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Campus Alegrete Engenharia Agrícola Disciplina de Mecânica dos Solos Prof. DSc Wilber Feliciano Chambi Tapahuasco Relatório I Inspeção de Solo Acadêmicos: José Carlos Dotta Filho Lucas Lazzarotto Abril 2017 Sumário 1. Resumo ……………………………………………………………..3 2. Objetivo ……………………………………………………………..3 3. Materiais utilizados ……………………………………………….4 4. Metodologia ………………………………………………………..5 5. Apresentação dos resultados…………………………………...6 6. Análise dos resultados …………………………………………17 7. Conclusões ……………………………………………………….18 8. Bibliografia ….…………………………………………………….19 1 - Resumo Este relatório traz como tema de abordagem a inspeção de solo estudado na disciplina de Mecânica dos Solos, ministrada pelo professor Dr. Wilber Tapahuasco. Nos dias 25 e 26 de abril de 2017 o grupo se dirigiu a um terreno ao lado da casa de um dos membros do grupo (Fabiano) para realização da primeira etapa de aula prática, sendo realizada uma abertura de poço e coleta de amostra indeformada de solo, conforme instruídos pela norma NBR 9604/86 - Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas. No dia 29 de março de 2017, no laboratório de solos da UNIPAMPA foi realizada a segunda etapa de aula prática, com denominação do teor de umidade do solo coletado, como prescrito pela norma NBR 6457/86 e também foi realizado o ensaio de Frasco de Areia, com base na norma NBR 7185/86 – Determinação da massa específica aparente, “in situ”, com emprego do frasco de areia. 2 - Objetivo Primeiramente aplicar os aprendizados das aulas teóricas de acordo com as normas da NBR já citadas e fazer a escavação de um poço com coleta de solo deformada, determinar o teor de umidade do solo, preparação da amostra de solo para determinações futuras de sua granulometria, aplicação do método frasco de areia para a determinação de massa específica in situ, além de determinação da massa especifica aparente com o emprego do ensaio frasco de areia. 3 - Materiais Utilizados Para a primeira etapa na limpeza da área, isto é, remoção da vegetação, matéria orgânica e escavação do poço conforme a NBR 9604 foi utilizados os seguintes instrumentos: Para a segunda etapa no processo de ensaio de estufa conforme a NBR 6457, foi utilizado os seguintes materiais: Para a terceira etapa na secagem para a umidade higroscópica foi utilizado os seguintes materiais: Para a quarta etapa, o ensaio do Frasco de areia, foi utilizado os seguintes materiais: 4 - Metodologia 1ª ETAPA: ESCAVAÇÃO DO POÇO. O grupo se deslocou até um terreno ao lado da propriedade do nosso colega (Fabiano), situada na Avenida Abílio Diniz nº 244, bairro Vila Grande na cidade de Alegrete, com elevação de 90m, para coleta de amostragem de solo conforme instruções da NBR 9604/86 – Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas. Conforme instruídos pela norma NBR 9604/86 e aulas teóricas ministradas pelo professor, foi delimitada uma área de 4m², destacadas com estacas, em área previamente limpa. No centro dos 4m² foi demarcada uma área de 1m x 1m, na qual foi escavado o poço. Do 1m² foi retirado os cm iniciais, por conta de possíveis resquícios de outros materiais que poderiam estar na área. A partir dos 25 cm descartados começamos a escavação do poço. O material escavado foi depositado ao redor da cavidade para posterior recolhimento e acondicionamento. Como proposto pelo professor, deveríamos recolher cerca de 35kg de solo. Ao atingirmos a quantidade de solo desejada a escavação foi parada e o solo recolhido e acondicionado em saco de rafia. Do centro da cavidade foi recolhido 1kg de solo hermeticamente fechado para não perder umidade para denominações posteriores. Fotos da Primeira etapa, ESCAVAÇÃO DO POÇO: Foto 1: Demarcação