Ao longo do
tempo a variação do índice de vazios fornece histórico das tensões e
deformações ocorridas no solo. Em terrenos arenosos o índice “e” pode
estar entre 0,4 e 1,0; nos argilosos de 0,3 a 1,5 e nos solos orgânicos
podem ser superiores a 1,5.
Vs
Vve 
Relações entre Volumes
Porosidade (n , η (eta))
Também comumente expresso em porcentagem, seu intervalo de variação é
entre 0 e 100%.
.
V
Vvn 
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Relações entre Volumes
Grau de saturação (S , Sr)
Normalmente em percentual também, seu intervalo de variação é entre 0 e
100%. Se o solo está completamente seco S=0%; se os poros estão todos
preenchidos por água, o solo é dito saturado e o S=100%. Na prática,
comumente o solo está parcialmente seco ou saturado, logo entre 1 e 99%.
.
Vv
VwS 
Relações entre Pesos e Volumes
Peso específico aparente natural ou
úmido (γ , γnat , γt)
Comumente expresso nas unidades g.cm-3 , kg.m-3 , kN.m-3 , t.m-3, sua
intensidade depende dos grãos minerais predominantes e da quantidade de
água contida nos vazios.
V
W

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Relações entre Pesos e Volumes
Peso específico aparente seco (γd (dry))
Calculado na condição de solo seco, onde S=0, também é usualmente
empregado nas unidades g.cm-3 , kg.m-3 , kN.m-3 , t.m-3. Com ele se verifica
o grau de compactação de camadas de pavimentos, bem como das
barragens de terra .
V
Wsd 
Relações entre Pesos e Volumes
Peso específico saturado (γsat)
Calculado na condição de solo saturado, ou seja, S=100%, logo os poros do
esqueleto do terreno estão todos preenchidos por água.
V
Wsat
sat 
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Relações entre Pesos e Volumes
Peso específico real dos grãos ou das
partículas sólidas (γs , δ) (CONFORME NBR 6508/84)
Obtido pela média dos pesos específicos dos minerais que compõem a fase
sólida, resultado do ensaio do “picnômetro” e nominado pela ABNT como
“grãos de solo que passam na peneira de 4,8mm”.
s
s
s
V
W

Relações entre Pesos e Volumes
Peso específico da água (γw (water))
Por critério de praticidade adota-se para a água o valor de γw como
sendo 1g.cm-3 , 1kg.dm-3 ,1kg.L-1 ,1000kg.m-3 , 1kN.m-3 , 1t.m-3.
Vw
Ww
w 
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Relações entre Pesos e Volumes
Peso específico submerso (γsub)
Ocorre por exemplo quando o lençol freático se encontra acima da
camada do terreno.
wsatsub  
Relações entre Pesos e Volumes
Densidade real dos grãos ou sólidos (G (grain))
Nesse caso é adimensional, visto ser uma razão entre pesos específicos,
onde o da água deve ser na temperatura de 4ºC.
w
sG



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Correlações entre as fórmulas
Peso específico aparente seco (γd) e teor
de umidade (w)
)1( w
d




Correlações entre as fórmulas
Porosidade (n) e índice de vazios (e)
)1( e
en


)1( n
ne


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Correlações entre as fórmulas
Índice de vazios (e), peso específico real
dos grãos (γs) e peso específico aparente
seco (γd)
1
d
se


Correlações entre as fórmulas
Grau de Saturação (S), umidade (w),
peso específico real dos grãos (γs) e peso
específico da água(γw)
w
s
e
wS


.
.

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Correlações entre as fórmulas
).(]).1[( wssat nn  
Peso específico saturado (γsat),
porosidade (n), peso específico real dos
grãos (γs) e peso específico da água(γw)
Correlações entre as fórmulas
)1).(( nwssub  
Peso específico submerso (γsub),
porosidade (n), peso específico real dos
grãos (γs) e peso específico da água(γw)