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Sumário
Objetivos
Este trabalho tem como finalidade a descrição das metodologias utilizadas em aula de laboratório, de forma a realizar a descrição de amostra de solo, sua identificação tátil visual, definição do teor de umidade, densidade pelo método da balança hidrostática e densidade dos grãos, para isso foram seguidos o roteiro de MASSAD (2016) e a norma ABNT (2015).
Identificação do bloco
O solo analisado foi retirado no município de Campinas, na profundidade de 40 centímetros, na data de 12/09/2016. A amostra é um bloco indeformado já ensaiado, cujo bloco original era um cubo de 32 centímetros de aresta. Parafina recobria todo o bloco, tendo espessura original de 14 milímetros e a mais recente 2 milímetros com papel alumínio por baixo. (fig. 1)
Foi realizada a abertura da parafina do bloco, utilizando-se uma faca, para retirar uma amostra para identificação tátil visual. (fig. 2)
Figura 1 e 2 - Recebimento e abertura da amostra
Identificação tátil visual
Foram realizados os testes:
- Resistência a seco: parte da amostra foi umedecida e remodelada na forma de uma esfera (fig. 3) que foi colocada em estufa para poder testar sua resistência ao esmagamento pelas pontas dos dedos. No dia seguinte foi realizado o dry strength e obteve-se uma resistência média, na qual a compressão foi possível após uma considerável pressão dos dedos.
- Reação a vibração: outra parte da amostra foi saturada, de forma a torná-la macia e não pegajosa, colocada na palma da mão e sacudida vigorosamente, batendo-a na outra palma. Verificou-se que a água aparece e desaparece de forma devagar, sendo assim considerada lenta.
- Consistência nas proximidades do limite de plasticidade: foi moldada uma porção de amostra numa pasta de consistência mole, enrolou-se em uma superfície lisa até que atingido o limite de plasticidade. Depois de fragmentado, junta-se os pedaços do rolinho e continua com a ação de esmagamento até que a amostra seja esmigalhada (fig. 4). A massa esmigalhou-se logo abaixo do limite de plasticidade, apresentando thoughness médio.
Figura 3 e 4 – remodelagem para resistência a seco e consistência nas proximidades do limite de plasticidade
A cor da amostra é marrom, sem nenhuma estrutura ou odor característico, somente podendo ser vistos grãos de quartzo de granulometria areia fina até pedregulho fino. Devido à presença de raízes e a ausência de estrutura estima-se que o solo é um aterro ou solo superficial.
Pela avaliação tátil visual o solo a ser analisado é uma argila, pouco siltosa e pouco arenosa, com pedregulhos finos esparsos (quartzo), marrom.
Figura 5 - amostra para descrição tátil visual
Teor de Umidade
O teor de umidade é a relação entre a perda de peso de uma amostra de solo e o seu peso em secagem em estufa até a constância de peso, com temperaturas entre 105 e 110ºC. Para a obtenção destes dados foram retiradas duas amostras que foram colocadas em capsulas numeradas de massa controlada e em seguida pesadas para obtenção do peso úmido (Pu+t), a amostra foi colocada em estufa (fig. 6) e foi retirada apenas no dia seguinte, quando foi pesada obtendo-se o peso seco (Ps+t). Com os dados obtidos pode-se calcular a umidade das amostras (tabela 1) pelas fórmulas:
		(3.1)
		(3.2)
		(3.3)
			(3.4)
Onde Pu é o peso da amostra úmida, Pu+t é o peso da amostra úmida e cápsula, Pt é o peso da cápsula, Ps é o peso da amostra seca, Ps+t é o peso da amostra seca, Pa é o peso de água na amostra e h é a umidade.
	
	I
	II
	III
	CP
	1
	2
	1
	1
	2
	2
	1
	2
	Capsula
	191
	24
	167
	3
	5
	21
	171
	33
	Ph+t (g)
	83.17
	72.11
	45.94
	48.51
	99.48
	97.14
	46.41
	56.31
	Ps+t (g)
	77.33
	67.20
	44.24
	46.82
	92.89
	90.02
	44.62
	53.00
	Pa (g)
	5.84
	4.91
	1.70
	1.69
	6.59
	7.12
	1.79
	3.31
	t (g)
	26.88
	24.37
	28.65
	31.14
	30.99
	24.50
	28.00
	23.28
	Ph (g) 
	56.29
	47.74
	17.29
	17.37
	68.49
	72.64
	18.41
	33.03
	Ps (g)
	50.45
	42.83
	15.59
	15.68
	61.90
	65.52
	16.62
	29.72
	h (%)
	0.12
	0.11
	0.11
	0.11
	0.11
	0.11
	0.11
	0.11
	hmédia (%)
	0.11
Tabela 1 - Determinação de umidade das amostras. I: amostra ensaio de umidade, II: amostra da formação da esfera para densidade natural, III amostra da esfera.
Figura 6 - Amostras na estufa para a retirada de umidade
Densidade natural
Os processos empregados para a determinação de densidade natural são a moldagem do corpo em formato geométrico bem definido (cilindro ou cubo) e medição direta de suas dimensões ou a pesagem em balança hidrostática, que foi aquele utilizado em aula.
Primeiramente retiram-se do bloco duas amostras indeformadas que serão talhadas em forma esférica, sendo suas rebarbas coletas em cápsulas para a determinação do teor de umidade (duas amostras por esfera) (figs. 7 e 8). As esferas devem ser amarradas preferencialmente com fio de nylon, de forma que o gradual umedecimento do barbante não perturbe a leitura do peso., e então pesada a fim de se obter o peso P1 (solo + fio)(figs. 9 e 10).
