Laboratório Ensaio IV - Análise Granulométrica do Solo

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Vaguiton Tolentino Aguiar
Ensaio IV: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DO SOLO NBR 7181
Palmas
2016
Vaguiton Tolentino Aguiar
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DO SOLO NBR 7181
Relatório apresentado como requisito parcial da disciplina Mecânica dos Solos do curso de Engenharia Civil do CEULP/ULBRA, orientado pela professora Jacqueline Henrique.
Palmas - TO, 15 de abril de 2016
SUMÁRIO
1 - Introdução.........................................................................................pág 4
2 - MATERIAL E EQUIPAMENTOS.............................................................pág 5
3 - PREPARO DA AMOSTRA......................................................................pág 5
4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES............................................................pág 6
5 - CONCLUSÃO..........................................................................................pág 8
6 - Referência bibliográfica...........................................................pág 09
1. INTRODUÇÃO
Este é o quarto ensaio da disciplina de Mecânica dos Solos do curso de Engenharia Civil da turma 0545/2016 e tem por objetivo determinar a granulometria de determinado tipo de solo.
Este ensaio foi aplicado no dia 15 de abril de 2016 no laboratório de Materiais e Estruturas do CEULP/Ulbra n° 605. Foi nos apresentado os equipamentos, acessórios e materiais que serão utilizados nos ensaios para a Análise Granulométrica do Solo.
Um dos parâmetros mais importantes para estudo das citadas operações unitárias é a distribuição granulométrica de uma amostra. Sua análise é obtida classicamente através de um conjunto de peneiras. O peneiramento é tradicionalmente o método de análise mais utilizado para esta finalidade, uma vez que tanto o equipamento quanto o procedimento analítico e ainda os conceitos envolvidos, são relativamente simples. O método em questão consiste na separação de partículas, levando em consideração apenas o tamanho. No peneiramento industrial, os sólidos são colocados sobre uma superfície com um determinado tamanho de abertura. As partículas menores, ou finas, passam através das aberturas da peneira n°200; as partículas maiores não - peneira n°10 ( Figura 01).
A necessidade de separar sólidos está associada a duas finalidades: dividir o sólido granular em frações homogêneas, e, obter frações com partículas de mesmo tamanho (http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgJrkAE/relatorio-p5-analise-granulometrica). 
 
Fig.01 - Conjunto de peneiras #200 e #10
Na Figura 02, observa-se o princípio do peneiramento, em que o sólido alimentado é movimentado sobre a peneira; as partículas que passam pelas aberturas constituem os finos e as que ficam retidas são os grossos. O objetivo da operação é indicado pelo seu próprio nome: eliminação de finos, separação de grossos ou “corte” do material visando sua posterior concentração (http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgJrkAE/relatorio-p5-analise-granulometrica).
Fig.02 - Frações sólidas obtidas em peneiramento.
A determinação da granulometria de um solo pode ser feita apenas por peneiramento ou por peneiramento e sedimentação.
Uma peneira separa apenas duas frações, que são chamadas não classificadas, pois se conhece apenas as medida extrema de cada fração (a da maior partícula da fração fina e a menor da fração grossa). Com mais peneiras é possível obter frações classificadas; neste caso, não é mais um simples peneiramento, mas uma classificação granulométrica.
2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS
1. Balança;
2. Jogo de peneiras;
3. Agitador de peneiras contendo:
1. 1 tampa de alumínio;
2. 1 travessa;
3. 2 hastes para 6 peneiras;
4. Material sólido particulado – polipropileno para fabricação de telhas;
5. Espátula;
6. Pincel;
7. Vidro de relógio em diversos tamanhos.
3. PREPARO DA AMOSTRA
No peneiramento, a base de representação da distribuição de tamanho de partícula é a massa da partícula, mais especificamente pela fração mássica, na qual a distribuição de tamanho de partículas é associada à fração mássica dentro de cada intervalo. Após a agitação, as partículas retidas em cada peneira foram pesadas e as respectivas massas de cada peneira foram convertidas em frações ou porcentagem da massa total da amostra. As partículas que passam pela peneira mais fina são recolhidas no coletor (peneira “cega”) existente no fundo da pilha de peneiras.
Procedimentos:
· O material foi secado em laboratório;
· As peneiras foram encaixadas na base vibratória observando-se a ordem crescente (base para o topo) da abertura das peneiras;
· Foi colocada uma determinada massa de amostra na peneira superior;
· Foi promovido a agitação mecânica do conjunto por um tempo de 1,5 minutos;
· Foi pesado o material retido em cada peneira e transferindo cuidadosamente cada fração com o auxílio de um pincel de cerdas grossas para um recipiente previamente pesado;
· Foi conferido a massa total do material retido nas peneiras e no fundo com a massa alimentada no sistema. A diferença não ultrapassou os 0,3% da massa inicial.
