Relatório 1 Lab Solos

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Universidade Federal de Alagoas
Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia
Curso de Engenharia Civil
	
RELATÓRIO SOBRE CARACTERIZAÇÃO TÁCTIL-VISUAL, DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DE SOLO E ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO
Julianna Paiva
Kaio Oliveira
Renata Atanasov
Vivianne Gomes
MACEIÓ, 13 de Março de 2018
	
	
Universidade Federal de Alagoas
Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia
Curso de Engenharia Civil
	
RELATÓRIO SOBRE CARACTERIZAÇÃO TÁCTIL-VISUAL, DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DE SOLO E ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO
MACEIÓ
2018
SUMÁRIO
RESUMO ------------------------------------------------------------------------------------------------ 01
INTRODUÇÃO GERAL ------------------------------------------------------------------------------ 02
TÁCTIL-VISUAL -------------------------------------------------------------------------------------- 03
Equipamentos E Procedimentos ------------------------------------------------------------- 03
Interpretação De Resultados ------------------------------------------------------------------ 06
Conclusão --------------------------------------------------------------------------------------- 06
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO ------------ 07
Equipamentos e Procedimentos -------------------------------------------------------------- 07
Resultados Experimentais -------------------------------------------------------------------- 08
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DO SOLO ------------------- 09
Equipamentos ---------------------------------------------------------------------------------- 09
Procedimentos e Resultados Experimentais ----------------------------------------------- 09
Conclusão --------------------------------------------------------------------------------------- 14
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE HIGROSCÓPICA ----------------------------------------- 15
Equipamentos e Procedimentos ------------------------------------------------------------- 15
Resultados Experimentais -------------------------------------------------------------------- 15
Interpretação de Resultados ------------------------------------------------------------------ 15
Conclusões -------------------------------------------------------------------------------------- 16
GRANULOMETRIA ---------------------------------------------------------------------------------- 17
	Equipamentos Utilizados --------------------------------------------------------------------- 17
	Procedimentos ---------------------------------------------------------------------------------- 17
	Resultados Experimentais E Análises ------------------------------------------------------- 18
Conclusão --------------------------------------------------------------------------------------- 23
CONCLUSÃO GERAL ------------------------------------------------------------------------------- 24
BIBLIOGRAFIA --------------------------------------------------------------------------------------- 25
RESUMO
Esse relatório tem como principal objetivo apresentar os procedimentos experimentais executados no Laboratório de Mecânica dos Solos 1, assim como os resultados obtidos e a análise de cada um em relação ao resultado obtido. 
Todos os procedimentos experimentais realizados estão de acordo com a ABNT. Foram utilizadas amostras deformadas de solo, porém vale a pena ressaltar que amostras indeformadas também poderiam ter sido utilizadas. 
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Os ensaios, como o Táctil Visual, têm por função classificar e determinar algumas características dos solos. Tais ensaios são de extrema importância, por serem facilmente executados e por apresentarem resultados importantes numa caracterização prévia do solo ao qual se pretende utilizar. 
É de extrema importância que todo o processo de ensaio siga uma norma que indique o melhor caminho na preparação do solo, reduzindo a chance de erros ocorrerem posteriormente. O ensaio de preparação de amostras é realizado com o intuito de separar todas as frações de solo que serão utilizados em ensaios subsequentes. 
Define-se solo como o material que resulta do processo de intemperismo, isto é, da decomposição e desintegração de uma rocha por agentes físicos, químicos e/ou biológicos. Para a engenharia civil, solo é o material de construção ou mineração da crosta terrestre escavável. Em posse de uma breve definição de solo, pode-se definir a mecânica dos solos, que tem por função estudar o comportamento dos solos quando estes são utilizados como material de construção e/ou de fundação. 
Compostos por três fases: ar, água e sólidos, os solos apresentam valores diferentes para os seus três elementos. Diversas vezes se faz necessário conhecer apenas uma das fases, separando-as umas das outras. Com este processo de separação é possível determinar o teor de umidade, índice de vazios e massa específica dos grãos. Este último, é a relação entre a sua massa total e seu volume total, sendo incluído o peso de água e o volume de vazios no solo. 
Na analise granulométrica, é possível determinar a distribuição percentual dos mais diversos tamanhos grãos do solo ao qual se quer estudar, bem como as dimensões das partículas dos agregados. 
