Relatório 1 - Laboratório de Mecanica dos Solos

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
DISCIPLINA: 
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS – 2570 
TURMA: 01 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO N 1 
 
 
 
Título da aula prática: 
 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DO SOLO 
 
 
 
 
 
 
 
Acadêmico(a): 
 
 
Arthur Archer RA: 115707 
Ryan Tanoshi RA: 115671 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maringá, 15 de setembro de 2021. 
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1. OBJETIVO(S) 
 
Nesse experimento tem-se como objetivo a determinação do teor de umidade de um 
determinado solo, através de três métodos conhecidos na área de mecânica dos solos, sendo 
eles o método de estuda, fogareiro e speedy. 
 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
A preparação das amostras de solo para ensaios de caracterização consiste primeiramente em 
secar, destorroar, quartear, pesar e peneirar a amostra para então obter-se uma quantidade 
homogênea para representar o solo a ser analisado. Esse tipo de ensaio segue os documentos 
normativos da ABNT NBR-6457. 
 Já o ensaio de compactação de solos é um método de estabilização que se dá ao aplicar energia a 
amostra, aumentando seu peso especifico, resistência a cisalhamento e diminuição do índice de 
vazios, permeabilidade e compressibilidade. A partir desse ensaio é possível relacionar teor de 
umidade e o peso especifico de uma amostra. 
 Por fim, o ensaio de determinação do teor de umidade permite nos entender mais sobre a 
plasticidade das argilas, o efeito da saturação na resistência ao cisalhamento, a contração ao 
efetuar secagem e a facilidade de compactação. Basicamente, o teor de umidade é uma relação 
em percentagem, entre o peso da água presente em uma amostra e o peso das partículas solidas 
do mesmo. 
 O teor de umidade, representado por “W” é dado pela equação: 
 𝑊 = (
𝑀𝑤
𝑀𝑠
) 𝑥100; (1) 
Mw = M1 – M2 (2) 
Onde Mw é a massa da água; 
 
Ms = M2 – M3 (3) 
Onde é a massa de solo seco; 
 
Também foi utiliza função linear utilizada para calibração do ensaio de Speedy é: 
y = 0,0936x + 0,0234; (4) 
 
3 
 
 
 
Figura 2.1: Calibração do Speedy. 
 
 Ajustando essa reta, isolando o “x” que é o teor de umidade do ensaio; obtemos a função: 
 𝑥 =
𝑦
0,0936
+ 0,25; (5) 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 Material 
 O solo utilizado tem sua amostra de tipo deformada, extraido em Iguatemi – PR a uma 
profundidade de 5 metros, sendo embalada para transporte e passando por um procedimento de 
secagem em ar ambiente. 
 
 
3.2 Equipamentos utilizados 
Durante a aula pratica foram utilizados os seguintes equipamentos para a realização do 
ensaio: Almofariz; mão de gral recoberta de borracha; Repartidor de amostras; Balanças que 
permitam pesar nominalmente 1,5kg, 10kg, 20kg, com resoluções de 0,1, 1g e 5g, 
respectivamente, com sensibilidades compativeis; Peneiras de 76,2mm, 19,1 mm, 4,8mm, 
2,0mm, 0,42mm (ABNT NBR NM ISO 3310-1); Bandejas metálicas; 
4 
 
