LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS_METROCAMP_PROF KASSOUF

•

PUC-MINAS

Arce Luz

29/11/2019

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FFAACCUULLDDAADDEE IINNTTEEGGRRAADDAA MMEETTRROOPPOOLLIITTAANNAA DDEE CCAAMMPPIINNAASS
CCUURRSSOO EENNGGEENNHHAARRIIAA CCIIVVIILL
DDIISSCCIIPPLLIINNAA:: MMEECCÂÂNNIICCAA DDOOSS SSOOLLOOSS
EENNSSAAIIOOSS LLAABBOORRAATTOORRIIAAIISS EEMM GGEEOOTTEECCNNIIAA..

PPRROOFF.. EENNGG..ºº MM..SScc.. RROOBBEERRTTOO KKAASSSSOOUUFF
PPRROOFFEESSSSOORR AASSSSIISSTTEENNTTEE..

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CCAARRAACCTTEERRIIZZAAÇÇÃÃOO TTÁÁCCTTIILL EE VVIISSUUAALL DDEE SSOOLLOOSS

O solo se apresenta na natureza de uma forma bastante heterogênea
tendo, na sua composição, as três fases - sólida, líquida (geralmente a água) e
gasosa (geralmente o ar), partículas minerais com tamanhos médios que podem
variar desde dezenas de milímetro até faixas coloidais com tamanhos inferiores a
milésimos de milímetro, além de material orgânico, requerendo critérios de
classificação que permitam quantificar suas propriedades físicas e seu desempenho
como material de construção ou de suporte de obras de engenharia como, por
exemplo, aterros, barragens de terra, fundações, etc.
No Brasil são utilizados sistemas de classificação normalizados pela
ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas - e pelo DNER - Departamento
Nacional de Estradas de Rodagem -, inspiradas principalmente em normas
americanas a utilização destes sistemas de classificação requer sempre a execução
de uma série de ensaios de laboratório, específicos para a obtenção de
características necessárias que visam à inserção de determinado solo num grupo
para o qual várias propriedades, tanto qualitativa quanto quantitativa, já estão
definidas.
Assim, através de ensaios de caracterização de solos, é possível
determinar à qual grupo pertence um solo dentro da Unified Soil Classification
System - Classificação Unificada de Solos, proposta em 1952 pelo Bureau of
Reclamation e pelo Corps of Engineers dos Estados Unidos da América e, com isso,
ter uma idéia qualitativa que permite uma identificação inicial do solo e suas
potencialidades (tabelas 1 e 2).
A classificação táctil e visual de solo é um passo inicial que permite ao
engenheiro ter uma idéia aproximada do solo no campo, através da execução de
testes físicos simples, que não exigem o emprego de equipamentos especiais e do
uso de laboratórios.

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PARÂMETROS REQUERIDOS

AAMMOOSSTTRRAA:: especificações detalhadas do local de procedência.
CCOORR: a cor predominante; se várias cores estiverem presentes de tal
forma a não caracterizar uma cor predominante, o solo deve ser classificado como
variegado.
OODDOORR: quando um solo apresenta quantidade significativa de material
orgânico, o odor é característico de material em decomposição.
TTEEXXTTUURRAA: quando predomina fração grossa como pedregulho, areia,
silte grosso, o manuseio do solo com os dedos dá uma sensação áspera de
"arranhar"; quando predomina fração fina como silte médio e fino e argila, a
sensação é lisa e observa-se um comportamento plástico, maleável. É sempre
importante deixar clara a textura predominante do solo que está sendo examinado,
bem como a possível fração de importância secundária, numa denominação dupla
como, por exemplo, argila arenosa - predominância de um comportamento plástico,
mas sente-se a presença de material granular -, areia argilosa - predominância de
material granular, mas sente-se a presença de material plástico.

CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDAA FFRRAAÇÇÃÃOO FFIINNAA

A Resistência à compressão: após peneirar o solo através da peneira 40
(abertura 0,42 mm), moldar pequenos cubos (aproximadamente 1 cm de lado) com
auxílio de água. Deixar os cubos secarem ao ar por 24 horas e testá-los,
comprimindo-os entre os dedos polegar e indicador. A resistência à ruptura destes
cubos ê uma medida da característica e da quantidade ' da fração argilosa presente
no solo. A resistência que o cubo de solo oferece à ruptura aumenta com o aumento
da plasticidade.
Elevada resistência à compressão é característica, por exemplo, das
argilas do grupo CH. Um silte do grupo ML ou OL (silte orgânico) apresenta, em
geral, baixa resistência à compressão. Siltes finos e areias possuem também baixa
resistência à compressão e podem ser distinguidos uns dos outros pelo tato,
quando se pulveriza os cubos.
A areia fina se apresenta com uma sensação de atrito entre os dedos,
enquanto que, um silte, apresenta uma sensibilidade "lisa", de farinha, ao tato. De
acordo com a Classificação Unificada de Solos, os termos utilizados para
caracterizar a resistência à ruptura dos cubos de solo são: muito baixa, baixa,
média, alta, muito alta.