Os solos têm tamanhos de partículas variadas. DAS (2007) diz que a granulometria é a faixa de tamanho das partículas presentes em um solo, expressa como uma porcentagem do seu peso total seco. 
Os ensaios de granulometria ajudam na determinação das frações que predominam do solo, que são misturas entre argilas, areias, siltes e pedregulhos. Usualmente os solos são nomeados de acordo com as frações dominantes, como areia-argilosa, argila-siltosa, silte-argiloso, entre outros (VARGAS, 1977).
ENSAIO TÁCTIL VISUAL
Equipamentos e Procedimentos
Equipamentos:
Três amostras de solo;
Garrafas PET de 500ml;
Bandeja metálica com água para colocar os torrões;
Fonte de água corrente (torneira).
Procedimentos:
Uma análise preliminar foi realizada para no intuito de obter uma classificação geral do solo. Pequenas porções de solos foram amolgadas com as mãos afim de sentir a textura e aspereza das amostras. 
A segunda etapa do procedimento experimental foi o ensaio de desagregação, onde um torrão, de aproximadamente 5cm de diâmetro, de cada solo foi colocado na bandeja com uma camada de 0,5cm de água. Quanto mais rápido o solo se desagrega, mais o solo pode ser definido como grosso. 
Para o teste de impregnação, preparou-se uma pasta com cada um dos solos em questão e esfregou-se essa pasta na palma das mãos. Em seguida a mão foi colocada sob a fonte de água corrente com vazão moderada, sendo classificado como solo mais fino aquele que demorou mais a soltar da palma da mão.
Por fim, foi realizado o teste de sedimentação com os solos. Uma amostra de cada solo foi separada e feita uma pasta de cada uma. A mesma quantidade, de cada um dos solos, foi colocada uma em cada garrafa PET (todas com o mesmo formato e volume para que a comparação fosse mais precisa) e preenchidas com o mesmo volume de água destilada. Agitou-se a mistura. O ensaio consiste em analisar a sedimentação do solo da seguinte maneira: as partículas de areia serão as primeiras a sedimentar quase que instantaneamente, as partículas de silte demoram alguns minutos até formarem a segunda camada, e por fim, as partículas de argila, por sua pequena granulometria, ficarão em suspensão por muito tempo. 
Resultados Experimentais
Uma análise preliminar foi realizada e constatou-se que os solos eram misturas de dois ou três solos, porém com a predominância clara de um tipo, ou seja, uma amostra apresentava uma maior quantidade de silte (1), outra de argila (2) e a última de areia (3) (Figura 1).
Figura 1: Amostrasde solos. Da esquerda para direita: 1 – Solo com maior quantidade de silte, 2 – Solo com maior quantidade de argila e 3 – Solo com maior quantidade de areia.
	No passo seguinte, o ensaio de desagregação, foi possível confirmar o que foi constatado na análise táctil e visual. O primeiro torrão que foi colocado na água (3), se desintegrou totalmente quase que instantaneamente. O segundo torrão foi o número 1, onde a presença de silte era dominante. O torrão absorveu água e após um determinado tempo começou a apresentar desintegração em suas bordas, de maneira lenta. Por fim, o torrão com maior quantidade de argila (2) foi colocado na água, e após um determinado tempo, nada ocorreu, apenas uma pequena absorção de água (Figura 2). 
Figura 2: Torrões no ensaio de desagregação.
	Para dar a certeza desta classificação dos solos, o teste de sedimentação foi realizado. Percebendo a diferença na velocidade de sedimentação das amostras e também pela espessura de solo no fundo das garrafas, a classificação se tornou possível.
Figura 3:Da esquerda para a direita: Solo Siltoso (1), Solo Arenoso (2) e Solo Argiloso (3).
	O ensaio de impregnação foi realizado com as pastas feitas dos solos siltosos, argilosos e arenosos a fim de identificar com mais clareza a diferença entre os solos (Figura 4). A pasta de areia soltou da mão completamente quando em contato com a água corrente. A pasta de silte demorou um pouco mais para soltar da mão, impondo uma dificuldade, maior que a da areia, na sua remoção. Por fim, a pasta de argila soltou da mão após um longo período embaixo da água, ainda restando um pouco na mão após o ensaio. (Figura 5).
Figura 4: Pastas do solo Argiloso, Siltoso e Arenoso.
	
Figura 5: Ensaio de Impregnação com solo argiloso, arenoso e siltoso.