A esfera é mergulhada em parafina livre de impurezas de densidade conhecida (γp) por quantas vezes se julgue necessário, até que não seja possível perceber falhas na parafina que levem a entrada de água no solo (fig. 11). Novamente a esfera é levada a balança, e pesada obtendo-se o P2 (solo + fio + parafina) (figs. 12 e 13).
Pega-se um recipiente com água e com a balança tarada é obtido o P3 (solo + fio + parafina submersos) (fig. 14).
Figura 7 e 8 - esferas talhadas e amostras para umidade
Figura 9 e 10 - pesagem das amostras para obtenção de P1
Figura 11 - imersão de amostra na parafina
Figura 12 e 13 – pesagem das amostras para determinação de P2
Figura 14 - pesagem da amostra submersa para determinação de P3
Com os dados obtidos pode-se calcular o volume da amostra (tabela 2) pela equação:
	(4.1)
Onde Vs é o volume do solo, P1 é o peso do conjunto solo e fio, P2 é o peso do conjunto solo, fio e parafina, P3 é o peso do conjunto solo, fio e parafina submersos, γo é a densidade da água e γp é a densidade da parafina.
O material dentro da parafina é retirado e pesado para se obter o Peso úmido (Pu), e realizado o procedimento para se obter o teor de umidade.
Assim pode-se obter a densidade natural do solo (tabela 2) através da equação:
	(4.2)
	(4.3)
Onde γu é a densidade úmida do solo, Pu é o peso úmido do solo, Vs é o volume do solo, γs é a densidade seca do solo e h é a umidade do solo.
	CP
	1
	2
	γp (g/cm3)
	0.89
	0.89
	P1 (g)
	36.09
	92.40
	P2 (g)
	39.19
	100.11
	Pparafina (g)
	3.10
	7.71
	P3 (g)
	17.08
	44.52
	V solo + parafina (cm3)
	2.11
	2.08
	V parafina (cm3)
	3.49
	8.67
	Vs (cm3)
	18.71
	47.13
	γu (g/cm3)
	1.93
	1.96
	γs (g/cm3)
	1.74
	1.77
	γs (g/cm3)
	1.75
Tabela 2 - Determinação da densidade natural e seca das amostras. Adotando a temperatura da água como 28 ºC.
Densidade dos grãos
Primeiramente deve ser feita a calibração do picnômetro, com o equipamento limpo de qualquer resíduo ele deverá ser pesado (fig. 15), enche-se o picnômetro com água até que o ponto mais baixo do menisco tangencie a marca existente em seu gargalo, espera-se a temperatura estabilizar então é realizada a média de três temperaturas tomadas em uma mesma vertical, a diferença entre elas deve ser inferior a 0,5ºC (fig. 16). A seguir pesa-se o picnômetro mais a água e registra-se a temperatura média dos três pontos (fig. 17).
Figura 15, 16 e 17 – pesagem do picnômetro vazio, aferição de temperatura e pesagem do picnômetro com água
O ensaio propriamente dito inicia-se com a adição de água no solo e a formação de uma pasta (fig. 18). Esta pasta formará 3 amostras, 2 para definir o teor de umidade da amostra (tabela 3) e uma para a densidade dos grãos (fig. 19).
Figura 18 e 19 - criação da pasta e separação de amostra para densidade dos grãos
A amostra da densidade será pesada e então colocada em um dispersor por 15 minutos (fig. 20).Transfere-se a suspensão para o picnômetro, completando com água até a metade do frasco, utilizando água destilada de forma que não se perca amostra entre os procedimentos (fig. 21).
Figura 20 e 21 - dispersor e transferência da amostra para o picnômetro
Aplica-se vácuo durante 15 minutos enquanto o picnômetro é agitado para retirada de bolhas de ar da amostra (fig. 22). Completa-se o frasco até a metade do gargalo e retorna para a bomba de vácuo a fim de verificar se existe bolhas de ar na amostra. Mede-se a temperatura novamente, realizando a média.
O exterior do picnômetro é limpo e seco e então completa-se cuidadosamente com água destilada até o menisco tangenciar a marca do gargalo, em seguida limpa-se e seca-se o interior do frasco, acima do menisco.
Pesa-se novamente o picnômetro, agora com água e solo (fig23).
Figura 22 e 23 - ação da bomba de vácuo e pesagem do picnômetro
Com os dados obtidos pode-se calcular a densidade dos grãos (tabela 4) pela fórmula:
		(5.1)
Onde δ é a densidade dos grãos, γo a densidade da água, Psa peso do picnômetro com solo e água, Pa peso do picnômetro com água, e Ps é o peso do solo seco.
	CP
	1
	2
	Capsula
	36
	34
	Ph+t (g)
	69.55
	61.25
	Ps+t (g)
	62.11
	54.84
	Pa (g)
	7.44
	6.41
	t (g)
	25.13
	22.87
	Ph (g) 
	44.42
	38.38
	Ps (g)
	36.98
	31.97
	h (%)
	0.20
	0.20
	hmédia(%)
	0.20
Tabela 3 – Determinação da umidade das amostras
	Picnômetro
	12
	Cápsula (nº)
	60
	Pu (g)
	71.5
	Ppicnômetro (g)
	348.75
	Ps (g)
	59.54
	Pa (g)
	1345.3
	Psa (g)
	1381.82
	δ (g/cm3)
	2.59
Tabela 4 - Determinação da densidade dos grãos
Referências Bibliográficas
ABNT. NBR 10838 Solo – determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas, com emprego da balança hidrostática. Rio de Janeiro: [s.n.]. 
MASSAD, F. Mecânica dos Solos Experimental. 1. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. 
Anexo I – Folhas de laboratório