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DDIILLAATTÂÂNNCCIIAA (mobilidade da água): após peneirar o solo através da
peneira 40, prepara-se uma pasta de solo com volume de aproximadamente 2 cm3,
adicionando água até obter uma mistura mole, mas não pegajosa. Esta pasta de
solo deve ser colocada na palma da mão e vibrada, batendo várias vezes à outra
mão nas costas da primeira. Em solos que apresentam dilatância, a água fluirá
para a superfície do mesmo e, quando a amostra é amolgada entre os dedos, a água
"desaparece" no seu interior. A rapidez com que a água flui à superfície da pasta de
solo durante a vibração da palma da mão permite identificar a característica dos
finos do solo. Solos arenosos apresentam resultados instantâneos no surgimento da
água na sua superfície, enquanto que argilas não mostram nenhuma reação ao
ensaio. Siltes inorgânicos apresentam resultados em tempo intermediário aos da
areia e da argila. De acordo com a Classificação Unificada de Solos, os termos
utilizados para caracterizar a resistência à dilatância são: rápida, média, lenta,
nenhuma.
DDUURREEZZAA (consistência próxima do limite de plasticidade): após peneirar o
solo através da peneira 40, uma amostra dele de aproximadamente 2cm3 é
misturada à água, até atingir uma consistência plástica. Em seguida, a amostra é
rolada entre a mão e uma superfície levemente rugosa (placa de vidro esmerilhado),
até formar filamentos de 4 cm de comprimento por 2 mm de diâmetro. Em seguida,
o filamento é amolgado e rolado repetidas vezes, de tal forma a perder água
gradualmente, até que finalmente o solo perca sua plasticidade e venha a
apresentar fissuras. Quanto mais duro e resistente for o filamento, e isto ocorre
perto do limite de plasticidade, mais ativa será a fração da argila presente no solo.
Falta de resistência do filamento indica argila inorgânica de baixa plasticidade,
como exemplo argilas do grupo das caolinitas, ou argilas orgânicas que se situam
abaixo da linha A do gráfico de plasticidade. Argilas altamente orgânicas, além de
serem características pelo odor e cor escura, são muito fracas (baixa resistência) e
apresentam aspecto de "esponja" no limite de plasticidade.De acordo com a Classificação Unificada de Solos, os termos utilizados
para caracterizar a dureza (também chamada de tenacidade) são: fraca, média,
rígida, dura.
EENNSSAAIIOO DDEE DDIISSPPEERRSSÃÃOO: colocar a amostra de solo dentro de um frasco
com água (preferencialmente um cilindro graduado), agitar a mistura e deixar os
sólidos sedimentarem. As partículas mais grossas sedimentarão primeiro e os finos
permanecerão em suspensão por mais tempo. Areias sedimentam entre 30 e 60
segundos, os siltes levam de 15 a 60 minutos e as argilas permanecem em

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suspensão por várias horas e mesmo dias.

Com este ensaio, é. possível ter uma idéia aproximada das percentagens
dos diversos tamanhos de partículas que compõem o solo analisado. Uma
classificação final de cada solo é feita após analisar todos os resultados e
observações aqui descritos, através de uma conclusão conjunta.

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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS -
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

ALUNO: ____________________________________________________________
RA: ________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: _______ CORPO DE PROVA: ____
CARACTERIZAÇÃO TÁCTIL-VISUAL DE SOLO
AMOSTRA Nº ____ Nº ____ Nº ____ Nº ____ Nº ____
COR

ODOR

TEXTURA

PROVÁVEL
RESISTÊNCIA À
COMPRESSÃO

DISPERSÃO
AREIA (%)

SILTE (%)

ARGILA (%)

USCS

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DIVISÕES GERAIS GRUPO NOMES TÍPICOS
CRITÉRIOS DE IDENTIFICAÇÃO EM
LABORATÓRIO
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A

PEDREGULHOS COM
POUCO OU NENHUM
FINOS
GRANDE INTERVALO DE TAMANHO DE
PARTÍCULAS, COM PARTÍCULAS DE TAMANHO
INTERMEDIÁRIO GW
PEDREGRULHO BEM GRADUADO,
AREIA PEDREGULHOSA, POUCO OU
NENHUM FINOS
D
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U>4; 1<CC<3
PREDOMINÂNCIA DE UM TAMANHO DE
PARTÍCULA
GP
PEDREGRULHO MAL GRADUADO,
AREIA PEDREGULHOSA, POUCO OU
NENHUM FINOS
QUANDO NÃO
SATISFEITOS PARA
GW
PEDREGULHOS COM
APRECIÁVEL
QUANTIDADE DE
FINOS
PARTÍCULAS FINAS COM CARACTERÍSTICAS
NÃO PLÁSTICAS GM
PEDREGRULHO SILTOSO, MISTURA
DE PEDREGULHO, AREIA E SILTE IP<4=GM; IP>7=GC;
4<IP<7=SÍMBOLO
DUPLO. PARTÍCULAS FINAS COM CARACTERÍSTICAS
PLÁSTICAS GC
PEDREGRULHO ARGILOSO, MISTURA
DE PEDREGULHO, AREIA E ARGILA
A
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AREIAS COM POUCO
OU NENHUM FINOS
GRANDE INTERVALO DE TAMANHO DE
PARTÍCULAS, COM PARTÍCULAS DE TAMANHO
INTERMEDIÁRIO SW
AREIA BEM GRADUADA, AREIA
PEDREGULHOSA, POUCO OU
NENHUM FINOS
U>6; 1<CC<3
PREDOMINÂNCIA DE UM TAMANHO DE
PARTÍCULA
SP
AREIA MAL GRADUADA, AREIA
PEDREGULHOSA, POUCO OU
NENHUM FINOS
QUANDO NÃO
SATISFEITOS PARA
SW
AREIAS COM
APRECIÁVEL
QUANTIDADE DE
FINOS
PARTÍCULAS FINAS COM CARACTERÍSTICAS
NÃO PLÁSTICAS SM
AREIA SILTOSA, MISTURA DE
PEDREGULHO, AREIA E SILTE IP<4=SM; IP>7=SC;
4<IP<7=SÍMBOLO
DUPLO. PARTÍCULAS FINAS COM CARACTERÍSTICAS
PLÁSTICAS
SC
AREIA ARGILOSA, MISTURA DE
PEDREGULHO, AREIA E ARGILA
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RESISTÊNCIA DO
SOLO SECO
MOBILIDADE DA
ÁGUA
DUREZA