da área. Foto 2: Todos integrantes presentes na atividade. Foto 3: Poço de 1x1 ao centro da área 4x4. Foto 4: Todos integrantes efetuando a retirada da camada orgânica. Foto 5: Mostrando a profundidade do poço 1x1. Foto 6: Todos integrantes presentes ao término da limpeza da área e coleta do solo. Quando deu-se o término da coleta das amostras, em cumprimento ao que determina a NBR 9604/ 5.1.16 o poço foi completamente coberto com solo e o que restou da vegetação, assim com o intuito de impedir a entrada de água ou mesmo o causar danos aos animais e a pessoas que por ventura ali passarem. 2ªETAPA: ENSAIO EM SITU. DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DE SOLOS, ATRAVÉS DE SECAGEM PELO MÉTODO DA ESTUFA. No laboratório, primeiramente colocou-se a amostra em um recipiente, onde esta foi homogeneizada. Logo após, 3 cápsulas foram pesadas na balança de precisão, anotando-se seus respectivos valores. Em seguida, as cápsulas foram preenchidas com a amostra nº 2 e novamente pesadas. As cápsulas com a amostra foram alocadas em uma estufa à 105ºC para perda da água durante 24 horas. Passado este tempo, as cápsulas foram retiradas e pesadas, também tendo seus valores anotados, seguindo a norma NBR 6457. Sob a orientação do ministrante da disciplina e a regência através da NBR 6457, tivemos algumas particularidades. A norma específica que as capsulas devem ser pesadas com tampa e que a quantidade de solo a ser colocado nas capsulas deve obedecer um padrão de quantidade de material em função de dimensões dos grãos. Enquanto o ensaio ministrado pelo professor Dr. Wilber Tapahuasco, não teve estes parâmetros, por ser tratar de um ensaio para fins acadêmicos. Em relação a aparelhagem o ensaio em situ, o laboratório dispunha de quase todos os aparelhos para o ensaio, não estando de acordo com a NBR 6457 somente em relação ao dessecador contendo sílica gel, aparelho que que o laboratório não possuí e que o professor não orientou a usar, pois trata de um ensaio para fins acadêmicos. Em uma visita ao laboratório para troca de informações com os técnicos foi passado que não há influência do uso do dissecador com sílica em gel no resultado do teste de teor de umidade, se a amostra for pesada logo após sair do forno/estufa, e que devido a isto vários laboratórios por fazerem o procedimento desta maneira não utilizam o dissecador com sílica em gel. Fotos da Segunda etapa, ENSAIO EM SITU. DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DE SOLOS, ATRAVÉS DE SECAGEM PELO MÉTODO DA ESTUFA: Foto 7: Preparo do solo na forma metálica já no laboratório . Foto 8: Solo já nas capsulas, pesado e pronto para ir para a estufa. Foto 9: Capsulas com solo, prontas, já na estufa para secarem a 105ºC por 24 horas . 3ª ETAPA: SECAGEM HIGROSCÓPICA. O ministrante da disciplina nos explicou em aula e em situ que este tipo de secagem tem por objetivo tornar viável o manuseio do solo presente em amostras à ensaios de caracterização, a partir da secagem higroscópica. A amostra nº 1 de solo de 35kg, devidamente identificada foi trazida até o laboratório de solos para que o professor verifica-se as mesmas, logo foi levada até uma área coberta ao lado do Laboratório de Mecanização Agrícola do Pampa - LAMAP, para onde foi colocada em uma bandeja redonda onde foi levemente destorroada e acondicionada em uma prateleira metálica para secagem higroscópica para ser melhor manuseada futuramente em práticas acadêmicas. 