37743650 Relatorio Mecanica Dos Solos

8/3/2019 37743650 Relatorio Mecanica Dos Solos

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC

CENTRO DE CINCIAS TECNOLGICAS CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEC

ANDERSON CONZATTI

CAMILLA DE SOUZA

DBORA TAVARES DA SILVA ROMAGNOLI

JARDEL LUIZ BRINGHENTI

NION MARON DRANSFELD

EXPERINCIAS DE MECNICA DOS SOLOS

TEOR DE UMIDADE

ANLISE GRANULOMTRICA

LIMITE DE LIQUIDEZ

LIMITE DE PLASTICIDADE

Relatrio apresentado disciplina de

de MES-I do curso de Engenharia Civil.

Professor(a): Carmeane Effting

JOINVILLE SC

2010

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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

INTRODUO

Os solos so constitudos de um conjunto de partculas com gua (ou outros

lquidos) e ar nos espaos intermedirios. As partculas de maneira geral podem

deslocar-se entre si. Em alguns casos podem ocorrer pequenas cimentaes, mas de grau

extremamente baixo, quando comparada aos cristais de rochas e de concreto. O estudo

da Mecnica dos Solos diferencia-se daquele idealizado na Mecnica dos Slidos

Deformveis, pois o comportamento dos solos define-se pelo movimento entre as

partculas.

As partculas que constituem um solo podem possuir dimetros variadosclassificando-se como pedregulhos, areias, siltes e argilas. Na geotecnia classificam-se

esses solos em dois grandes grupos, pedregulhos e areias so solos do tipo grossos

definem o que chamamos solos granulares, j siltes e argilas ficam na classe dos finos

podendo ser do tipo argilosos, orgnicos e laterticos. Para a engenharia a composio

mineralgica dos solos granulares de conhecimento secundrio, pois seu

comportamento mecnico e hidrulico ir depender da densidade relativa. Na classe dos

finos o conhecimento da composio mineralgica de fundamental importncia, pois

dele decorrem propriedades de deformidade, expansibilidade e resistncia. Estas

propriedades so analisadas a partir de parmetros como: teor de umidades, ndices de

plasticidade, ndices de consistncia, ndices de compresso, ndices de atividade, entre

outros. E a partir deles so classificados e caracterizados os diferentes tipos de solo

finos.

Os solos so identificados por sua textura, composio granulomtrica,

plasticidade, consistncia ou compacidade, citando-se outras propriedades que auxiliam

sua identificao, como estrutura, forma dos gros, cor, cheiro, friabilidade, presena deoutros materiais.

Em nosso experimento foram analisados dois dos principais parmetros: teor de

umidade e ndice de plasticidade. Tambm foi realizada a classificao granulomtrica,

para identificao dos grossos em seus diferentes dimetros.

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10032

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=

MM

MMh

Onde : h = Teor de umidade (%);

M1 = Massa do solo mido mais a massa da cpsula (g);M2 = Massa do solo seco mais a massa da cpsula (g);

M3 = Massa do recipiente (cpsula metlica) (g).

1.3 RESULTADOS E DISCUSSO

Os dados obtidos em laboratrio e os clculos esto relacionados na tabela

abaixo:

Tabela 1 Determinao da umidade pelo mtodo da estufa.

DETERMINAO DA UMIDADEFASE ANTES DO ENSAIO DEPOIS DO ENSAIOCPSULA N 86 24 01 86 11 16TARA (g) 29,28 28,60 29,19 - - -TARA+SOLO+GUA(g) 77,64 74,92 76,27 - - -TARA+SOLO(g) - - - 67,86 65,46 66,52GUA(g) - - - 9,78 9,46 9,75SOLO(g) - - - 38,58 36,86 37,33

UMIDADE (%) - - - 25,35 25,66 26,12UMIDADE MDIA (%) - - - 25,71

O desvio padro entre as amostras foi de 0.387, considerado bom.

