Prévia do material em texto

MECÂNICA DOS SOLOS - 2020 
 
Exercícios Índices Físicos 
 
1. Foi recebido no laboratório um bloco indeformado para a realização dos seguintes ensaios: 
a. Determinação da umidade (w): tomou-se uma amostra cuja massa era 119,90 g. Esta amostra foi 
colocada numa estufa a 105oC por cerca de 18 h, após o que sua massa era 109,00 g. 
 
b. Determinação da densidade (natural) do solo (): moldou-se um corpo-de-prova cilíndrico, com 3,57 cm 
de diâmetro e 9,00 cm de altura, de massa 173,70 g. 
 
c. Determinação da densidade dos grãos (s): tomou-se uma amostra de 72,50 g, no seu estado natural. 
Esta amostra foi colocada num picnômetro, que foi completado em seguida com água deaerada; a massa 
do conjunto era 749,40 g. A massa do mesmo picnômetro cheio só com água, à mesma temperatura, era 
708,00 g. 
 
d. Com os índices físicos determinados nos ensaios mencionados acima, calcule o índice de vazios, a 
porosidade, o grau de saturação e a densidade seca. 
 
2. Deduza a equação que permite obter o índice de vazios a partir da umidade, da densidade dos grãos e 
da densidade do solo. 
 
3. Deduza a equação que permite obter o grau de saturação a partir da umidade, da densidade dos grãos, 
da densidade da água e do índice de vazios. 
 
4. Um solo arenoso apresentava os seguintes valores de índices físicos: =18,9 kN/m3, s=27,2 kN/m3 e 
w=13%. Com a elevação do nível d'água subterrâneo esse solo se saturou. (Suponha que nenhuma 
deformação tenha ocorrido.) Pergunta-se: qual a umidade e o peso específico do solo após a saturação? 
 
5. Suponha que você trabalhe num laboratório e que sua tarefa seja determinar o índice de vazios de uma 
amostra indeformada de solo. Que ensaios fará? De posse do resultado desses ensaios, como 
determinará o índice de vazios? 
 
6. Partindo das definições de densidade de um solo (), densidade da água (w), densidade dos grãos (s), 
porosidade (n) e grau de saturação (S), deduza a fórmula  = n.S.w +(1-n).s. 
Definições: 
𝑤 = 
𝑀𝑤
𝑀𝑠
 𝜌 = 
𝑀
𝑉
 𝜌𝑠 = 
𝑀𝑠
𝑉𝑠
 𝜌𝑑 = 
𝑀𝑠
𝑉
 
𝑒 = 
𝑉𝑣
𝑉𝑠
 𝑛 = 
𝑉𝑣
𝑉
 𝑆 = 
𝑉𝑤
𝑉𝑣
 𝑀𝑠 =
𝑀
𝑤 + 1
 
 
 
Onde: 
w = umidade 
Mw = massa de água 
Ms = massa de sólidos 
M = massa total de solo = Mw + Ms 
Vw = volume de água 
Vs = volume de sólidos 
Vv = volume de vazios = Vw + Var 
V = volume total de solo = Vv + Vs 
 = densidade natural do solo 
s = densidade dos sólidos (ou dos grãos) 
d = densidade aparente seca ou densidade seca 
e = índice de vazios 
n = porosidade 
S = grau de saturação