4ªETAPA: FRASCO DE AREIA Primeiramente dentro do laboratório foi montado o conjunto do frasco de areia(frasco+funil), o frasco foi completado por uma areia de quartzo, a bandeja foi colocada em uma superfície plana para que o conjunto fosse encaixado no concavidade da bandeja, logo após o registro do funil foi aberto deixando escoar areia suficiente para preencher o funil, após cessar, fechar novamente o registrodo funil e pesar, assim determinando o M3 que nada mais é o M1(frasco cheio de areia)-M2(frasco sem parte da areia, que preencheu o funil). Repetiu-se numero de vezes conforme se pede na norma. M3 é a massa de areia que preencheu o funil. Logo após foi montado novamente o conjunto com frasco cheio de areia e assim denominado M4. Foi pego o conjunto montado com peso M4 e colocado sobre um cilindro de volume conhecido e foi deixado o registro aberto até completar o cilindro, assim que completado o volume do cilindro o registro foi fechado e o conjunto foi novamente pesado com a areia restante e o seu peso foi denominado M5, a massa de areia que preencheu o cilindro foi chamada de M6 e calculada através da equação M6=M4-M5-M3. Foi calculado a massa especifica da areia através do M6 dividido pelo Volume do cilindro. Na sequencia fomos até a área externa atrás do LAMAP, onde foi limpo um terreno e tornando ele mais plano para que a bandeja pudesse ali ficar nivelada. Com auxilio de uma mareta e talhadeira foi escavado uma cavidade cilíndrica no terreno bem no orifício da bandeja. Retirando o solo, o mesmo foi condicionado em uma bandeja para futuramente ser levado para laboratório para determinar o teor de umidade. Na sequência foi montado o conjunto novamente com o frasco cheio de areia sendo denominado M7 e o conjunto foi instalado na bandeja sobre o solo e o registro foi aberto e assim deixou que toda a areia escoasse até preencher o funil, o rebaixo da bandeja e o orifício cilíndrico feito no solo. O conjunto com a areia restante foi pesado e denominado M8. E para descobrir a quantidade de areia deslocada que preencheu o funil, o rebaixo da bandeja e o orifício cilíndrico no solo(chamada de M9) foi feita a seguinte equação: M9=M7-M8. Para descobrir a quantidade de areia presente somente no orifício cilíndrico no solo(M10) foi feita a seguinte equação: M10=M9-M3. Fotos da quarta etapa, FRASCO DE AREIA: Foto 10: Pesagem do Frasco de areia. Foto 11: Todo conjunto do Frasco de Areia com a bandeja . Foto 12: Todos integrantes presentes fazendo a atividade a campo no campus da universidade, com a coordenação e supervisão do professor Dr. Wilber Chambi Tapahuasco. Foto 13: Acadêmicos fazendo a coleta de solo para determinação de umidade do volume retirado durante ensaio frasco de areia. CÁLCULOS Para determinação do teor de umidade, foi usado: H= (((M1 - M2)/(M2-M3)) *100) H = teor de umidade, em % M1 = Massa do solo úmido mais a massa do recipiente, em g. M2 = Massa do solo seco mais a massa o recipiente, em g. M3 = Massa do recipiente (cápsula metálica com tampa ou par de vidro de relógio com grampo), em g. Para o Ensaio do Frasco de areia, foi feita a risca todo processo dos cálculos passo a passo conforme a NBR-7185. 5 - A presentação de Resultados Foram usados 3 repetições, bem como rege a NBR6457. Sobre a escavação do poço, foi obtido os seguintes resultados ao que se refere a teor de umidade: Foi usado para apresentar os cálculos de umidade do solos, resultados com aproximação de 0,01%. Assim como rege a NBR6457. Para determinação do teor de umidade do volume de solo retirado no ensaio do Frasco de areia usou-se os mesmos padrões: 6 - Análise de Resultado Com base na metodologia e resultados obtidos, podemos identificar em comparação as normas seguidas NBR 9604 (Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas) e NBR 6457 (Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização) com o que foi realizado nas aulas práticas. Tendo em vista que a prática teve fins acadêmicos, podemos observar alguns passos que não se fizeram