Interpretação dos Resultados
	Solo
	Cor
	Análise Preliminar
	Desagregação
	Sedimentação
	Impregnação
	Classificação
	1
	Marrom
	Granulometria fina quase sem nenhuma aspereza
	Não ocorreu
	Não ocorreu
	Muito dificil de soltar da mão
	Argila Siltosa
	2
	Cinza
	Granulometria fina e uniforme com aspereza
	Velocidade lenta para intermediária
	Velocidade intermediária
	Soltou ligeiramente rápido, porém mais lento que na amostra 3
	Silte Arenoso
	3
	Marrom Acinzentado
	Granulometria grossa com pequena parcela de finos
	Instântanea
	Instântanea
	Soltou instantâneamente da mão
	Areia
Quadro 1: Classificação dos Solos no Ensaio Táctil Visual
Conclusões
Após realizar os passos explicitados acima, foi possível comprovar que este ensaio é de fácil execução, sendo possível realiza-lo em campo facilmente. Vale ressaltar que a classificação prévia do solo, em campo, torna possível um melhor direcionamento dos ensaios que serão necessários posteriormente com o solo em questão. 
Na análise preliminar notou-se uma diferença na granulometria do solo, não sendo suficiente para se afirmar a classificação do solo. O teste de desagregação foi o primeiro passo para a confirmação dos palpites dados inicialmente. Por fim, os testes de sedimentação e impregnação foram decisivos na identificação do solo. 
	 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO
Equipamentos e Procedimentos
Equipamentos
Amostra de solo;
Pá;
Martelo de borracha;
Bandeja de aço;
Balança;
Almofariz;
Mão de gral recoberta de borracha;
Repartidor de amostra;
Peneiras nº 10 e nº 40;
Sacos plásticos.
Procedimentos:
As normas seguidas para a execução do ensaio de preparação de amostras foi a DNER-ME 41/63. O primeiro passo foi o destorroamento do solo em uma bandeja com o martelo de borracha. Quando se obteve um solo sem grandes torrões, o quarteamento foi realizado três vezes, afim de se obter uma amostra próxima dos 1500g, pois o solo estudado foi definido como fino (Figura 6).
Figura 6: Processo de destorroamento e separação da amostra de 1500g.
Após a pesagem, o material (1500g) foi novamente destorroado no almofariz utilizando a mão de gral recoberta de borracha. Dando sequencia ao processo, o material destorroado foi passado na peneira de 2mm (nº10) e o material retido foi reservado, bem como 250g do material passante. Dos 250g, cerca de 50g serão utilizados para o ensaio de determinação da umidade higroscópica, 70g para a análise granulométrica das frações da amostra menor que 2mm e 10g para o ensaio de densidade real (Figura 7). 
O material foi novamente repartido com o auxílio do repartidor de amostras. Realizando o processo duas vezes, fez-se o peneiramento do solo utilizando a peneira de 0,42mm (nº40). Dessa vez, o material retido na peneira nº40 foi descartado, e o que passou foi reservado (Figura 7). Do material passante na peneira de 0,42mm retiram-se aproximadamente 200g. Serão utilizados 70g para o ensaio de determinação do limite de liquidez, cerca de 50g para o ensaio de determinação do limite de plasticidade e cerca de 50g para a determinação dos fatores de contração. 
Figura 7: Processo de peneiramento da amostra; Processo de destorroamento dos 1500g coletados; Processo de repartição da amostra.
Resultados Experimentais e Conclusões
Este experimento não possui nenhum resultado que possa ser discutido pois não se ensaia o solo, apenas o separa em diversas frações com diferentes granulometrias para que estas sejam utilizadas em ensaios posteriores.
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DO SOLO
Equipamentos e Procedimentos
Equipamentos
Picnometro com capacidade de 500 cm³ calibrado a 20ºC com respectiva curva de calibração (variação do peso do picnômetro cheio d’agua em função da temperatura);
Termometro graduado em 0,5 ºC de 0 ºC a 50 ºC;
Balança com capacidade de 1000g sensível a 0,1g;
Estufa capaz de manter a temperatura entre 105 ºC e 110 ºC;
Aparelho de dispersão com hélices substituíveis e copo munido de chicanas;
Cápsulas;
Espátulas;
Água destilada.
Procedimentos:
Este ensaio visa determinar a massa específica dos grãos de solo passantes na peneira 4,8mm, utilizando o picnômetro. A norma que que regulamenta o ensaio é a NBR 6508/84.
