Atividades Laboratoriais 2021.1 - UAM

Prévia do material em texto

Exercícios de Atividades Laboratoriais
Prof. Msc. Pedro Silveira Gonçalves Neto
1. Determinação da Massa Específica Aparente (Peso Específico Total) dos Solos – Método da Balança Hidrostática
Procedimento:
I. Determinação da massa de solo + fio de nylon;
II. Determinação da massa de solo + fio de nylon + parafina;
III. Determinação da massa de solo + fio de nylon + parafina imerso;
A tabela 1 mostra resultados de um ensaio de laboratório realizado para a obtenção do peso específico natural (ou total) de uma amostra de solo. Conforme as premissas da NBR 10838 (ABNT, 1989) demonstre o procedimento de cálculo e determine o valor do peso específico do solo:
Tabela 1. Dados da amostragem para ensaio de balança hidrostática.
	Variáveis
	Unidade
	Valor
	Densidade da parafina
	g/cm³
	0,92
	Massa de solo úmido + fio de nylon
	g
	115,10
	Massa de solo úmido + parafina + fio de nylon
	g
	117,90
	Massa de solo úmido + fio de nylon + parafina imerso
	g
	60,10
Fonte: Adaptado de Campos (2014)
2. Determinação do Teor de Umidade Higroscópica
Procedimento
I. Pesar uma cápsula de alumínio. Este peso pode estar tabelado (tara) em função do número da cápsula;
II. Colocar a amostra de solo úmido dentro da cápsula e pesar o conjunto;
III. Levar o conjunto à estufa para secar até obter-se constância de peso;
IV. Pesar o conjunto cápsula + solo seco.
A tabela 2 mostra resultados de um ensaio de laboratório realizado para a obtenção do teor de umidade uma amostra de solo. Conforme as premissas da NBR 6457 (ABNT, 1986) demonstre os cálculos e determine o teor de umidade para a amostra em questão.
Tabela 2. Dados coletados de ensaios para obtenção do teor de umidade do solo.
	No da Cápsula
	Tara (g)
	Peso de solo úmido + tara (g)
	Peso de solo seco + tara (g)
	03
	8,01
	28,81
	25,11
	07
	8,40
	28,35
	23,90
	12
	8,25
	29,68
	25,35
	24
	8,15
	29,17
	24,75
	40
	8,31
	29,51
	24,46
Fonte: Adaptado de Schultz (2017)
3. Determinação da Massa Específica dos Grãos
Procedimento
I. Determinar a massa o picnômetro, com água deaerada, até a marca da calibração (Ppic+w);
II. Colocar a amostra de solo seco num recipiente de alumínio e deixar repousar durante 24 horas para completa saturação do solo em uma solução de água e defloculante (hexametafosfato de sódio);
III. Colocar o conteúdo do recipiente de alumínio no dispersor e deixar agitar por 10 minutos. Em seguida colocar a amostra dentro do picnômetro com o auxílio de água deaerada, sem preencher totalmente o recipiente (até aproximadamente o início do gargalo);
IV. Aplicar a bomba de vácuo ao picnômetro, durante 15 minutos, para retirar o ar ainda contido na amostra, (durante este processo pode-se observar saída de bolhas de ar);
V. Após a retirada da bomba de vácuo, completar o picnômetro com água deaerada até a linha de controle existente próximo ao término do gargalo e pesar o conjunto picnômetro+ água + amostra (Ppic+s+w);
VI. Determinar a temperatura da água no picnômetro e, através da curva de calibração do mesmo, obter o peso do picnômetro totalmente preenchido só com água a esta temperatura;
VII. Retirar a amostra mais água do picnômetro, colocando-a num recipiente cilíndrico metálico, e a seguir em estufa para secagem por 24 horas, ou seja, para determinação do peso da amostra seca (Ps);
VIII. Os resultados são considerados satisfatórios quando os mesmos não diferem entre si mais de 0,02g/cm³. O resultado final deverá ser a média de pelo menos 2 determinações, segundo a norma, com 3 algarismos significativos.
As leituras para a determinação da massa específica dos sólidos para um solo arenoso são apresentadas na tabela 3. Efetuar os cálculos necessários para determinar a massa específica dos grãos sólidos conforme prescreve a NBR 6508 (ABNT, 1984).
	Dados
	Unidade
	Valor
	Peso da amostra úmida
	g
	119,73
	Umidade
	%
	15
	Peso de amostra seca (ms)
	g
	103,98
	Amostra
	