NENHUMA OU POUCA RÁPIDA A LENTA NENHUMA ML
SILTE INORGÂNICO E AREIA FINA
SILTOSA COM POUCA PLASTICIDADE
GRANULOMETRIA E LIMITES DE
CONSISTÊNCIA, SE APLICÁVEIS
MÉDIA A ALTA
NENHUMA A MUITO
LENTA
MÉDIA CL
ARGILA INORGÂNICA E BAIXA A
MÉDIA PLASTICIDADE
LIMITES DE CONSISTÊNCIA
POUCA A MÉDIA LENTA POUCA OL
SILTE ORGÂNICO E ARGILA SILTOSA
ORGÂNICA DE BAIXA PLASTICIDADE
LL E LP: ESTADO NATURAL E SECO EM
ESTUFA
S
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L
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%

POUCA A MÉDIA NENHUMA A LENTA POUCA A MÉDIA MH
SILTE INORGÂNICO, SOLOS
ARENOSOS OU SILTOSOS MICÁCEOS
GRANULOMETRIA E LIMITES DE
CONSISTÊNCIA, SE APLICÁVEIS
ALTA A MUITO ALTA NENHUMA ALTA CH
ARGILA INORGÂNICA DE ALTA
PLASTICIDADE
LIMITES DE CONSISTÊNCIA
MÉDIA A ALTA
NENHUMA A MUITO
LENTA
POUCA A MÉDIA OH
ARGILA ORGÂNICA DE MÉDIA A ALTA
PLASTICIDADE
LL E LP: ESTADO NATURAL E SECO EM
ESTUFA
SOLOS ATUALMENTE ORGÂNICOS: FACILMENTE IDENTIFICÁVEIS PELA COR, CHEIRO E
TEXTURA.
Pt
TURFA E OUTROS SOLOS MUITO
ORGÂNICOS
UMIDADE E ENSAIO DE ADENSAMENTO

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TTEEOORR DDEE UUMMIIDDAADDEE DDEE SSOOLLOO

A determinação do teor de umidade de um solo, w, é essencial, uma vez
que praticamente todos os ensaios laboratoriais em geotecnia exigem este índice
físico. A precisão na sua obtenção é fundamental, uma vez que, erros na sua
determinação podem, facilmente, influenciar nos resultados de outros ensaios e na
obtenção de outros parâmetros do solo.
O teor de umidade de solo, em geotecnia, é definido como a quantidade de
água (por massa), Ww, presente no solo, em relação à massa do solo seco, W„ ou seja:EEQQUUIIPPAAMMEENNTTOOSS

Cápsulas
Balança
Estufa com temperatura controlável para 110° C ± 5o C

PPRROOCCEEDDIIMMEENNTTOO DDEE EENNSSAAIIOO

1. Obter a tara da cápsula;
2. Colocar na cápsula de alumínio uma quantidade de solo, do qual se
deseja determinar o teor de umidade, de tal forma que o volume de solo dentro da
cápsula ocupe aproximadamente 2/3 do volume interno da cápsula;
3. Obter a massa do conjunto "cápsula + solo úmido";
4. Colocar a cápsula com o solo na estufa, e deixar para secagem durante
12 a 18 horas (na prática, costuma-se deixar secando durante aproximadamente 24
horas);
5. Retirar a cápsula da estufa, tampar e deixar esfriar até a temperatura
ambiente em local seco (geralmente o resfriamento é feito dentro de um dessècador -
recipiente de vidro com sílica gel no seu interior);
6. Após o resfriamento até a temperatura ambiente, obter a massa do
conjunto "cápsula + solo seco";

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7. Obter a massa de água que estava presente nos vazios do solo, Ww:

Ww = [cápsula + solo úmido] - [cápsula + solo seco]

8 . Obter a massa do solo seco, Ws:

Ws = [cápsula + solo seco] - [tara da cápsula]

9. Determinar a umidade do solo, w:

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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

ALUNO: ___________________________________________________________________
RA: _______________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: ________ CORPO DE PROVA: ________
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DO SOLO
CÁPSULA Nº ____ Nº ____ Nº ____ Nº ____ Nº ____
TARA DA CÁPSULA (g)

CÁPSULA + SOLO (g)

CÁPSULA + SOLO ÚMIDO (g)

CÁPSULA + SOLO SECO (g)

MASSA DE ÁGUA (g)

MASSA DE SOLO SECO (g)

TEOR DE UMIDADE (%)

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MMAASSSSAA EESSPPEECCÍÍFFIICCAA MMÉÉDDIIAA DDOOSS SSÓÓLLIIDDOOSS DDOO SSOOLLOO

A massa específica média dos sólidos de um solo, Ɣs, é definida pela relação entre a
massa de sólidos do solo e o volume ocupado por estes sólidos. A massa específica média
dos sólidos do solo é utilizada para determinação da massa específica do solo em
qualquer situação de saturação, desde seco até saturado, desde que sejam conhecidos
seu índice de vazios e o grau de saturação. Além disso, o conhecimento deste índice físico
do solo é exigido na maioria dos ensaios laboratoriais em geotecnia. Segundo a definição
de massa específica média dos sólidos de um solo, Ɣs = Wy/Vs, o ensaio consiste
basicamente na determinação do volume ocupado pelos sólidos, já que a massa deles é a
massa do solo seco.

