AULA04 Granulometria

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Faculdade Presidente Antônio Carlos – Ubá
Departamento de Engenharia Civil
Mecânica dos Solos I
Prof. Juliano Bertelli Benati
2018
Análise Granulométrica
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Propriedades do solo passíveis de mensuração 
através de ensaios, com finalidade de 
classificar/identificar uma amostra, correlacionando 
esta com características e comportamentos dos 
solos;
São propriedades índice:
– Índices Físicos;
– ANÁLISE GRANULOMÉTRICA;
– Limites de Atteberg;
Propriedades índices
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• Objetivo: Agrupar partículas em diferentes intervalos de 
tamanhos e determinar a porcentagem relativa, em peso seco, 
de cada uma das faixas;
• Algumas aplicações práticas na engenharia: 
– Seleção para materiais de construção;
– Filtros de drenagem;
– Material para sub-base de pavimentação;
– Material para concreto;
– Calculo de permeabilidade do solo;
INTRODUÇÃO
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0,074 mm (#200) – Visíveis a olho nú
ESCALA ABNT
Solos Finos Solos Granulares
Sedimentação PeneiramentoFino
Peneiramento
Grosso
INTRODUÇÃO
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• NBR 6457/86 – “Amostras de solo – preparação para 
ensaios de compactação e caracterização”;
• Preparação das amostras para ensaio de caracterização:
– Secar a amostra ao ar até próximo a umidade 
higroscópica;
– Desmanchar os torrões, evitando-se a quebra dos grãos, e 
homogeneizar a amostra;
– Pelo processo de quarteamento, reduzir a quantidade do 
material até que se obtenha uma amostra representativa 
em quantidade suficiente;
Preparação da amostra
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• Preparação das amostras para ensaio de caracterização:
– Determinar com a resolução da tabela 01 abaixo a massa 
da amostra seca ao ar e anotar como Mt;
Preparação da amostra
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PENEIRAMENTO 
Metodologia do ensaio
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PENEIRAMENTO GROSSO:
• Passar o material na peneira 2,0 mm, de modo a assegurar 
que somente os grãos maiores que 2,0 mm fiquem na 
peneira;
• Lavar o material retido e secar em estufa; 
• Pesar o material retido e seco em estufa e anotar como Mg;
• Utilizando o agitador mecânico de peneiras, passar o material 
nas peneiras 50, 38, 25, 19, 9,5 e 4,8 mm anotando a massa 
acumulada retida em cada peneira;
Metodologia do ensaio
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SEDIMENTAÇÃO:
• Do material passante na peneira 2,0 mm, tomar ENTRE 120 g 
(solos arenosos) ou 70 g (solos argilosos) para o ensaio de 
sedimentação e peneiramento fino; Anotar a massa Mh e 
tomar 100 g para teor de umidade higroscópico 
• Transferir o material para um bequer e acrescentar o 
defloculante ( Agente dispersivo, utilizado na dispersão de 
solo com a finalidade de assegurar a separação das 
partículas);
• Deixar o material em repouso por no mínimo 12 horas;
Metodologia do ensaio
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SEDIMENTAÇÃO:
• Após repouso, verter a mistura para um copo de dispersão e 
submeter a ação do aparelho dispersor durante 15 min;
Metodologia do ensaio
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SEDIMENTAÇÃO:
• Transferir o material a uma proveta, completando esta até 
marca de 1000 cm³;
• Agitar a proveta durante 1 min e colocá-la em uma bancada 
plana para que sejam feitas as leituras com o densímetro;
• As leituras serão de 0,5; 1; 2; 4; 8; 15;30 min
1;2;4;8;12 e 14 horas;
Metodologia do ensaio
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SEDIMENTAÇÃO:
• Após cada leitura, excetuada as duas primeiras, medir a 
temperatura da dispersão com resolução de 0,1 ºC;
• Terminada a última leitura, verter todo o material na peneira 
0,075 mm;
• O ensaio descrito é apenas um resumo do ensaio da NBR 
7181/84; Para maiores detalhes deveremos consultar a NBR 
em questão.
