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ENGENHARIA CIVIL - UNIFEI
Mecânica dos Solos 1 – GEO003T – Prova 1
Aula 00 – Introdução à mecânica dos solos
- Estuda o comportamento dos solos;
Solos: Misturas naturais de um ou diversos minerais que podem ser separados por processos mecânicos simples. Material que pode ser escavado sem emprego de técnicas especiais. 
Os solos apresentam 3 fases: 
 - Sólidos (normalmente caracterizados por essa fase)
Solos - Líquidos O conjunto das fases líquida e gasosa é chamado de porosidade
	 - Gases 
Conhecer a porcentagem das fases e sua distribuição no solo ajuda a determinar o seu comportamento. 
Aula 01 – Formação e origem dos solos
- Formação – A formação se dá através de processos que fragmentam e decompõe rochas, o chamado Intemperismo. 
 - Físico – Gera a desintegração/quebra da rocha (sem alteração química);
Intemperismo - Químico – Gera a decomposição da rocha (alteração mineralógica);
 - Biológico – Pouco estudado na Engenharia Civil pois não possui papel importante. 
O processo de intemperismo ocorre pois as rochas são submetidas a condições diferentes das de sua formação. Intemperismo ≠ Erosão. 
Intemperismo Físico
- Variações de temperatura
- Crescimento de Raízes
- Gelo
- Precipitação de Sais
Intemperismo Químico
- Hidrólise (+ importante)
- Hidratação
- Oxidação
- Carbonatação
Uma vez que o intemperismo químico é acelerado pelo físico (pois este aumenta a superfície de contato), dizemos que o intemperismo físico é controlador do intemperismo químico. 
 - Tipo de Rocha - presença de minerais mais resistentes
 dificultam o intemperismo e vice-versa;
Fatores que controlam o intemperismo - Inclinação da Encosta -mais íngreme deixa a rocha sã 
 vulnerável;
 - Clima – Clima tropical favorece o intemperismo pois 
 Ocorrem variações de temperatura sazonais
- A atuação do intemperismo gera perfis de intemperismo, que são qualitativamente classificados pela ISMR em rocha sã, pouco alterada, medianamente alterada, muito alterada e solo residual. 
- Classificação pela origem Solos transportados
- Foram transportados por agentes externos
- Tamanho das partículas é mais uniforme
- Aluvião – transporte por água
- Orgânico – mistura do solo com matéria org.
- Coluvial – transporte pela gravidade
- Eólico – transporte pelo vento
 Solos Residuais
- Se encontram no local onde foram formados
- Velocidade de decomposição maior de remoção
- Apresentam-se em horizontes com grau de intemperização decrescente.
Aula 02 – Propriedades Físicas das Partículas Sólidas
2.1 - A classificação das partículas sólidas se dá com base em diversos aspectos.
Tamanho (mm)
Para classificar as partículas com base no parâmetro tamanho, é preciso escolher uma referência. As mais conhecidas são: ASTM, AASHTO, M.I.T e ABNT (adotada no Brasil).
Composição
A classificação com base na composição se dá de forma diferente nos solos grossos e finos.
 - Sulfatos
Solos Grossos – Pedregulhos e areias Classificação com - Silicatos (feldspato, mica)
 relação ao mineral - Óxidos
 presente - Carbonatos 
Solos Finos – Siltes e Argilas Classificação com - 1:1 - Caulinitas 
 relação na organi- - 2:1 – esmectita ou montmorilonitas 
 zação das lâminas - 2:1 + cátions – ilitas 
 de silicatos. 
3) Forma
 A classificação com base na forma também se dá de forma diferente nos solos grossos e finos. 
Solos Grossos – Pedregulhos e areias Partículas volumosas onde as forças gravitacionais são 
 predominantes.
Solos Finos – Siltes e Argilas Partículas lamelares onde forças entre partículas são mais 
 predominantes.
4) Massa específica dos grãos 
 A massa específica dos grãos é determinada pelo método do picnômetro.
 Geralmente são feitas entre 3 e 4 medições. 
 O valor adotado para a resolução de exercícios é de 27 kN/m3 (pode variar entre 26,5 a 30 kN/m3).
O volume de água deslocada é igual ao volume ocupado pelas partículas sólidas. Se a massa das mesmas for conhecida, é possível a determinação da massa específica.
5) Influência da água 
 Nos solos grossos esse efeito é desprezível. Já nos solos finos, a água é atraída pelas partículas de argila. 
 (Lembrar que a água é um dipolo elétrico).
2.2 A identificação do solo por meio das partículas que o constituem é dada pela curva granulométrica e pelos índices de consistência. 
 - Estudo da distribuição do tamanho das partículas.
 - Partículas maiores (até 0,075 mm) separadas por peneiramento e partículas 
 menores (<0,075 mm) por sedimentação, na qual é válida a lei de Stokes. 
Análise Granulométrica: - A análise permite a construção de um gráfico chamado de Curva Granulométrica.
		 A curva granulométrica é um gráfico semilogarítmico em que a abscissa representa 	 o diâmetro dos grãos (escala log) e a ordenada o percentual retido e/ou passante.
 A maior porcentagem identifica o tamanho e utilizada para a nomenclatura. 
 Parâmetros definidos a partir da Curva Granulométrica
Coeficiente de Uniformidade (Cu) = D60/D10
Curva Granulométrica 2) Coeficiente de curvatura (Cc) = (D30)2/(D60 . D10) 
 Dx = diâmetro correspondente a x% passanteCoeficiente de Curvatura (Cc)
- Permite identificar a descontinuidade da curva
 1 < Cc < 3 Bem Graduado
Cc > 3 Mal Graduado 
Coeficiente de Uniformidade (Cu)
- Informa a graduação (dá a ideia do tamanho da distribuição do tamanho das partículas)
 Cu < 5 Uniforme
 5 < Cu < 15 Mediamente Uniforme
Cu > 15 Desuniforme 
2.3 Estrutura dos Solos
 A estrutura dos solos é definida como a forma com que as partículas se arranjam no espaço.
Estrutura granular simples areias e pedregulhos estrutura mais densa (compacta) ou solta (fofa). Definida pela quantidade de vazios (mais vazios, fofa. Menos vazios, compacta).
	emáx = estado mais fofo possível – vertido por um funil a pequena altura.
 emín = estado mais compacto possível – vibração ou pisoteamento.
Estrutura alveolar siltes e algumas areias um grão cai sobre um sedimento já formado ficará na posição em que se der o primeiro contato. Disposição na forma de arcos 
Estrutura floculenta argilas Partículas dispostas em arcos que formam outros arcos. A disposição 
pode ser floculada (aresta – face, mais resistente, mais 
permeável) ou dispersa(face – face, menos resistente, 
menos permeável).
- Consistência (mole dura) – Expressa a intensidade 
e natureza das forças de coesão e adesão 
Aula 04 – Índices Físicos
- Índices físicos são definidos como a relação entre as fases constituintes do solo.
	Relação entre volumes
	Índice de Vazios e = Vv / Vs
	Porosidade (%) n = Vv / V
	Grau de Saturação (%) Sr = Vw / Vv
	Relação entre pesos
	Teor de Umidade (%) w = Pw / Ps
	Relação entre pesos específicos
	Densidade relativa dos grãos Gs = γ s/ γ w
	Relação entre peso e volume
	Peso específico γ = P/V
No laboratório, é possível realizar ensaios que determinam os índices: teor de umidade, peso específico natural e peso específico dos grãos. Para os demais, é necessário fazer uma correlação entre as fórmulas.
 