EQUIPAMENTOS
Picnômetro (balão de vidro) de 250 ou 500 ml
Bomba de vácuo
Água destilada
Balança (sensibilidade de 0,01 g)
Termômetro (graduado em 0,1° C)
Estufa

PROCEDIMENTO DE ENSAIO
1. Obter a tara do picnômetro absolutamente limpo e seco;
2. Colocar dentro do picnômetro cerca de 50 g (para o picnômetro de 500 ml)
do solo seco em estufa e destorroado;
3. Obter a massa do conjunto "picnômetro + solo seco";
4. Descontar da massa do conjunto "picnômetro + solo seco" a tara do
picnômetro obtendo, assim, de maneira precisa, a massa de solo seco, Ws;
5. Colocar água destilada dentro do picnômetro até aproximadamente 2/3 de
sua capacidade interna de modo a cobrir, com folga, o solo no seu interior;
6. Aplicar vácuo no interior do picnômetro durante aproximadamente 30
minutos, agitando a mistura levemente algumas vezes, para ajudar à de aeração;
7. Terminado o processo de aeração da mistura solo/água destilada, completar o
volume do picnômetro com água destilada até perto da marca de sua capacidade nominal.
Deixar o conjunto em banho-maria (com a água do banho na temperatura ambiente), até
que a temperatura da mistura se equilibre com a temperatura do banho;

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8. Completar com água destilada até a marca da capacidade nominal do picnômetro,
enxugar bem o picnômetro (inclusive por dentro, entre a boca e a marca de sua capacidade
nominal) obter a massa do conjunto "picnômetro + Ws + água destilada".
A massa deste conjunto será denominada de W2;
9. Retirar a mistura de dentro do picnômetro lavá-lo bem e colocar no seu
interior somente água destilada até aproximadamente 2/3 de sua capacidade interna e, em
seguida, aplicar vácuo;
10. Após o término da de aeração da água destilada contida no interior do
picnômetro, completar com mais água destilada até próximo da marca da capacidade nominal
do picnômetro e levar ao banho-maria;
11.Quando a temperatura da água destilada contida no interior do picnômetro
igualar a temperatura do banho, completar o picnômetro com água destilada até sua
marca de capacidade nominal, enxugar externamente e internamente entre a boca e a
marca da capacidade nominal e obter a massa do conjunto "picnômetro + água destilada". A
massa deste conjunto será denominada de ωi.
12. Calcular γs pela relação:

Terminado o processo de aeração da mistura solo/água destilada, completar o volume do
picnômetro com água destilada até perto da marca de sua capacidade nominal. Deixar o
conjunto em banho-maria (com a água do banho na temperatura ambiente), até que a
temperatura da mistura se equilibre com a temperatura do banho;
13. Repetir as etapas 1 a 12 obtendo valores adicionais de γs até serem obtidos dois valores, tais
que:

O valor médio deles será o valor a ser definido para γs.
Como a capacidade nominal do picnômetro é definida para a temperatura de 20° C, o
valor obtido para γs deverá ser corrigido, se a temperatura do banho-maria for diferente
daquela, de acordo com a tabela seguinte:

T ºC 16 18 20 22 24 26
A 1,0007 1,0004 1,0000 0,9996 0,9991 0,9986

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Dessa forma, o valor final para a massa específica média dos sólidos de um solo será
obtida pela relação final:
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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS -
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PICNÔMETRO Nº

VOLUME NOMINAL A 20ºC
(ml)
TEMPERATURA (ºC)

TARA DO PICNÔMETRO (g)
PICNÔMETRO + WS (g)
WS (g)

W2 (g)

W1 (g)

����S (g/cm3)
a

����S = a.����S (g/cm3)
γS = WS/[(W1 + WS - W2)/ γw]
WS = MASSA DE SOLO SECO
W1 = MASSA DO PICNÔMETRO + ÁGUADESTILADA
W2 = MASSA DO PICNÔMETRO + SÓLIDOS (SOLO SECO) + ÁGUA DESTILADA
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AANNÁÁLLIISSEE GGRRAANNUULLOOMMÉÉTTRRIICCAA CCOONNJJUUNNTTAA