2 ANLISE GRANULOMTRICA (NBR 7181)

2.1 OBJETIVO

O objetivo do ensaio determinar a porcentagem em massa de material devrios dimetros por meio de peneiramento manual.

2.2 REVISO BIBLIOGRFICA

A anlise da distribuio das dimenses dos gros, denominada anlise

granulomtrica, objetiva determinar uma curva granulomtrica (ORTIGO, 1995, p.

7). Tambm pode ser considerada a relao entre as dimenses das partculas de um

solo e as propores relativas com que as partculas com essas dimenses ocorrem no

solo.

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Quando o solo formado por parcelas de solo grosso e fino, geralmente a

anlise granulomtrica feita pela combinao dos ensaios de peneiramento e

sedimentao (granulometria conjunta). No processo de peneiramento uma poro de

solo pode ser do tipo retida e outra do tipo passante, e , a abertura da malha que

classificara como gros grossos ou finos respectivamente.

Toda poro de solo que ficar retida na peneira de dimetro 0,075 mm ( #200 )

considerada do tipo grossa, caso contrrio do tipo fina. Se a porcentagem de partculas

que passa for inferior a cinqenta por cento (% que passa #200 < 50%) o solo do tipo

grosso. Caso a porcentagem de partculas que passa for superior a cinqenta por cento

(% que passa #200 > 50%) o solo do tipo fino. As pores finas (menores que 0,075

mm ) so classificadas por processos de sedimentao, quanto s pores grossas so

classificadas por peneiramento.Quando definido um solo como sendo do tipo grosso, ele passara por uma

segunda peneira de 7,46 mm (# 4). Caso a porcentagem de solo que passa for inferior a

cinqenta por cento (% que passa #4 < 50%) ele identificado como um pedregulho

(G). Caso a porcentagem que passa for maior que cinqenta por cento (% que passa #4

> 50%) ele ser identificado como uma areia (S).

Os solos grossos possuem sub grupos do tipo: grossos e finos. Solos grossos do

tipo grossos incluem pedregulhos e areias grossas so aqueles retidos pela peneira de

dimetro 2 mm. Quanto aos passantes so do tipo grossos finos incluem areias mdias e

finas. As areias finas possuem outra parcela granulomtrica no processo de

sedimentao.

Segundo as dimenses padres das partculas constituintes de um solo, podemos

classific-la; como pedregulho para partculas com dimetro entre 76 e 4,8mm, areia

para dimetro entre 4,8 e 0,05mm, silte para dimetros entre 0,05 e 0,005mm e argilas

para partculas com dimetro inferior a 0,005mm. Representada no esquema a seguir:

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FIGURA 1 Classificao das partculas

Em laboratrio no houve a possibilidade de execuo do ensaio de

sedimentao, s foi possvel realizar o ensaio de peneiramento, que consiste em utilizar

peneiras padronizadas (NBR 5734).Identificando o solo como sendo de granulao grosseira pedregulho ou areia

importante conhecer sua caracterstica secundria. Se a poro de solo tiver poucos

finos, inferior a 5 % passando na peneira no 200, deve-se verificar como a sua

composio granulomtrica. Os solos granulares podem ser bem graduados(W) ou

mal graduados(P). Nestes, h predominncia de partculas com um certo dimetro,

enquanto que naquelas existem existem gros ao longo de uma faixa de dimetros. Essa

caracterstica verificada pelo coeficiente de no uniformidade (CNU). (Pinto,

Carlos de Souza, 2002, pg 53)

Outro coeficiente no to empregado quanto CNU o coeficiente de

curvatura (CC), que detecta melhor o formato da curva granulomtrica e permite

identificar eventuais descontinuidades ou concentraes muito elevada de gros mais

grossos no conjunto. (Pinto, Carlos de Souza, 2002, pg 54)

Uma pedregulho bem graduado apresenta valores de CNU > 4, quanto as areias

devem apresentar um valor de CNU > 6. Quanto as valores de CC,devem ficar entre 1 e

3 (1< CC< 3).