Metodologia do ensaio
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PENEIRAMENTO FINO:
A) Após ensaio de sedimentação:
• Lavar o material que ficou na peneira 0,075 mm e levá-lo a 
estufa;
• Pesar o material seco em estufa e passar no conjunto de 
peneiras 1,2; 0,6; 0,42; 0,25; 0,15; 0,075 mm. Anotar as 
massas retidas acumuladas em cada peneira.
Metodologia do ensaio
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PENEIRAMENTO FINO:
B) apenas ensaio de peneiramento:
• Do material passante na peneira 2,0 mm tomamos cerce de 
120 g; Pesa-se o material e anota-se como Mh. Toma-se 
ainda cerca de 100 g para determinação do teor de umidade 
(w);
• Lavar o material que ficou na peneira 0,075 mm e levá-lo a 
estufa;
• Pesar o material seco em estufa e passar no conjunto de 
peneiras 1,2; 0,6; 0,42; 0,25; 0,15; 0,075 mm. Anotar as 
massas retidas acumuladas em cada peneira.
Metodologia do ensaio
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Metodologia do ensaio - Resumo
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Cálculo das frações
• Massa total da amostra seca:
– Onde:
• Ms = Massa total da amostra seca;
• Mt = Massa da amostra seca ao ar;
• Mg = massa do material seco retido na peneira 2,0 mm;
• w = teor de umidade higroscópica do material passante na peneira 
2,0 mm.
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Cálculo das frações
• PENEIRAMENTO GROSSO:
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Teorema de Stokes para sedimentação
• - O TEOREMA DE STOKES é válido para partículas com 
diâmetro entre 0,2 mm (limite superior de areia fina) e 0,0002 
mm.
• - Casagrande aplicou este teorema para calcular o diâmetro 
das partículas de solo menores que 0,074 mm (passante na 
#200). 
• - Neste teorema, partículas com diâmetro (D) sedimentam em 
um meio viscoso a uma velocidade (v). Este meio viscoso 
possui temperatura T, viscosidade μ, massa específica (ρ) 
conhecidos. Com isto, consegue-se determinar o diâmetro das 
partículas do solo e, também, a percentagem das partículas 
que não sedimentaram (estão em suspensão em meio 
viscoso), através da realização de leituras densimétricas. 
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Cálculo do diâmetro na sedimentação
• Onde:
– D = Diâmetro equivalente máximo das partículas em suspensão, 
em mm;
– m = coeficiente de viscosidade do maio dispersor, à 
temperatura do ensaio, em g. s/cm²;
– a= altura de queda das partículas correspondente a leitura no 
densímetro, em cm;
– t= tempo de sedimentação do ensaio, em s;
– rs = massa específica dos grãos, em g/cm³
– rdisp= Massa específica do meio dispersor (1.000 g/cm³)
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• Tabela da Viscosidade
Cálculo do diâmetro na sedimentação
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Cálculo do diâmetro na sedimentação
• Altura de queda (a)
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% do material em suspensão (Qs)
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• Calibração do densímetro
% do material em suspensão (Qs)
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Tempo (s) T (ºC) L LD m (g.s/cm²) a (cm) Lc D (mm) Qs (%)
30 23 1.023
60 23 1.022
120 23 1.021
240 23 1.019
480 23 1.015
900 23 1.011
1800 23 1.010
3600 23 1.009
7200 23 1.008
14400 23 1.004
28800 23 1.003
86400 23 1.002
Cálculo das frações
• Tabela de sedimentação
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Cálculo das frações
• Onde: 
– N = % do material total passante na peneira 2,0 mm;
– Qf = Material passante total na peneira em questão;
– Msf = Meterial seco do peneiramento fino;
– Mra = Material acumulado na peneira;
• PENEIRAMENTO FINO:
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Curva granulométrica
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Curva granulométrica
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Referencias
• Notas de aula – Prof. Cátia de Paula Martins – 2012;
• PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos: 
em 16 aulas. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006. 367 p.
• CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações 
fundamentos. 6.ed. LTC, 2011. v.1. 234 p. 
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