A análise granulométrica conjunta é composta de duas fases de ensaio:
peneiramento e sedimentação. A primeira consiste no peneiramento do solo através de uma
série de peneiras empilhadas em ordem crescente de abertura das malhas das peneiras, que
representarão o tamanho médio das partículas do solo. O peneiramento é efetuado para a
fração do solo de granulometria mais grossa, ou seja, aquela retida na malha da peneira 200
(abertura de 0,074 mm).
A sedimentação é baseada na equação de Stokes, que calcula a velocidade de queda
livre de uma esfera através de um meio viscoso, conhecendo-se o diâmetro da esfera, sua
massa específica, a densidade e a viscosidade do meio. No ensaio de sedimentação, "mede-se" a
velocidade de descida das partículas do solo através de uma variação de densidade (o solo é
levado a um processo de sedimentação em meio líquido), o que leva, a partir da lei de Stokes,
a determinar o "diâmetro", ou tamanho médio da partícula, e sua porcentagem em relação à
amostra total. O ensaio de sedimentação é feito sobre a fração de finos do solo cujas partículas
passam através da malha da peneira 200.
A análise granulométrica é utilizada na identificação e classificação de solo segundo
os vários sistemas de classificação existentes, na determinação aproximada da permeabilidade
em solos arenosos, em projetos de filtros e drenos, etc.
O procedimento de ensaio da análise granulométrica conjunta depende do tipo de
solo utilizado. Se o solo for constituído em sua maior parte de grãos graúdos, que não
passam através das malhas da peneira 200, então, apenas o ensaio por peneiramento deverá
ser efetuado. A análise granulométrica conjunta (peneiramento + sedimentação) deverá ser
utilizada em solos que apresentarem mais do que 12% dos seus minerais passando na malha
da peneira 200.

PENEIRAMENTO

EQUIPAMENTO
Conjunto de peneiras
Agitador de peneiras
Destorroador (almofariz e soquete destorroador)
Balança
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PPRROOCCEEDDIIMMEENNTTOO

1. Tomar exatamente 500 g de solo destorroado, muito bem homogeneizado de tal
forma a representar o solo natural, e seco em estufa. No caso de peneiramento com
lavagem, este processo poderá ser acelerado se o solo for primeiramente destorroado,
seco em estufa e peneirado através da peneira 200, eliminando-se em seguida a fração
que passa nesta penetra.
2. Se a amostra, após a inspeção visual, contiver apreciável quantidade de solo
grosso (areia), e poucos finos (silte e argila), a fase da lavagem poderá ser omitida, e o
prosseguimento do ensaio será efetuado a partir da etapa 4. Caso contrário, lavar a
amostra retida na peneira 200 através da sua malha, até que a água de lavagem saia
limpa. Tomar cuidado para não danificar a peneira que possui uma malha muito
sensível.
3. Cuidadosamente, retirar a fração de solo retida na peneira 200 utilizando,
se necessário, bisnaga para lavar a malha no sentido contrário ao do peneiramento,
transferindo todo o material retido para uma tigela larga. Deixar o solo sedimentar no
fundo da tigela e retirar, com o auxílio da bisnaga, a máxima quantidade de água
possível, sem remover os grãos do solo.
4. Após secagem em estufa, pesar o solo, e peneirá-lo através de um conjunto
de peneiras dispostas em série, conforme a tabela abaixo. No caso de peneiramento sem
lavagem, a amostra original será diretamente peneirada pela série de peneiras da tabela
abaixo. As peneiras serão empilhadas em ordem crescente de abertura das malhas.

SÉRIE DE PENEIRAS (U. S. BUREAU OF STANDARDS - USBS)
Nº PENEIRA TAMPA 4 10 20 40 60 100 200 PRATO
ABERTURA
(mm)
- 4,76 2,00 0,83 0,42 0,25 0,149 0,074 -

Se for observada a presença de pedregulhos de pequeno diâmetro no solo,
poderão ser adicionadas ao conjunto peneiras com abertura de malha maior.
5. Colocar o conjunto de peneiras em um agitador mecânico por 5 a 10
minutos, dependendo da granulométria e da quantidade do material.
6. Retirar o conjunto do agitador, e determinar a massa do material retido em
cada peneira. Somar as massas retidas e comparar com o peso original da amostra
utilizada no início do ensaio, ou na etapa 4, quando houver lavagem. Se houver perda de
material superior a 2% durante o peneiramento, o ensaio deverá ser repetido.
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7. Determinar a porcentagem retida em cada peneira, dividindo a massa
retida, pela massa original da amostra.
8. Determinar a porcentagem que passa começando de 100% e subtraindo as
porcentagens retidas em cada peneira, através de um processo acumulativo.
9. Traçar a curva granulométrica do solo (tamanho médio dos minerais x
porcentagem em massa que passa), com o tamanho médio dos minerais em escala
logarítmica, determinando, a partir dela, os seguintes parâmetros:

a) se menos de 12% de solo passa através da malha da peneira 200,
determinar U (coeficiente de uniformidade) e Cc (coeficiente de curvatura da curva de
distribuição granulométrica), onde:

b) se mais de 12% de solo passa através da malha da peneira 200, não há a
necessidade de determinar U e CC, pois esses parâmetros são próprios para classificar
solos arenosos.
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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS -
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

ALUNO: ____________________________________________________________________
RA: _________________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: ________ CORPO DE PROVA: ________
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA CONJUNTA - PENEIRAMENTO
PENEIRA
USBS
ABERTUR
A (mm)
TARA
PENEIRA (g)
PENEIRA
+ SOLO
(g)
SOLO
RETIDO
ACUMULADO
(g)
(%) RETIDO
ACUMULAD
O
(%) EM
MASSA
QUE
PASSA

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CIVIL
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SEDIMENTAÇÃO