Inicia-se o ensaio colocando a amostra de solo em uma capsula com água destilada, sendo a água suficiente para se obter uma pasta fluida. Utilizando o dispersor, para uma melhor homogeneização da pasta, mistura-se a pasta por 15 minutos (Figura 8). 
Figura 8: Processo de homogeneização da pasta e passagem para o picnômetro.
O passo seguinte é transferir a amostra para o picnômetro, adicionando água destilada até metade do seu volume. Uma bomba de sucção foi utilizada no passo seguinte para que houvesse uma retirada quase que total do ar, criando um vácuo no picnômetro. O processo de sucção foi de 15 minutos (Figura 9). 
Figura 9: Processo de remoção do ar utilizando uma bomba para aplicar vácuo no picnômetro.
Para verificar se o ar que estava aderido às partículas foi removido com sucesso, completou-se com água destilada o volume do picnômetro até a base do gargalo. Verificou-se que não houve variação no nível d’agua. Prosseguindo com o experimento, a temperatura do líquido presente no picnômetro foi aferida, posteriormente, enche-se o picnômetro até a marca de calibração e prossegue-se adicionando água até o menisco coincidir com a marca. Pesa-se o picnômetro com a aproximação de 0,1g e o valor foi guardado (Pas).
Logo a seguir, foi aferido o peso do picnômetro cheio de água (Pa). Para finalizar o ensaio, transfere-se todo o conteúdo de solo presente no picnômetro para uma capsula de peso conhecido e o material vai para a estufa, havendo a retirada de umidade. Por fim, pesou-se o material seco (Ps).
Resultados Experimentais
Ao finalizar o experimento, estamos em posse dos seguintes valores: Pas, Pa e Os. Com estes valores é possível calcular a massa específica dos grãos do solo através da seguinte fórmula:
Onde,
δ = massa específica dos grãos de solo, em g/cm3; Ps = peso em g do solo seco em estufa a 105º-110ºC;Pa = peso em g do picnômetro cheio d'água à temperatura do ensaio;
Ps = peso do solo em g;
Pas = peso em g do picnômetro mais solo, mais água;
γa = massa específica da água (g/cm3) à temperatura do ensaio.
	Peso do Picnometro + Água (g)
	631.25
	Peso do Picnometro + Água + Solo (g)
	661.98
	Peso da Cápsula + Solo Seco (g)
	257.54
	Peso da Cápsula (g)
	209.52
	Peso do Solo Seco (g)
	48.02
	Temperatura de Ensaio (ºC)
	26
	Massa Específica à temperatura de ensaio (g/cm³)
	2.78
Quadro 2: Valores aferidos para o cálculo da Massa específica do solo ensaiado.
Interpretação dos Resultados
Devido ao curto tempo passado em laboratório, não foi possível obter resultados suficientes para uma análise correta do solo, uma vez que é necessário uma seguda amostra, sendo obtida uma média entre as duas. Os resultados são considerados satisfatórios quando não diferem de 0,02 g/cm³.
Conclusões
Sendo a massa específica dos grãos encontrada regida pela norma ABNR NBR 6508/84, e o resultado do experimento dependente da quantidade de vazios presentes na amostra. Quanto menor os vazios do solo, mais próximo da massa específica dos grãos o resultado estará. Sendo um ensaio de fácil execução, todo o cuidado foi voltado à perfeita execução e cuidados com os frascos e a bomba de sucção. 
Este ensaio é de grande importância, pois é capaz de apresentar importantes características estruturais do solo, trazendo à tona informações sobre a resistência e estabilidade do solo. Vale ressaltar a importância da massa específica para trabalhos como a execução de aterros, pois vão necessitar desta informação volumétrica do solo.
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE HIGROSCÓPICA
Equipamentos e Procedimentos
Equipamentos:
Cápsulas de alumínio;
Balança com precisão de 1g e 5g;
Estufa.
Procedimentos:
O primeiro passo foi pesar as capsulas de alumínio e tomar nota dos valores. Dando sequencia ao experimento, os materiais passantes na peneira de 2mm, que foram previamente reservados, foram utilizados para preencher as capsulas e assim o peso da cápsula + solo foi tomado, determinando o peso bruto úmido.
As cápsulas com o solo úmido foram levadas até a estufa e mantidas à aproximadamente 105 ºC durante 1 semana (tempo que levou de uma aula para a seguinte). Após o tempo, a capsula foi retirada da estufa, esperou-se atingir a temperatura ambiente e aferiu-se novamente o peso, sendo este o peso bruto seco. 