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2.3 PROCEDIMENTOS

O procedimento adotado em laboratrio foi o peneiramento manual, onde a

amostra foi separada em solo fino (material que passa pela peneira 2 mm) e solo grosso

(material que fica retido na peneira 2 mm), conforme determina a NBR 7181. A massa

de material retida em cada peneira foi ento pesada para o clculo das porcentagens de

material retidas e porcentagens de material retidas acumuladas.

2.4 RESULTADOS

Dados obtidos em laboratrio:

- Massa inicial da amostra: 999,99g;

- Massa de material retido na peneira 2 mm (solo grosso): 346,18g;

- Massa de material que passou na peneira 2 mm (solo fino): 652,21g.

2.4.1.CLCULOS INICIAIS:

Massa total da amostra seca (considerando a umidade h = 25,71% e massa de

material retido na peneira 2 mm Mg = 323,39 que a soma das massas de materialretidas nas peneiras com abertura superior e igual a 2 mm)

( )g61,86139,323100

71,25100

39,32399,999100

100=+

+

=+

+

= g

gt

s Mh

MMM

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Tabela 2 Anlise granulomtrica

Para o clculo das porcentagens de material que passam em cada peneira

utilizou-se a frmula descrita na NBR 7181 para peneiramento grosso:

( )100

=

s

is

gM

MMQ

Onde: Ms = Massa total da amostra seca (calculada acima);

Mi = Massa retida acumulada em cada peneira.

E para o peneiramento fino:

( )N

M

hMMQ

h

ihf

+=

100

100100

Onde: Mh = Massa de material submetido ao peneiramento fino;

N = Porcentagem de material retido acumulado na peneira 2 mm;

Mi = Massa de material seco retido acumulado em cada peneira.

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Peneira Massaretida

(g)

Massaretida

acumulada(g)

Porcentagemque passa

(%)

Porcentagemque fica

retida (%)

Classificaodo soloN Dimetro(mm)

1 38,1 100,00 0,00 Pedregulho

1 25,4 100,00 0,00 Pedregulho 19.1 100,00 0,00 Pedregulho 9,52 28,24 28,24 96,72 3,28 Pedregulho4 4,76 34,12 62,36 92,76 3,96 Pedregulho8 2,38 161,88 224,24 73,97 18,79 Areia grossa

10 2,00 99,15 323,39 62,47 11,50 Areia grossaFundo 22,25 345,64 - - -

16 1,19 174,39 174,39 45,63 54,37 areia mdia30 0,60 250,49 424,88 21,45 78,55 areia mdia40 0,42 94,82 519,70 12,30 87,70 areia mdia50 0,29 44,56 564,26 8,00 92,00 areia fina

60 0,25 32,05 596,31 4,90 95,10 areia fina100 0,15 38,34 634,65 1,20 98,80 areia fina200 0,075 11,32 645,97 0,11 99,89 areia fina

Fundo 1,15 647,12 0,00 100,00


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Como a porcentagem de material que passou pela peneira 0,075 mm menor

que 50%, o solo de granulao grosseira. A porcentagem passante pela peneira de no 4

maior que 50%,a amostra classificada como areia (S). Quanto a sua composio do

tipo mal graduado CNU < 6. Portanto nosso solo do tipo : areia mal graduada (SP).

2.5 DISCUSSO

De acordo com a norma (NBR 7181), durante o processo de peneiramento se faz

necessrio desmanchar todos os torres existentes na amostra. De maneira a assegurar

que apenas os gros com dimetros maiores do que a abertura da malha fiquem retidos.

No ensaio este procedimento no foi realizado segundo a norma por falta de

acompanhamento da mesma.Alm da falta de cuidado no processo de destorroamento do material, pecou-se

em outros procedimentos da norma. A amostra desagregava mas estava muito mida

para realizao do ensaio deveria ser seca ao ar, o que facilitaria seu destorroamento.