EQUIPAMENTOS E MATERIAIS
Dois cilindros graduados de 1000 cm3
Densímetro
Agitador de solo (liquidificador)
Defloculante (hexametafosfato de sódio)
Termômetro (precisão de 0,1° C)
Balança
Cronômetro
Água destilada
Espátula
Bisnaga
Agitador

PROCEDIMENTO
1. Obter exatamente 50 g de solo previamente seco em estufa, destorroado e que
tenha passado através da peneira 200.
2. Misturar o solo com água destilada até formar uma pasta homogênea. Adicionar
125 ml de solução de hexametafosfato de sódio, na concentração de 45,7 g/l de água destilada.
3. Deixar a solução descansar pelo tempo mínimo de 12 horas.
4. Transferir toda a solução, sem perda de material, para o agitador e agitar por 3 a
5 minutos, adicionando mais água destilada.
5. Transferir toda a solução agitada, sem perda de material, para um cilindro
graduado de 1000ml. Completar o volume do cilindro com água destilada.
6. Preparar um cilindro graduado de 1000 ml com água destilada e 125 ml de
solução Defloculante idêntico ao utilizado na etapa 2. Este cilindro será denominado de
cilindro de controle, e servirá para obter a "correção inicial" na leitura do densímetro,
necessária devido à adição do Defloculante à mistura solo + água. Deve-se tomar cuidado
para que os dois cilindros, de sedimentação e de controle, tenham sempre a mesma
temperatura.
7. Com o agitador, agitar a solução contida no cilindro de vidro durante 1 minuto.
Depositar o cilindro cuidadosamente sobre uma bancada e imediatamente inserir no interior
da mistura o densímetro e fazer leituras de densidade do meio depois de decorridos ½, 1, 2 e 4
minutos. Registrar também a temperatura da mistura.
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Evitar a agitação da mistura durante a introdução do densímetro, procedendo
vagarosamente, mas sem ultrapassar 10 segundos. Em seguida, efetuar as leituras de
densidade e da temperatura também no cilindro de controle. As leituras no densímetro devem
ser efetuadas na parte superior do menisco, para ambos os cilindros.
8. Continuar as leituras de densidade da solução solo + água destilada seguindo os
tempos de 8, 15, 30 minutos, 1, 2, 4 e 24 horas. O densímetro e o termômetro serão
introduzidos no cilindro de sedimentação para obtenção de cada leitura, e deverão ser
mantidos no cilindro de controle durante os intervalos das mesmas. Para solos com grande
porcentagem de argila, o ensaio poderá ser conduzido até 96 horas.
CCÁÁLLCCUULLOO
1. Corrigir as leituras do densímetro, Ra, com o fator de correção devido ao menisco,
obtendo-se R, conforme o anexo 1
2. Com o valor de R, obter L através da curva de calibração do densímetro.
3. Obter a massa específica dos minerais do solo, ys. com o qual, e com os
valores de temperatura para cada leitura do densímetro, determinar, através da tabela 1 do
anexo 2, o valor de K.
4. Com os valores de K, L e tempo de ensaio, t, determinar os "diâmetros"
(tamanho médio) das partículas, D, através da relação:
5. Determinar o valor Re (leitura corrigida) através da relação:
onde,
Ra: leitura no densímetro sem correção de menisco
Correção inicial: valor obtido na leitura do densímetro no cilindro de controle
CT: fator de correção devido à temperatura, apresentado na tabela 2 do anexo 2.

6. Determinar a porcentagem de finos correspondente a cada "diâmetro" D, através
da relação:
(%) em massa que passa = [(Re . a) / Ws]. 100 onde,

a: fator de correção para a massa específica dos sólidos do solo,ys, apresentado na
tabela 3 do anexo 2.
W: massa inicial do solo que está sendo submetido ao ensaio de sedimentação.

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Traçar a curva de distribuição granulométrica com os valores computados de D e
respectivas (%) em massa que passa. No caso de análise conjunta, esta curva deverá
complementar aquela obtida no ensaio de peneiramento.

ANEXO 1

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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS -
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

ALUNO: ____________________________________________________________________
RA: _________________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: ________ CORPO DE PROVA: ________
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA CONJUNTA - SEDIMENTAÇÃO
DENSÍMETRO Nº ___________________________ PROVETA Nº ________________ ƔS (g/cm3) = ______
DEFLOCULANTE ___________________________ CONCENTRAÇÃO (g/l): ________ a = _____________
CORREÇÃO INICIAL: ________________________ CORREÇÃO MENISCO: ________ WS (g) = ________
DATA HORA
TEMPO,
t (min)
TEMP.
ºC
RA RC
(%) EM
MASSA QUE
PASSA
R L L/t K
D
(mm)

RA = LEITURA NO DENSÍMETRO
RC = LEITURA NO DENSÍMETRO CORRIGIDA (RC = RA - CORREÇÃO INICIAL + CT)
CT = FATOR DE CORREÇÃO DEVIDO À TEMPERATURA
R = LEITURA CORRIGIDA PELO MENISCO
a = FATOR DE CORREÇÃO DE γS
L = PROFUNDIDADE EFETIVA DO DENSÍMETRO
(%) EM MASSA QUE PASSA = (RC. a)/WS
D = K.√L/t (DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS)
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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS
- LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