Inicialmente secou-se a amostra de solo ao ar até próximo da umidade higroscópica. Desmanchou-se os torrões, evitando a quebra dos grãos, e homogeneizou-se a amostra. Com o repartidor ou pelo quartejamento, reduziu-se a quantidade de material até se obter uma amostra representativa em quantidade suficiente para a realização do ensaio. Passou-se o material na peneira # 76 mm. Do material passado na peneira # 76 mm, tomou-se uma quantidade, em função da dimensão estimada dos grãos maiores, que para o presente experimento foi de 1,0 Kg.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
O critério analisado para a escolha da quantidade de material a tomar, foi analisado através das tabelas abaixo em 561,7g:
	Peneiras (mm)
	Massa Retida (g)
	Massa Passante (g)
	% Passante
	25,40
	45,00
	516,70
	91,99
	19,10
	21,20
	495,50
	88,21
	9,50
	88,70
	406,80
	72,42
	4,80
	103,60
	303,20
	53,98
	2,00
	124,50
	178,70
	31,81
	1,20
	1,10
	177,60
	31,62
	0,60
	28,70
	148,90
	26,51
	0,42
	16,40
	132,50
	23,59
	0,30
	29,90
	102,60
	18,27
	0,15
	63,20
	39,40
	7,01
	0,07
	39,40
	0,00
	0,00
Tabela 01 . Dados para a análise granulométrica
Os dados obtidos geraram o seguinte gráfico:
Gráfico 01- Porcentagem passante x peneiras (mm)
Distribuição de frequência acumulativa das frações
O diâmetro utilizado nos gráficos é a média do valor do diâmetro de abertura da maior e da menor peneira em análise (Tabela 02). Pela análise do gráfico, percebe-se que 27,57% do total da massa ensaiada são pedregulhos, 40,60% são areia grossa, 5,30% são areia média, 26,50% são areia fina e 0,03% são outros sedimentos.
	Abertura da Peneira (mm)
	Tipo de Sólido
	Participação (%)
	25,4 - 9,5
	Pedregulho
	27,57
	4,8 - 2,0
	Areia Grossa
	40,60
	1,2 - 0,6
	Areia Média
	5,30
	0,42 - 0,074
	Areia Fina
	26,50
	< 0,074
	Outros
	0,03
Tabela 02 - Participação e classificação dos tipos de sólidos presentes na amostra.
Dessa forma, o sólido ensaiado pode ser classificado como sólido misto, pois sua faixa de diâmetro encontra-se entre os sólidos grosseiros e finos.
Coeficiente de Curvatura
Cc=(D30) 2 / (D60 x D10)
Cc = (1,05)2/6,3 x 0,17
Cc = 1,03
Com este resultado o solo é bem graduado.
Coeficiente de não Curvatura
CNC = D60/D10
CNC = 6,3/0,17
CNC = 37,05
Com este resultado o solo não é uniforme.
Permeabilidade do solo
K = C (D10)2
K = 100 (0,17)2
K = 2,89 cm/s
Com esta permeabilidade é considerado um solo de alta permeabilidade.
Com todos estes dados, foram possível traçar a curva granulométrica do solo ensaiado, a partir destes valores calculados foi traçado a curva de distribuição granulométrica, marcando-se no eixo das abscissas em escala logarítmica com os diâmetros das partículas menores do que aqueles considerados.
Também foram obtidos os valores dos coeficientes de uniformidade e de curvatura.
Ficou provado que a soma das frações retidas nas peneiras foi maior que o total seco original.
As possíveis fontes de erro neste ensaio está na umidade higroscópica do solo, da qualfoi obtida uma umidade de campo boa para fazer os trabalhos.
5. CONCLUSÃO
As análises aqui realizadas com ensaio, demonstrou-se claramente as importância de granulometria do solo em questão. E a partir destes dados é possível classificar os solos pelo método de peneiramento, com a obtenção de uma amostra de um solo grosso e fino para que possa dar como resultado ao investidor de uma obra sobre uma estrutura rochosa a suportar as mais diversas estruturas apoiadas em um determinado terreno.
Com esta análise dos grãos é possível determinar os tamanhos dos diâmetros equivalentes das partículas sólidas em conjunto com a proporção de cada fração constituinte do solo em relação ao peso do solo seco.
Além desta metodologia obter-se a curva granulométrica, através desta pode-se observar o coeficiente de curvatura, coeficiente de não curvatura, diâmetro efetivo do solo, obtenção de textura se é arenoso, siltoso ou argiloso, em relação ao uso do terreno como suporte.
Para este tipo de solo teve como resultado final um solo bem graduado, pela variância de dimensões na textura do solo, um solo não uniforme por conter várias dimensões em sua textura, melhor preenchimento dos vazios, em termos de drenagem tem-se um solo de alta capacidade de drenagem pela alta taxa de permeabilidade.
6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Orientação da Professora Jacqueline e Miller.
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABXOIAC/analise-granulometrica. Acesso em 08/06/2015.
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABXOIAC/analise-granulometrica. Acesso em 08/06/2015.
25.4	9.5	4.8	2	0.60000000000000064	0.42000000000000032	0.15000000000000019	7.3999999999999996E-2	91.98860601744704	72.423001602278802	53.978992344668029	31.814135659604808	26.50881253338077	23.589104504183691	18.265978280220729	0	
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