Equipamentos para método 1: estufa; dessecador; balança; cápsulas; amostra 
Equipamentos para método 2: maleta (kit) para transporte; aparelho “Speedy”; ampolas de 
carbureto de cálcio; esferas de aço; suporte para balança; balança; 
Equipamentos para método 3: cápsulas; tela de amianto; fogareiro; placa de vidro; amostras; 
balança; 
3.3 Métodos de ensaio 
Para os ensaios de caracterização iremos primeiramente secar a amostra até próximo da 
umidade higroscópica, homogeneizar a amostra e reduzir a quantidade de material até se 
obter uma amostra representativa, para então levar para análise granulométrica, massa 
especifica dos grãos, LL e LP (Limites de Atterberg. Caso o procedimento seja sem 
secagem prévia a amostra deve vir embalada, de modo a evitar perde de umidade e não 
haverá analise granulométrica. Iremos então passar o material para destorroamento no 
almofariz. 
 Para os ensaios de compactação devemos preparar as amostras com secagem prévia até 
umidade higroscópica, até a umidade correspondente a 5% abaixo da ótima presumível e a 
ultima 3% acima da ótima presumível. 
 Já para a determinação do teor de umidade de solos, iremos seguir a ABNT NBR 6457 de 
2016 e a DNER – ME52-94. O primeiro método seria o método da estufa, onde iremos 
tomar uma quantidade de material de acordo com a norma e destorroá-lo, coloca-lo no 
estado fofo em capsulas metálicas e pesar todo o conjunto tampado, para então remover a 
tampa e colocar a capsula em estufa com temperatura entre 105 e 110 graus celsius de 16 a 
24 horas, para depois dessecar e atingir temperatura ambiente no dessecador, pesando 
novamente tampado (o procedimento deverá ser realizado 3 vezes). 
 O segundo método seria o tipo “Speedy”, onde iremos tomar uma quantidade de acordo 
com a norma da DNER, pesá-la e colocar no aparelho “Speedy” junto a duas esferas de aço. 
Iremos então colocar a ampola de carbureto de cálcio na câmara também, fechar o aparelho 
e agita-lo até quebrar a ampola, para então ocorrer a mistura carboneto-amostra afim de 
obter pressão constante no manômetro. Para finalizar, iremos anotar a pressão manométrica 
e entrar na tabela de calibração do aparelho para obter valor do teor de umidade do solo. 
 O terceiro e ultimo método é o Método do fogareiro, no qual a amostra de solo é seca em 
uma frigideira levada ao fogo, sendo secada no fogareiro após pesagem (cápsula + solo 
úmido). Também é utilizada uma placa de vidro para verificação do ponto de secagem. 
 
4. RESULTADOS 
 Para os cálculos pelos métodos de estufa e fogareiro denominou-se as massas das 
seguintes formas: 
M1 = massa do solo úmido + massa da cápsula (g) 
M2 = massa do solo seco + massa da cápsula (g) 
M3 = massa da cápsula (g) 
 Com esses dados utlizou-se a formula (2) para encontrar Mw (massa de água) e em 
seguida a fórmula (3) para determinar Ms (massa de solo). 
 Por fim, com Ms e Mw calculados, tem-se o teor de umidade pela fórmula (1). 
5 
 
 
E
S
T
U
F
A
 
CÁPSULA N° 2 5 12 
MASSA DA CÁPSULA (g) 27,92 g 26,40 g 23,47 g 
MASSA DO SOLO ÚMIDO + CÁPSULA (g) 110,88 g 117,60 g 121,66 g 
MASSA DO SOLO SECO + CÁPSULA (g) 101,14 g 107,03 g 110,16 g 
MASSA DE ÁGUA 
(g) 
 9,74 g 10,57 g 11,50 g 
MASSA DE SÓLIDOS (g) 73,22 g 80,63 g 86,69 g 
TEOR DE UMIDADE (%) 13,30 % 13,11 % 13,27 % 
TEOR DE UMIDADE MÉDIO 
(%) 
 13,23 % 
 
F
O
G
A
R
E
IR
O
 
CÁPSULA N° 1 3 16 
MASSA DA CÁPSULA (g) 28,32 g 30,02 g 29,57 g 
MASSA DO SOLO ÚMIDO + CÁPSULA (g) 172,35 g 180,03 g 176,25 g 
MASSA DO SOLO SECO + CÁPSULA (g) 155,04 g 162,36 g 158,88 g 
MASSA DE ÁGUA 
(g) 
 17,31 g 17,67 g 17,37 g 
MASSA DE SÓLIDOS (g) 126,72 g 132,34 g 129,31 g 
TEOR DE UMIDADE (%) 13,66 % 13,35 % 13,43 % 
TEOR DE UMIDADE MÉDIO 
(%) 
 13,48 % 
Figura 4.1: Resultados pelos métodos Estuda e Fogareiro. 
 Já para o método de Speedy, com os dados das amostras 1, 2 e 3, para obter o teor de 
umidade utilizou-se a fórmula (5), de acordo com a calibração para massa de 10g. 
 