ALUNO: ____________________________________________________________________
RA: _________________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: ________ CORPO DE PROVA: ________
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA
DENSÍMETRO Nº _____________________ PROVETA Nº _____________ γS (g/cm3) = _________
DEFLOCULANTE _____________________ CONCENTRAÇÃO (g/l): _____ a = ________________
CORREÇÃO INICIAL: __________________ CORREÇÃO MENISCO: _____ WS (g) = ___________
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LIMITES DE ATTERBERG

Um solo de granulometria fina (silte, argila) pode ser encontrado em seu estado natural
apresentando consistências que dependem da quantidade de água presente em seus vazios. Como
conseqüência, o seu comportamento físico (compressibilidade, resistência ao cisalhamento,
permeabilidade) também dependerá desta quantidade de água e, por sua vez, da sua consistência.
Atterberg definiu quatro estados de consistência do solo, denominando "limites de
consistência" aos teores de umidade que definem as transições de um estado para outro.
Posteriormente, Arthur Casagrande padronizou ensaios para definir estes teores de umidade para os
quais ocorrem as mudanças de consistência. São eles:

O limite de liquidez, LL, é o teor de umidade no qual o solo apresenta resistência ao
cisalhamento tão pequena que flui quando vibrado sob condições padronizadas, fechando uma
ranhura, também padrão, realizada em seu meio.
O limite de plasticidade, LP, é o teor de umidade no qual o solo começa a fissurar
quando rolado para formar pequenos cilindros de dimensão padronizada.
O limite de contração, LC, é o teor de umidade que corresponde à quantidade de água
necessária para preencher completamente os vazios do solo (saturação de 100%) quando este se
apresentar em seu volume mínimo, obtido por secagem em estufa a 110° C (± 5o C).
O teor de umidade necessário para levar a umidade do solo do seu limite de
plasticidade para o seu limite de liquidez é uma indicação da plasticidade do solo. Esta plasticidade
é indicada pelo índice de plasticidade, IP, definido pela diferença entre seu limite de liquideze limite
de plasticidade, ou seja, IP = LL - LP.

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EQUIPAMENTOS
Aparelho de Casagrande
Cinzel
Espátula
Bisnaga com água
Tigela de louça
Cápsulas
Balança
Placa de vidro com uma face esmerilhada
Bastão comparador
Estufa

DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ

1. Calibrar o aparelho de Casagrande;
2. Em uma tigela de louça, colocar aproximadamente 100 g de solo seco ao ar,
destorroado e que tenha passado através das malhas da peneira 40 (abertura 0,42 mm). Adicionar
água ao solo e misturar bem até obter uma pasta homogênea e com umidade uniforme;
3. Com o auxílio de uma espátula, colocar o solo, neste estado de pasta, na concha do
aparelho de Casagrande, previamente limpa. A profundidade máxima do solo na concha deverá
ser de YT (aproximadamente 1,3 cm) após o nivelamento da sua superfície;
4. Efetuar uma ranhura através do centro da amostra com o auxílio do cinzel. O solo,
na concha, deverá ser separado em duas metades iguais;
5. Girar a manivela do aparelho de Casagrande na velocidade de 2 revoluções por segundo,
e registrar o número de golpes necessário para fechar a base da ranhura na extensão de ½” de
comprimento;
6. Determinar o teor de umidade do solo retirado das vizinhanças da porção fechada
da ranhura (cerca de 25 g);
7. Colocar o restante do solo novamente na tigela, adicionar mais água e fazer nova
mistura, agora mais fluida que a anterior. Repetir as etapas 3 a 7 de tal forma a obter dois ensaios
com resultados de números de golpes entre 27 e 35, e dois ensaios com resultados entre 10 e 18
golpes. Limpar e secar sempre a concha antes de repetir cada ensaio.
Os pares de valores "n° golpes x umidade", colocados num gráfico com o n° de golpes em
escala logarítmica, devem resultar em pontos alinhados. O limite de liquidez do solo será o teor de
umidade necessário para fechar a base da ranhura em 1/4" para exatamente 25 golpes.
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DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE

1 Em uma tigela de louça, colocar aproximadamente 100 g de solo seco ao ar,
destorroado, e que tenha passado pela malha da peneira 40 (abertura de 0,42 mm). Adicionar água e
misturar bem até formar uma massa que possa ser moldada como bola.
2 Rolar a bola inicialmente entre as mãos, e depois sobre uma placa de vidro
esmerilhado, de face rugosa, até formar cilindros com 3 mm de diâmetro e aproximadamente 4 cm
de comprimento. Se os cilindros começarem a fissurar com estas dimensões, colocá-los em
cápsulas para determinação do teor de umidade.
3. Se os cilindros apresentarem fissuras com dimensões maiores do que 3 mm de
diâmetro, adicionar água à amostra e repetir a etapa 2.
4. Se os cilindros não apresentarem fissuras, role mais a amostra para perder
umidade e repetir o ensaio, até obter fissuras em cilindros com as dimensões indicadas na etapa 2.
5. Repetir a etapa 2 até obter mais dois cilindros que serão utilizados com o primeiro
para o cálculo do teor de umidade médio, o qual será o limite de plasticidade procurado.
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FACULDADE INTEGRADA METROPOLITANA DE CAMPINAS
- LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS
DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE ATTERBERG
ALUNO: ____________________________________________________________________
RA: _______________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: ________ CORPO DE PROVA: ________
DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ
CÁPSULA Nº

TARA DA CÁPSULA (g)

