MecSolos e Fundações Aula 03 Índices Físicos

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Complemento de Mecânica dos Solos e Fundações
Prof. Carlos Rinck
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RELAÇÃO ENTRE PESOS:
A umidade é dada em porcentagem. Seus valores dependem do tipo de solo, mas situam-se geralmente entre 10 e 40%. Quando o solo está seco ao ar a umidade varia entre 3 e 5%. Existem solos que na natureza tem umidade muito alta, da ordem de 100 a 150%, como as argilas orgânicas. Alguns poucos solos podem chegar a umidades ainda maiores, como por exemplos algumas argilas Mexicanas que podem chegar a 400%. 
ÍNDICES FÍSICOS
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Relações entre volumes: 
Índice de vazios: 
O índice de vazios é um número adimensional. Seus valores variam normalmente entre 0,5 e 1,5. Nas argilas orgânicas estes valores podem chegar a 4. Nas turfas podem chegar a 9. 
Porosidade:
A porosidade é dada em porcentagem. Seus valores mais comuns estão entre 30 e 80%. 
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Relações entre volumes: 
Grau de saturação: 
É dado em porcentagem. Varia de zero (solo seco) a 100% (solo saturado). 
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Relações entre pesos e volumes: 
Peso específico dos sólidos (ou dos grãos): 
O peso específico dos sólidos (ou massa específica dos sólidos) varia pouco de solo para solo, estando geralmente em torno de 27 kN/m³ ou 2,7 tf/m³ ou 2,7 gf/cm³. Normalmente, este valor pode ser adotado, quando não se dispõe de resultados de ensaio. 
Os valores limites atingidos pelo peso específico dos sólidos são de 2,5gf/cm³ a 3,0gf/cm³. 
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Relações entre pesos e volumes: 
Peso específico natural ou Massa específica aparente úmida: 
Normalmente, seus valores variam entre 1,7gf/cm³ e 2,1gf/cm³ (17kN/m³ e 21 kN/m³). As argilas orgânicas podem chegar a 14 kN/m³. 
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Relações entre pesos e volumes: 
Peso específico aparente seco: 
Seus valores se situam geralmente entre 13 e 19 kN/m³ . Nas argilas orgânicas podem chegar a 5kN/m³. 
Densidade Real: 
É a densidade dos grãos em ralação à densidade da água. 
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Relações entre pesos e volumes: 
Peso específico da água: 
Seu valor varia um pouco com a temperatura da água, mas é sempre adotado igual a 10kN/m³ ou 1 tf/m³ ou 1 gf/cm³. 
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Grau de Saturação
É a porcentagem e água contida nos seus vazios.
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Grau de Aeração
É a porcentagem e ar contida nos seus vazios.
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São determinados em laboratório, através de ensaios, os seguintes índices físicos: 
Os outros índices são calculados através das relações que podem ser determinadas entre eles. A Figura abaixo apresenta a relação entre os diversos índices físicos 
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Relações entre pesos e volumes: 
Peso específico de um Solo SATURADO (S=1): 
Em função ao índice de vazios
Em função à porosidade
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Relações entre pesos e volumes: 
Peso específico de um Solo SUBMERSO: 
Quando o solo está submerso, suas partículas sofrem ação de empuxo
ÍNDICES FÍSICOS
Então qual a diferença entre Solo SATURADO e Solo SUBMERSO?????
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RELAÇÕES E FÓRMULAS!!!!
ACRESCENTAR
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EXERCÍCIO
Uma amostra de solo pesa 30,2kg e seu volume é de 0,0179m³.Após a secagem em estufa, seu peso se reduz para 26,8kg. A densidade das partículas é de 2,64.
Calcule:
Seu peso específico natural (massa específica aparente úmida)
Peso específico aparente seco
Teor de umidade
Índice de Vazios
Porosidade
Grau de Saturação
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EXERCÍCIO
Seu peso específico natural (massa específica aparente úmida)
Peso específico aparente seco
Teor de umidade
Índice de Vazios
Porosidade
Grau de Saturação
 g=Pt/Vt = 30,2/0,0179 = 1687kg/m³ = 16,87kN/m³
 gs=Ps/Vt = 26,8/0,0179 = 1497kg/m³ = 14,97kN/m³
h=(Pt-Ps)/Ps = (30,2-26,8)/26,8 = 0,127 ou 12,7%
 e=Vv/Vs – Temos esses volumes??? Então: e=0,77
 h=e/(1+e) = 0,77/(1+0,77) = 0,435 ou 43,5%
S=d.h/e = 2,65x0,127/0,77 = 0,437 ou 43,7%
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EXERCÍCIO
Uma amostra de solo pesa 50,2kg e seu volume é de 2,97x104cm³. Após a secagem em estufa, seu peso se reduz para 42,9kg. A densidade das partículas é de 2,7. Calcule seu índice de vazios e o grau de saturação do solo.