Do material passante na peneira de no 10 (0,2 mm), deveria ser tomada 100g

para trs amostras de umidade. Tomar ainda 120g do material para ser lavado na peneira

no 200 vertendo gua potvel a baixa presso.

Para ento realizar o peneiramento fino deveramos secar o material retido na

peneira de 0,075 mm em estufa, temperatura de 105C a 110C, at constncia de

massa, e, utilizando o agitador mecnico, passar nas peneiras de 1,2, 0,6, 0,42, 0,25,

0,15, 0,075 mm.

Trabalhando com um solo muito agregado em torres, devido a seu alto teor de

umidade o ensaio foi mal sucedido, pois os torres apresentam comportamento de um

gro slido, dando ento caractersticas de um solo granular. Os torres uma vez no

destorroados no apresentaram as verdadeiras caractersticas do material, pois as

pequenas partculas constituintes dos mesmos deixaram de passar pelas peneiras. Osresultados encontrados podem ser totalmente divergentes da realidade. Os erros podem

ser to absurdos que o solo em estudo pode ser uma argila ao invs de uma areia.

3 LIMITES DE CONSISTNCIA

S a distribuio granulomtrica no suficiente para caracterizar bem o

comportamento dos solos sob o ponto de vista da engenharia. Por isso se faz um estudo

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o teor de umidade na qual o solo encontra-se entre o estado lquido e o estado

plstico.

3.1.3 PROCEDIMENTOS

Em laboratrio foram peneiradas 200 g de solo com a peneira 0,42 mm e

separados em duas amostras de 100g. Tomando uma das amostras, preparou-se uma

mistura homognea com gua, colocou-se a massa na concha do aparelho de Casa

Grande, de modo que a seo mais profunda tivesse 10 mm, e com auxlio de um cinzel

curvo faz-se um sulco na massa passando pelo meio da concha. Por ltimo, movimenta-

se a manivela de modo a promover 2 golpes a cada segundo at que o sulco se feche em

um comprimento de 13mm. O processo foi repetido para diferentes teores de umidade.Feito isso, construiu-se um grfico da umidade pelo nmero de golpes, com a abscissa

em escala logartmica, onde determinou-se a umidade correspondente a 25 golpes que

o Limite de Liquidez (LL).

3.1.4 RESULTADOS

Ngolpes

Cpsula n

Cpsula(g)

Cps+solo+gua (g) gua(g)

Cps.+solo (g) Solo (g)

umidade(%)

Umidademdia (%)

12 85 24,49 41,40 4,10 37,30 12,81 32,01

45,6312 66 29,10 40,21 3,81 36,40 7,30 52,1912 90 29,00 38,68 3,34 35,34 6,34 52,6820 70 25,73 35,85 3,32 32,53 6,80 48,82

49,0220 44 29,10 39,11 3,31 35,80 6,70 49,4020 33 28,65 40,23 3,80 36,43 7,78 48,8429 13 29,56 38,73 2,89 35,84 6,28 46,02

46,2029 48 28,90 39,53 3,36 36,17 7,27 46,2229 65 28,64 38,90 3,25 35,65 7,01 46,36

Tabela 3 Dados obtidos em laboratrio e calculados

Para a Plotagem dos pontos no grfico Umidade Nmero de Golpes foi

desconsiderado o dado correspondente cpsula nmero 85 por ser muito discrepante

com relao aos demais, assim a umidade mdia para 12 golpes igual a 52,435%.

Grfico 2 Umidade Nmero de golpes

Para 25 golpes temos:

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47,3270,01ln(25)-7,049y =+=

Assim o limite de liquidez :

LL = 47,3%

3.2 LIMITE DE PLASTICIDADE (NBR 7180)

3.2.1 OBJETIVOS

O objetivo do ensaio a determinao da umidade correspondente ao incio do

fraturamento de uma amostra cilndrica de 3 mm de dimetro.