CÁPSULA + SOLO ÚMIDO
(g)
CÁPSULA + SOLO SECO (g)

MASSA DE ÁGUA (g)

MASSA DE SOLO SECO (g)

TEOR DE UMIDADE (%)

Nº DE GOLPES

W (%)

Nº GOLPES

LL = _________________________

LP = _________________________

IP = __________________________
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DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE
CÁPSULA Nº

TARA DA CÁPSULA (g)

CÁPSULA + SOLO ÚMIDO
(g)
CÁPSULA + SOLO SECO (g)

MASSA DE ÁGUA (g)

MASSA DE SOLO SECO (g)

TEOR DE UMIDADE (%)

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EENNSSAAIIOO DDEE CCOOMMPPAACCTTAAÇÇÃÃOO PPRROOCCTTOORR NNOORRMMAALL

A compactação de solo é necessária em vários tipos de obras, tais como na
construção de estradas, barragens e qualquer outro tipo de obra que exija aterro. A compactação
do solo é necessária por três razões fundamentais:
- diminuir a compressibilidade do solo, a fim de evitar recalques (deformações)
excessivas
- aumentar a resistência ao cisalhamento do solo
- diminuir a permeabilidade

A água adicionada a um solo seco permite uma função de lubrificação entre as
partículas. O processo de compactação do solo torna-se, então, mais fácil e eficiente, mas até
um limite de teor de umidade, quando o excesso de água nos vazios do solo atuará como
dissipador de energia de compactação.
O teor de umidade correspondente à máxima massa específica seca do solo, quando
compactado à mesma energia, é denominado de umidade ótima. Proctor (1933) foi quem
desenvolveu o ensaio de compactação utilizado na determinação da relação umidade x massa
específica seca do solo, quando este é submetido a uma energia constante de compactação.

EQUIPAMENTOS

Além daqueles necessários para a determinação de umidade, são utilizados, no ensaio
de compactação, os seguintes equipamentos:
- molde cilíndrico com capacidade aproximada de 1.000 cm3, base e "colar de
extensão"
- soquete com peso de 2,5 kgf.
- peneira n. 4 (USBS)
- macaco extrator de amostra
- balança com capacidade para até 10 kgf.
- régua metálica bizelada
- bandeja
- almofariz
- destorroador

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PROCEDIMENTO DE ENSAIO

1. Obter aproximadamente 3 kgf. de solo seco ao ar, destorroado e passando pela
peneira n. 4. Adicionar ao solo cerca de 100 ml de água e homogeneizar, de tal forma que todo
o solo fique com a .mesma umidade. .
2. Pesar o molde cilíndrico com a base (sem o "colar")
3- Adicionar o "colar" ao conjunto base + molde
4. Compactar o solo no cilindro, em três camadas aproximadamente iguais, cada
camada compactada com 26 golpes do soquete de 2,5 kgf. caindo em queda livre de uma altura
de 30 cm sobre cada camada de solo. Após a compactação de cada camada, antes de iniciar a
compactação da seguinte, deve-se revolver com uma espátula a parte superior do solo já
compactado, para se obter um melhor embricamento entre as camadas.
5. Depois de compactadas as três camadas, retirar o "colar extensor" e nivelar o
topo da amostra com a régua bizelada, de tal forma que o solo remanescente ocupe
exatamente o volume interno do cilindro.
6. Pesar o conjunto base + cilindro + solo
7. Retirar o solo do cilindrocom a ajuda do macaco extrator. Partir o solo
compactado ao meio e retirar solo para determinação da umidade.
8. Quebrar e destorroar completamente o restante da amostra de solo compactado,
misturar ao solo original, colocar mais água, homogeneizar e repetir toda a operação descrita
acima. O ensaio pode ser considerado concluído quando o peso do conjunto base + cilindro +
solo acusar valor repetido ou menor do que o anterior.
9. Com os pares de valores umidade (w) e massa específica seca (yd) é levantada a
curva de compactação, da qual se extrai, para a energia de compactação aplicada, o valor da
massa específica seca máxima (yd mix) e a umidade ótima de compactação (wot).

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LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO PROCTOR NORMAL
ALUNO: ____________________________________________________________________
RA: ________________________________________________________________________
SONDAGEM Nº ______ PROFUNDIDADE: ________ CORPO DE PROVA: ________
DIMENSÕES DO CILINDRO:
DIÂMETRO = _______ cm; ALTURA = _______ cm; VOLUME = _______ cm3

γD (g/cm3)

W (%)
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BIBLIOGRAFIA

É recomendada a consulta a livros e publicações pertinentes aos assuntos tratados e,
em particular, são recomendados os seguintes textos:

1º) VARGAS, M. (1977) - Introdução à Mecânica dos Solos. Editora MacGraw-Hill do
Brasil Ltda.
2º) CAPUTO, H.P. (2000) - Mecânica dos Solos e suas Aplicações. Fundamentos. Vol.
1, 2 e 3. Livros Técnicos e Científicos Editora.
3º) SERAPHIM, Luis Antonio - Apostila e Notas de Aula.
4º) KASSOUF, Roberto (2009) – Apostila e Notas de Aula - Faculdade Politecnica de
Jundiaí SP.\
5º) KASSOUF, Roberto (2009) – Apostila Laboratório de Mecânica dos Solos
Faculdade Politecnica de Jundiaí SP.\