necessários a serem executados, bem como o número de sondagens indicadas a serem feitas em um terreno, que seria uma para cada 200m², para um maior conhecimento acerca das condições geotécnicas do subsolo, também não foi preciso o uso de alguns materiais assim como a corda para suporte do sarrílho, pois não foi escavado mais que 2m de profundidade, não sendo necessário a entrada e saída dos poceiros, e as amostras foram retiradas manualmente com a ajuda de uma pá. Assim como não foi preciso atingir o nível da água, uma vez que foi retirado apenas 35kg de solo, que foi preciso ser escavado 25cm de profundidade, sendo que 8cm foi de matéria orgânica. Outro parâmetro de aferição, é a condição de conclusão do poço nos seguintes casos. Segundo a (NBR 9604) a) quando atingir a profundidade prevista pela programação dos trabalhos; b) quando houver insegurança para a continuidade dos trabalhos; c) quando ocorrer infiltração acentuada de água que torne pouco produtiva a escavação e não for imprescindível sua continuidade. E d) quando ocorrer, no fundo do poço, material não escavável por processos manuais. Onde foi seguido a condição de conclusão do poço “a”, pois o objetivo foi extrair 35kg de solo, sendo assim após atingir este parâmetro, o poço foi concluído. No que se refere ao teor de umidade, ao comparar a execução feita no laboratório com a NBR 6457, a única diferença que pode-se notar, foi a ausência de tampas para as capsulas metálicas, que são utilizadas para o condicionamento das amostras para a pesagem e secagem na estufa. Quanto ao resultado da elevada umidade do solo, o solo por apresentar uma parte mais baixa com relação a rua e aos terrenos a sua volta, se mostrou na profundidade de 25cm bastante úmido. No que se refere ao Frasco de Areia a pratica foi conduzida pelo professor, onde se seguiu praticamente tudo a risca conforme a norma. Com relação aos resultados mostrou-se um método bastante prático e preciso dada as devidas circunstâncias, no que se refere a uma possível futura atuação em campo de obras e investigação de solo. Relacionado aos valores obtidos nota- se que é um solo com uma umidade bem mais baixa com relação ao poço que foi escavado pelos discentes, sendo um solo muito melhor de ser trabalhado. 7 - Conclusões Conclui-se que que este relatório foi de grande vália, pois cumpriu seu principal objetivo, que para fins acadêmicos, era demonstrar tanto na pratica a campo, como em situ, a real noção de como é uma investigação de solo. E ao mesmo tempo aguçando o conhecimento e o senso crítico sobre a forma de como foi orientado e estava sendo feito, em comparação as formas que se deveriam ser feitos profissionalmente ou para projetos científicos, obedecendo normas técnicas regentes para o mesmo. Tanto a escavação do poço, quanto o teste de umidade em situ, umidade higroscópica, frasco de areia e no aprendizado a campo com o próprio professor efetuando o teste conosco. 8 - BIBLIOGRAFIA ABNT NBR 9604/1986 – Abertura de Poço e Trincheira de Inspeção em Solo, com Retirada de Amostras Deformadas e Indeformadas. ABNT NBR 6457/1986 – Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. ABNT NBR 7185/1986 – Solo - Determinação da massa específica aparente, IN SITU, com emprego do frasco de areia DAS, Braja M. Fundamentos da Engenharia Geotécnica – tradução da 6ª ed. Norte- americana, ed. Thomson, 2007 PINTO, Carlos S. Curso Básico de Mecânica dos Solos – 2ª ed. Oficina de Textos, São Paulo. 2002 TAPAHUASCO, Wilber F. C. Unidade 1 – Mecânica dos Solos I – Índices Físicos. Unidade 1 Solos na Engenharia – Mecânica dos Solos I – Engenharia Agrícola – Moodle Universidade Federal do Pampa – campus Alegrete.
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