S
P
E
E
D
Y
 
APARELHO SPEEDY N0. 36149 
AMOSTRA N° 1 2 3 
MASSA DE SOLO ÚMIDO (g) 10,00 g 10,00 g 10,00 g 
LEITURA NO MANÔMETRO (kgf/cm2) 1,25 kgf/cm² 1,25 kgf/cm² 1,25 kgf/cm² 
TEOR DE UMIDADE (%) 13,10 % 13,10 % 13,10 % 
TEOR DE UMIDADE MÉDIO (%) 13,10 % 
Figura 4.2: Resultados pelo método “Speedy”. 
 
 
6 
 
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
 
 
Com base nos resultados obtidos através dos calculos realizados, pode-se observar que 
a umidade do solo em análise se encontra próximo dos 13% de acordo com todos os métodos 
utilizados. 
Para verificar o erro aceitável, utiliza-se a margem de 5% para mais e para menos, 
tendo assim as seguintes margens: 
 - Estufa: 12,57% < w < 13,89% 
 -Fogareiro: 12,81% < w < 12,15% 
 -Speedy: 12,45% < w < 13,76% 
 Se comparado as médias de todos métodos, pode-se observar que o Fogareiro tem um 
resultado mais distante dos outros dois, isso se dá pois esse método tem um resultado muito 
rápido e não tão preciso, ele é usado apenaspara um estudo rápido do material quando não se 
tem muito tempo para esperar resultados. 
 Considera-se o método speedy e estufa os mais precisos, porém o método de speedy pode 
apresentar erros devido ao manômetro que se descalibra ao longo do tempo, para correção deve-
se calibrar o manômetro de acordo com a massa utilizada no experimento em questão. Devido a 
esse possível erro, denomina-se o método da estufa o mais confiável, porém, deve-se ter muito 
cuidado em seus processos, como por exemplo o tempo que o material fica na estufa, pois alguns 
solos necessitam de mais de 24 horas e temperaturas menores que 105 ºC, como por exemplo 
solos orgânicos, turfosos ou que contém gipsita. Além disso, deve-se tomar cuidado ao colocar a 
cápsula no dessecador, ele deve ser muito bem fechado para que durante o processo de 
resfriamento não absorva a umidade do ar. 
 Contudo, o método da estuda se apresenta o mais confiável entre os três métodos. Com 
isso, conclui-se que o solo em análise possui um teor de umidade de 13,23%, assumindo-se um 
erro de 5%. 
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REFERÊNCIAS 
 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM: DNER- ME 52-94, 
informação e documentação: citações em documentos. 1994 
 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE: ENSAIOS GEOTÉCNICOS; SUPORTE 
SOLOS, Disponível em https://www.suportesolos.com.br/blog/determinacao-do-teor-de-
umidade-ensaios-geotecnicos/65/ (acesso em 15/09/2021). 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DE SOLO PARA ENSAIOS GEOTÉCNICO: SUPORTE 
SOLOS, Disponível em https://www.suportesolos.com.br/blog/preparacao-de-amostras-de-solo-
para-ensaios-de-caracterizacao-ensaios-geotecnicos/64/ (acesso em 15/09/2021). 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: informação e 
documentação: citações em documentos. Rio de Janeiro. 2018. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182: informação e 
documentação: citações em documentos. Rio de Janeiro. 2016. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: informação e 
documentação: citações em documentos. Rio de Janeiro. 2016. 
 
 
https://www.suportesolos.com.br/blog/determinacao-do-teor-de-umidade-ensaios-geotecnicos/65/
https://www.suportesolos.com.br/blog/determinacao-do-teor-de-umidade-ensaios-geotecnicos/65/
https://www.suportesolos.com.br/blog/preparacao-de-amostras-de-solo-para-ensaios-de-caracterizacao-ensaios-geotecnicos/64/
https://www.suportesolos.com.br/blog/preparacao-de-amostras-de-solo-para-ensaios-de-caracterizacao-ensaios-geotecnicos/64/