	1
	2
	3
	Peso Picnômetro + Amostra de solo +Água (mpci+s+w)
	g
	725,22
	724,24
	723,24
	Peso Picnômetro + Água (mpic+w)
	g
	660,14
	659,15
	657,82
4. Ensaio de Compacatação dos Solos
Com uma amostra de solo argiloso, com areia fina, a ser utilizada num aterro, foi feito o ensaio de Proctor Normal de compactação. Na tabela abaixo estão as massas dos corpos de prova, determinadas nas cinco moldagens de corpo de prova, no cilindro que tinha 992cm³ (a norma recomenda 1dm³). Também estão indicadas as umidades correspondentes a cada moldagem, obtidas por meio de amostras pesadas antes e após a secagem em estufa. A massa específica dos grãos é 2,65 g/cm³.
a) Desenhar a curva de compactação e determinar a densidade máxima e umidade ótima.
b) Determinar o grau de saturação no ponto máximo da curva.
c) No mesmo desenho, representar a curva de saturação e a curva de igual valor de saturação que passe pelo ponto máximo da curva.
5. Ensaio de Determinação do Coeficiente de Permeabilidade dos Solos
· Permeâmetro de Carga Constante
	Onde, 
· kT: coeficiente de permeabilidade para a temperatura T do laboratório (cm/s);
· V: volume de água percolada (cm³)
· L: Altura do CP
· t: tempo decorrido para a coleta do volume V (s);
· h: carga hidráulica (cm)
· A: área da seção transversal do CP
· Permeâmetro de Carga Variável
	Onde, 
· kT: coeficiente de permeabilidade para a temperatura T do laboratório (cm/s);
· a: área da bureta (cm²); 
· L: Altura do CP;
· A: área da seção transversal do CP;
· t: intervalo de tempo entre a ocorrência das cargas (s);
· hi: carga hidráulica para t = 0 (cm);
· hf: carga hidráulica para t = t (s) (cm);
A variação da viscosidade da água com a temperatura requer uma correção do valor do k obtido, para a padronização à temperatura de 20o C;
Onde, 
· kT: coeficiente de permeabilidade para a temperatura T do laboratório (cm/s);
· k20: coeficiente de permeabilidade para a temperatura de 20oC (cm/s);
· T: viscosidade da água para a temperatura T do laboratório (Pa.s);
· 20: viscosidade da água para a temperatura de 20oC (Pa.s);
· CV: Relação entre as viscosidades;
A permeabilidade obtida será a média aritmética de todas as permeabilidades no mesmo ensaio. A partir dos dados apresentados a seguir, os alunos deverão se organizar e deverão calcular os valores referentes aos coeficientes de permeabilidade
	Permeabilidade de Carga Constante
	
	
	
	
	
	100
	72
	27
	
	
	200
	145
	26
	
	
	300
	218
	27
	
	
	400
	287
	28
	
	
	500
	363
	27
	
	
	Permeabilidade de Carga Variável
	
	
	
	
	
	46
	645
	23
	
	
	41
	442
	22
	
	
	36
	277
	22
	
	
	31
	130
	29
	
	
	25
	42
	24
	
	
6. Ensaio de Compressão Edométrica (Adensamento)
A partir dos dados apresentados a seguir, os alunos deverão se organizar em grupos e deverão determinar a altura inicial do corpo de prova, traçar as duas curvas referentes ao ensaio em papel monolog e determinar a tensão de pré-adensamento e os valores do coeficiente de adensamento e de compressibilidade para a argila em questão.
	5º estágio de carregamento:  = 200kPa
	t (min)
	0,1
	0,25
	0,5
	1
	2
	4
	8
	15
	30
	60
	120
	240
	Leitura (mm)
	7,84
	7,81
	7,77
	7,70
	7,60
	7,46
	7,31
	7,18
	7,08
	6,99
	6,92
	6,88
	Resultados de todos os estágios
	 (kPa)
	0
	25
	50
	100
	200
	400
	800
	e
	0,870
	0,860
	0,852
	0,840
	0,815
	0,755
	0,673