Análise Granulométrica de Solos

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Aula 02: ANÁLISE 
GRANULOMÉTRICA
Professora: Giovanna Feitosa
FEVEREIRO/2015
O solo é um conjunto de partículas dispostas de forma organizada,
seguindo leis fixas e segundo a ação de forças naturais.
Define-se como Estrutura, o arranjo das partículas que compõem o
solo. A estrutura do solo influencia o seu comportamento como material
de engenharia.
Nos solos grossos (areias e pedregulhos) a massa de cada partícula
é grande, não há forças elétricas entre elas, a gravidade é o principal fator
agindo na formação de sua estrutura. Há a deposição individual das
partículas, formando uma estrutura SIMPLES ou UNIGRANULAR.
ESTRUTURA DOS SOLOS
Do ponto de vista da engenharia o comportamento mecânico e
hidráulico de um solo com estrutura simples, fica definido principalmente
por duas características: COMPACIDADE E ORIENTAÇÃO DAS PARTÍCULAS.
A orientação das partículas produz, como efeito principal,
diferentes permeabilidades do solo, conforme o fluxo seja normal ou
paralelo à direção de deposição do material.
ESTRUTURA DOS SOLOS
Nos solos finos (siltes e argilas), a massa de cada partícula é muito
pequena, quando comparada com as forças intermoleculares existentes. A
existência dessas forças de atração faz com que nos solos finos, as
partículas não se depositem individualmente, mas sim em grupos,
originando estruturas dos tipos: Alveolar, Floculada e Mista.
ESTRUTURA DOS SOLOS
Estrutura
floculada
Estrutura
dispersa
Placas 
individuais
Nos solos grossos, as forças gravitacionais predominam sobre
qualquer outra força, por isso, todas as partículas grossas têm um
comportamento similar. O comportamento MECÂNICO e HIDRÁULICO de
tais solos está definido por suas características circunstanciais, tais como, a
compacidade do depósito e a orientação das partículas individuais.
Nos solos de grãos muito finos, entretanto, forças de outros tipos
exercem ação importante, provocando uma relação área/volume de
valores elevados. As forças eletromagnéticas desenvolvidas nas superfícies
dos compostos minerais exercem grande influência no seu
comportamento.
CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS
Nos solos grossos a forma característica é a EQUIDIMENSIONAL,
em função da ação dos agentes mecânicos desintegradores. Raramente
corresponde à partículas que tenham sofrido ataque químico.
A forma equidimensional divide-se em ANGULAR e ARREDONDADA.
As formas angulares são típicas das areias residuais e areias
vulcânicas. As formas arredondadas são freqüentes nas areias de rios e
algumas formações de praias (areias eólicas).
FORMA DOS GRÃOS
Nos solos finos, devido ao seu processo de formação, a forma das
partículas tende a ser achatada, por causa dos minerais de argila,
predominando a forma lamelar ou laminar.
Como exceção, alguns minerais possuem a forma fibrilar (haloisita),
caso mais comum nos solos orgânicos.
Durante muitos anos acreditou-se que o tamanho das partículas era
o fator determinante em algumas propriedades mecânicas importantes,
mais particularmente, na compressibilidade.
Hoje, considera-se que a forma das partículas exerce um papel
muito mais importante nesta propriedade.
FORMA DOS GRÃOS
Os solos são formados por partículas de diferentes tamanhos, em
proporções variadas. O tamanho relativo dos grãos que formam a fase
sólida dos solos é chamado TEXTURA. A medida da textura é feita pela
análise granulométrica.
De acordo com a textura os solos são classificados como GROSSOS E
FINOS. São solos grossos os Pedregulhos e as Areias, e são solos finos, os
Siltes e as “Argilas”.
TAMANHO DAS PARTÍCULAS
Escala Granulométrica:( ABNT 6502/95)
Argila silte areia pedregulho
0,002 mm 0,06 mm 2,0 mm 60 mm
A distribuição granulométrica de um solo é representada pela
curva que indica para cada tamanho de partícula (diâmetro equivalente), a
percentagem em peso do solo que possui diâmetros maiores ou menores
que esta partícula.
Diâmetro Equivalente: É o diâmetro da menor esfera que
circunscreve a partícula.
A curva granulométrica permite distinguir tipos de textura
diferentes, definindo aquelas que predominam em cada tipo de material.
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA
A distribuição granulométrica do solo é obtida através da análise
do material por dois processos:
Método do Peneiramento;
Método da Sedimentação.
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA
Procedimento feito com o auxílio de peneiras de malhas metálicas,
quadradas. É utilizado para solos com diâmetros de partículas maiores que
0,074 mm. Esta limitação é física, função do material usado na fabricação
da peneira.
MÉTODO DO PENEIRAMENTO
Ensaio realizado com o auxílio do densímetro baseado na lei de
Stokes que estabelece:
“Supondo uma esfera caindo através de uma massa líquida de extensão
infinita, após os primeiros instantes da queda, a esfera atinge uma
velocidade constante, que é função do quadrado do diâmetro da esfera”.
Relaciona o diâmetro equivalente das partículas (D) com a
velocidade de sedimentação (v) em meio líquido de viscosidade (μ) e peso
específico () conhecidos.
MÉTODO DA SEDIMENTAÇÃO
 ws
D




1800
O ensaio de sedimentação é empregado para solos com diâmetros
de partículas menores que 0,074 mm e maiores que 0,2 m.
MÉTODO DA SEDIMENTAÇÃO
Para auxiliar a identificação das características de uniformidade e
graduação dos solos, são definidos os seguintes índices, obtidos
diretamente do gráfico:
MÉTODO DA SEDIMENTAÇÃO
DIÂMETRO EFETIVO
(D10 ou De): É o
diâmetro
correspondente a 10%
em peso total de todas
as partículas menores
que ele.
O valor de D10 fornece uma das
informações necessárias para o cálculo
da permeabilidade, utilizado no
dimensionamento de filtros e drenos.
D30 e D60: diâmetros correspondentes a
30% e 60% em peso total das partículas
menores que eles.
d10 d30
d60
CURVA GRANULOMÉTRICA
CURVA GRANULOMÉTRICA
Coeficiente de Uniformidade:
onde:
Dois solos com coeficientes de uniformidade iguais apresentam
curvas granulométricas paralelas, embora possam apresentar texturas
diferentes.
10
60
D
D
Cu 
Cu < 5 Solo muito uniforme
Cu < 15 Solo de uniformidade média
Cu >15Solo Desuniforme (bem graduado)
CURVA GRANULOMÉTRICA
Coeficiente de Curvatura:
solo bem graduado: 1 < Cc < 3
1060
2
30
DD
)D(
Cc


D30 e D60: diâmetros correspondentes a
30% e 60% em peso total das partículas
menores que eles.
DIÂMETRO EFETIVO
(D10 ou De): É o
diâmetro
correspondente a 10%
em peso total de todas
as partículas menores
que ele.
O valor de D10 fornece uma das
informações necessárias para o cálculo
da permeabilidade, utilizado no
dimensionamento de filtros e drenos.
NEM SE ILUDA... ISSO FOI SÓ O COMEÇO!