 Cálculo do teor de umidade Compacidade Relativa (Solos Grossos)
- Massa solo úmido + Capsula (Mu +m)
- Solo na estufa (tempo varia 6h / 24h)
- Massa seca + capsula (Ms + m)
 
Aula 03 – Limites de Consistência (Limites de Atterberg)
Os limites de consistência são calculados quando estamos tratando de solos finos (argilas e siltes).
Os solos argilosos se comportam de formas diferentes conforme seu teor de umidade varia. 
 Quando muito úmido, se comporta como um líqui- 
 do, quando perde parte de sua água, fica plástico 
 (pode ser moldado); e quando mais seco, torna-se
							 quebradiço.
Limite de Liquidez (LL)– menor teor de umidade com que uma amostra de solo pode ser capaz de fluir.
NBR 6459/84 (ABNT) – Determinação do LL e NBR 6457 – preparação de amostras.
Para a determinação desse índice, utiliza-se o aparelho de Casagrande.
É colocado uma amostra de solo na concha e feito uma ranhura na mesma.
 
Liquidez de Plasticidade (LP) – teor de umidade em que o solo, estando no estado plástico, se perder umidade, passa para o estado semi-sólido. 
NBR 7180/1984 – Limite de Plasticidade.
O experimento é realizado montando-se um cilindro de 3 mm de 
diâmetro e 10 cm de comprimento sob uma placa de vidro.
Na resolução de exercícios, o LP é definido como a média dos teores de umidade dos ensaios. O resultado geral não pode diferir de nenhum valor dos ensaios em 5%. 
Para as argilas, quanto maior o IP, maior a compressibilidade.