Resultados Experimentais
Em posse dos valores, a umidade higroscópica pode ser calculada através da média aritmética das unidades das duas cápsulas e estão apresentadas na tabela abaixo:
	Número da Capsula
	87
	147
	Peso Bruto Úmido (g)
	89.07
	84.21
	Peso Bruto Seco (g)
	88.04
	82.96
	Peso da Cápsula (g)
	30.43
	14.53
	Peso da Água (g)
	1.03
	1.25
	Peso do Solo Seco (g)
	57.61
	68.43
	Teor de Umidade (%)
	1.17
	1.51
	Umidade Média (%)
	1.34
Quadro 3: Dados para Umidade Higroscópica
Interpretação dos Resultados
A amostra de solo presente na cápsula nº 87 apresentou uma redução menor de peso, mesmo contendo maior quantidade de solo (Peso Bruto Úmido), quando comparada à amostra da cápsula nº 147, onde a segunda obteve um teor de umidade um pouco maior que a primeira. Esta redução de peso ocorre devido a evaporação da água presente no solo quando foram levados à estufa. 
Diversos fatores influenciaram a diferença no teor de umidade de ambas as amostras, alguns fatores como o manuseio na hora da pesagem, o tempo que as amostras ficaram do lado de fora da estufa até chegar a temperatura ambiente, as amostras podem ter sido pesadas em diferentes temperaturas. A média de umidade foi de 1,34%, o que representa 17% de variação média. 
Conclusões
O valor da umidade higroscópica encontrado depende de diversos fatores, como influência de chuvas no solo, épocas mais frias ou quentes. Para as condições específicas as quais o ensaio estava submetido o valor obtido foi considerado baixo e com esse valor o solo estava propício a ser submetido aos ensaios seguintes, como o da granulometria. Caso a umidade encontrada fosse considerada alta o solo não poderia seguir para o ensaio de granulometria, pois essa característica influenciaria diretamente no ensaio.
GRANULOMETRIA
Equipamentos e Procedimentos
Equipamentos:
Estufa capaz de manter a temperatura entre 60ºC e 110 ºC;
Balança com resolução de até 0,01g;
Recipientes para guardar as amostras;
Peneiras de 50mm, 38mm, 25mm, 19mm, 9.5mm, 4.8mm, 2mm, 1.2mm, 0.6mm, 0.43mm, 0.25mm, 0.15mm e 0,075mm, de acordo com a NBR 5734;
Escova com cerdas metálicas;
Agitador mecânico de peneiras, com capacidade para seis peneiras incluindo tampa e fundo.
Procedimentos:
Para o peneiramento grosso, o material retido na peneira de 2mm foi lavado e seco em estufa previamente. O material seco foi colocado na sequência de peneiras: 50mm, 38mm, 25mm, 19mm, 9.5mm, 4.8mm, colocado no agitador. Os valores retidos em cada peneira e no fundo foram anotados.
O mesmo processo foi realizado para o material fino, mas a sequencia de peneiras foi: 1.2mm, 0.6mm, 0.43mm, 0.25mm, 0.15mm e 0,075mm. Anotou-se os valores após as peneiras passarem pelo agitador. 
Resultados Experimentais
Interpretação dos Resultados
Conclusões
CONCLUSÃO GERAL
A realização de todos os procedimentos experimentais citados resulta numa classificação prévia do solo ensaiado e possibilita um melhor conhecimento de suas propriedades e características. A amostra em questão mostrou ser composta de granulometria intermediária entre o silte e a areia, sendo caracterizado como areno siltoso.
O solo é responsável por absorver as cargas que lhe são impostas por intermédio das mais diversas obras de engenharia, como fundações, barragens e aterros. Os ensaios relatados nesse relatório, assim como os que serão feitos posteriormente são essenciais para a realização dos projetos desejados.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Normas da ABNT
Fundamentos de Engenharia Geotécnica
	Braja M. Dias
Curso Básico de Mecânica dos Solos
	Carlos de Souza Pinto
Relatório referente aos ensaios laboratoriais de solos 1, sob a orientação do professor Amaro Monteiro, como requisito para avaliação da disciplina de Laboratório de Solos 1.
_1330292690.doc
_933145490/ú�€%�
_1330292691.doc
_933145490/ú�€%