INDICES FISICOS IZZO

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ÍNDICES FÍSICOS DOS 
SOLOS
UTFPR - Curitiba
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Ronaldo L. S. IZZO, D.Sc.
izzo@utfpr.edu.br
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/izzo
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Cap. 3 – Braja
(Fundamentos da Engenharia Geotécnica)
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Cap. 2 – Carlos de Souza Pinto
(Curso Básico de Mecânica dos Solos)
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• Na natureza Sistema trifásico.
• Volume:
 Partículas sólidas
 Vazios
• Comportamento
 Quantidade relativa das fases
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H2O
AR
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SOLO
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Vs
Va
Vv
Vt
Vw
Pa
Ps
Pw
PT
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ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
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Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
TEOR DE UMIDADE (w)
ÍNDICE DE VAZIOS (e)
Expresso em 
Porcentagem.
Adimensional.
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ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
AR
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Pa=0
POROSIDADE (n)
RELAÇÃO ENTRE 
ÍNDICE DE VAZIOS 
E POROSIDADE
Adimensional.
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
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ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
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GRAU DE SATURAÇÃO (S)
Expresso em 
Porcentagem.
Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
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SOLO
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VOLUME TOTAL
Vt = Vs + Vv
Vt = Vs + Vw + Va
PESO TOTAL
PT = Ps + Pw + Pa
PT = Ps + Pw
ZERO
Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
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SOLO
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PESO ESPECÍFICO (γ)
RELAÇÃO
(kN/m3)
Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
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Massa Específica (ρ)  (kg/m3)
Peso Específico (γ)  (kN/m3)
ATENÇÃO !!!
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SOLO
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PESO ESPECÍFICO 
APARENTE SECO (γs) 
(kN/m3)
Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
ߛ௦ ൌ ௦்ܸܲ ௢௧௔௟
= ௉ೞುೞ	 భశೢ
ം
= ௉ೞ	∙	ఊ௉ೞ	 ଵା௪ = 
ఊ
ଵା௪
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PESO ESPECÍFICO APARENTE 
SATURADO (γsat) 
(kN/m3)
SOLO
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Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
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SOLO
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PESO ESPECÍFICO 
APARENTE SUBMERSO 
(γsub) 
(kN/m3)
Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
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ÍNDICES FÍSICOS
PESO ESPECÍFICO RELATIVO ou
PESO ESPECÍFICO DOS GRÃOS – Gs
DEFINIÇÃO
Adimensional.
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ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
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VOLUME TOTAL
Vt = Vs + Vw + Va
Vt = 1 + Vv
Pa=0
Vs=1
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
CONSIDERANDO Vs = 1
1
1
Vt = 1 + e
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SOLO
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Ainda:
Pa=0
Vs=1
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
CONSIDERANDO Vs = 1
1
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ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
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Ainda:
Pa=0
Vs=1
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
CONSIDERANDO Vs = 1
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SOLO
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Ainda:
Pa=0
Vs=1
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
CONSIDERANDO Vs = 1
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ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
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Pa=0
Vs=1
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt
CONSIDERANDO Vs = 1
PARA S = 1
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SOLO
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Pa=0
Vs
Va
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Pw
PT
Vw
Vv
Vt=1
CONSIDERANDO Vt = 1
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SOLO
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Pa=0
Vs
Va
Ps
Pw
PT
Vw
Vv
Vt=1
CONSIDERANDO Vt = 1
PARA S = 1
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Estado das areias - compacidade
Densidade relativa (ou Compacidade relativa)
emáx = índice de vazios máximo (estado mais fofo possível).
emín = índice de vazios mínimo (estado mais compacto possível).
e = índice de vazios no estado natural.
Classificação Dr
Areia fofa Dr < 30%
Areia medianamente compacta 30 % < Dr < 70 
%
Areia compacta Dr > 70 %
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Índice de consistência
LL = umidade correspondente ao limite de liquidez.
LP = umidade correspondente ao limite de plasticidade.
w = umidade no estado natural.
Consistência Índice de consistência
Mole IC < 0,5
Média 0,5 < IC < 0,75
Rija 0,75 < IC < 1,0
Dura IC > 1,0
A consistência das argilas pode ser avaliada pelo índice
de consistência e pela resistência à compressão simples
de um corpo de prova.
Estado das argilas - consistência
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Mesmo que você possa avaliar estes limites com os pés é 
melhor determiná-los em ensaios de laboratório.
Estado das argilas - consistência
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Consistência Resistência (kPa)
Muito mole < 25
Mole 25 a 50
Média 50 a 100
Rija 100 a 200
Muito rija 200 a 400
Dura > 400
Em função da resistência à compressão simples, a
consistência das argilas é expressa pelos termos
apresentados abaixo.
Estado das argilas - consistência
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A resistência das argilas depende do arranjo entre os grãos
e do índice de vazios em que se encontra, podendo
mostrar resistências diferentes em estado indeformado e
em estado remoldado.
Este fenômeno foi denominado de sensitividade da argila.
A relação entre a resistência no estado natural e a
resistência no estado amolgado foi definida como
sensitividade da argila:
Estado das argilas - sensitividade
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Classificação Sensitividade - S
Insensitiva 1
Baixa sensitividade 1 a 2
Média sensitividade 2 a 4
Sensitiva 4 a 8
Ultra sensitiva (quick-clay) > 8
Estado das argilas - sensitividade
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EXERCÍCIO 1
Para uma amostra de solo úmido,são dados :
• Volume Total : V = 1,5 m3
• Massa Total : M = 3370 Kg
• Teor de Umidade : w = 7,5 %
• Peso Específico Relativo dos Grãos : Gs = 2,82
Determine o seguinte:
• Massa Específica Úmida
• Massa Específica Seca
• Índice de Vazios
• Porosidade
• Grau de Saturação
• Volume de água na amostra
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EXERCÍCIO 2
A massa específica seca de uma areia com porosidade de 0,412 é
1750 Kg/m3. Determine o índice de vazios do solo e o peso
específico dos sólidos (Gs) do solo.
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Uma amostra de solo seco tem índice de vazios
e = 0,65 e peso específico real dos grãos Gs = 25
kN/m3. (a) Determine seu peso específico
natural (γ). (b) em seguida foi adicionada água a
amostra até atingir o grau de saturação S = 60%.
O valor do índice de vazios não mudou.
Determinar o teor de umidade (w) e o peso
específico natural (γ).
EXERCÍCIO 3
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FIM
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