Exercícios

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Mecânica dos Solos
Prof. MSc. David Nobre
UNESA – UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA CIVIL
Exercícios
Nova Iguaçu - RJ
2016
Exercício 1
Para se fazer a análise granulométrica de um solo tomou-se uma amostra de 53,25 g, cuja umidade era de 12,6%. A massa específica dos grãos do solo era de 2,67 g/cm³. A amostra foi colocada numa proveta com capacidade de um litro (V = 1000 cm³), preenchida com água. Admita-se, neste exercício, que a água é pura, não tendo sido adicionado defloculante, e que a densidade da água é de 1 g/cm³. Ao se uniformizar a suspensão (instante inicial da sedimentação), qual deve ser a massa específica da suspensão? E qual seria a leitura do densímetro nele colocado?
Exercício 2
No caso do exercício anterior, 15 minutos depois da suspensão ter sido colocada em repouso, o densímetro indicou uma leitura L = 13,2. Qual a porcentagem, em massa, de partículas, em relação à situação inicial, quando a suspensão era homogênea, ainda se encontrava na profundidade correspondente à leitura do densímetro?
Exercício 2
Exercício 2
Exercício 3
No exercício anterior, a leitura do densímetro acusava a densidade a uma profundidade de 18,5 cm. Qual o maior tamanho de partícula que ainda ocorria nesta profundidade? Considerar que o ensaio tenha sido feito a uma temperatura de 20ºC, para a qual a viscosidade da água é de 10,29 x 10-6 gs/cm².
Exercício 4
Para se construir um aterro, dispõe-se de uma quantidade de terra, que é chamada pelos engenheiros de “área de empréstimo”, cujo volume total foi estimado em 3000 m³. Ensaios mostraram que o peso específico natural é da ordem de 17,8 kN/m³ e que a umidade é de cerca de 15,8%. O projeto prevê que no aterro o solo seja compactado com uma umidade de 18%, ficando com um peso específico seco de 16,8 kN/m³. Que volume de aterro é possível construir com o material disponível e que volume de água deve ser acrescentado?
Exercício 5
Para determinar o índice de consistência e a sensitividade de uma argila, utilizou-se uma amostra indeformada. Os ensaios realizados e seus respectivos resultados estão listados abaixo:
Teor de umidade natural: 50%
Limite de Liquidez: LL = 60%
Limite de Plasticidade: LP = 35%
Resistência à compressão simples no estado natural: 82 kPa
Resistência à compressão simples com o solo amolgado: 28 kPa
Exercício 5
A consistência de um solo caracteriza-se por sua resistência á compressão simples no estado natural. Neste caso, o valor obtido indica que se trata de uma argila de consistência média, que é a categoria que apresenta resistência entre 50 e 100 kPa.
O solo amolgado apresenta uma resistência menor, indicando que o remoldamento provocou uma destruição da estrutura existente no estado natural. Esta queda de resistência caracteriza-se como a sensitividade do solo e numericamente expressa pela relação:
S = Resistência no estado natural/Resistência no estado amolgado = 82/28 = 2,9
Este valor se sensitividade caracteriza o solo como de sensitividade média.
Exercício 5
Note-se que o índice de consistência desse solo pode ser calculado a partir dos valores de LL, IP e w. O índice de consistência, entretanto, não indica a consistência do solo no estado natural, pois não leva em conta a estrutura que o solo possui, em função da qual ele se apresenta com maior resistência do que a indicada pela sua umidade em função dos limites de consistência. A partir da sua definição, o índice de consistência pode ser calculado:
IC = (LL – w)/(LL – LP) = (60 – 50)/(60 – 35) = 0,4
Por esse índice, o solo se classificaria como argila mole. De fato, esta é a sua consistência após amolgamento, quando sua resistência é de 28 kPa. No estado natural, entretanto, vale a pena repetir, a consistência é maior e o solo se classifica como argila de consistência média.
Exercício 6
A análise granulométrica de um solo constituído por areia, silte e argila forneceu o seguinte resultado: peso da amostra seca = 59,1 g. Os pesos retidos nas peneiras números 20, 40, 60, 140 e 200 foram, respectivamente, 2,8 – 3,4 – 8,5 – 6,7 e 10,2 g.
Do ensaio de sedimentação resultou que 24,6 g de partículas eram menores que 0,05 mm e 10,2 g menores que 0,005 mm.
Determine as porcentagens de areia, silte e argila e classifique o solo.
Exercício 6
Exercício 7
Dadas as curvas granulométricas A, B e C, pede-se:
Qual o de maior diâmetro efetivo?
Qual o de menor coeficiente de uniformidade?
Exercício 8
Locar num diagrama trilinear os pontos correspondentes aos solos A, B e C.
Exercício 8
Exercício 9
Um recipiente contendo solo saturado pesou 113,27 gf antes de ser colocado em estufa, e 100,06 gf após 24 horas de secagem. O peso do recipiente é 49,31 gf e a massa específica real é 2,80 g/cm3. Determinar o índice de vazios, porosidade, umidade e o peso específico aparente da amostra.
Exercício 10
Uma amostra de areia foi ensaiada em laboratório, obtendo-se:
a) solo no estado natural: volume = 700 cm³ e peso 1260 gf
b) solo seco no estado compacto: volume = 644 cm³ e peso 1095 gf
c) solo seco no estado fofo: volume = 755 cm³ e peso 1095 gf
d) peso específico dos grãos sólidos = 2,69 tf/m³.
Determinar a umidade natural e o grau de compacidade da areia.