3.2.2 REVISO BIBLIOGRFICA

O Limite de Plasticidade definido como o menor teor de umidade com o qual

se consegue moldar um cilindro de 3 mm de dimetro, rolando-se o solo com a palma

da mo (PINTO, 2006, p. 14). a umidade que marca a passagem do estado semi-

slido para o estado plstico.

3.2.3 PROCEDIMENTOS

Em laboratrio, preparou-se uma mistura homognea com uma amostra de solo

peneirado com a peneira 0,42 mm e gua. Ento segue a moldagem dos cilindros com 3

mm de dimetro e 100 mm de comprimento manualmente. Caso o cilindro no

fragmente quando atingir o dimetro de 3 mm adiciona-se argila. Caso fragmente antes

de atingir 3 mm, adiciona-se gua. O limite de plasticidade atingido quando o cilindro

apresentar rachaduras na superfcie sem fragmentar. O material ento colocado em

cpsulas previamente pesadas (tara), pesado (tara + solo + gua) e colocado na estufapara secagem. Passado 1 dia as cpsulas so novamente pesadas (tara + solo).

3.2.4 RESULTADOS

DETERMINAO DA PLASTICIDADE

FASE ANTES DO

ENSAIO

DEPOIS DO

ENSAIO

CPSULA N 11 34 11 34

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TARA (g) 29,52 29,02 - -

TARA+SOLO+GUA(g) 32,41 31,60 - -

TARA+SOLO(g) - - 31,57 30,86

GUA(g) - - 0,84 0,74

SOLO(g) - - 2,05 1,86

UMIDADE (%) - - 0,41 0,40

UMIDADE MDIA (%) - 0.40

A umidade mdia 40 % corresponde ao LP do solo.

3.3 RESULTADOS E DISCUSSES REFERENTES A LIMITES DE

CONSISTNCIA

Tendo conhecimento dos limites de Atterberg temos conhecimento do ndice de

plasticidade. O mesmo corresponde pela diferena entre o limite de plasticidade e o

limite de liquides, como segue abaixo:

IP= LL-LP = 47,3 40,0 = 7,3 %

Alm do ndice de plasticidade possvel ter o resultado do solo como sendo uma

areias argilosas variegadas de So Paulo (SC),pois os limites de LL est entre 40% e

80% e seu IP est entre 5% e 15%.

4 CONSIDERAES FINAIS

Pelo comportamento do solo durante os procedimentos de ensaio e pela percepo

ttil-visual acredita-se que se trata de uma areia argilosas variegadas de So Paulo (SC).Se o material estive-se com um grau de umidade menor e processo de destorroamento

fosse realizado, segundo os critrios da norma. H a possibilidade da quantidade de

partculas que passa pela peneira de no 200 fosse maior que 5%. Fazendo com que o

resultado obtido com o peneiramento deixa-se de ser uma areia mal graduada para ento

ser uma areia argilosa (SC).

Caso o experimento se repita e o resultado apresentar uma classificao de areia

interessante fazer um estudo do grau de compacidade da mesma. em geral, areias

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compactas apresentam maiores resistncias e menor deformidade (Pinto, Carlos de

Souza, 2002, pg 28).

CONCLUSO

Devido ao mal procedimento do ensaio como j mencionado anteriormente, no

foi possvel obtermos resultados positivos quanto a classificao do solo.

Pelo processo de peneiramento chegamos a concluso que nosso solo era do tipo

areia mal graduada. Foi ento procedido o ensaio de ndices de consistncia do mesmosolo e chegamos a concluso que o material apresentava caractersticas argilosas,

classificando-se como areia argilosas variegadas de So Paulo.

Como todo ensaio deve ser justificado com resultados compatveis, afirmamos

que no foi possvel chegar a um resultado conclusivo eficaz. Todo o experimento

deveria ser repetido, tomando todos os cuidados necessrios para realizar um ensaio

com procedimentos seguidos segundo as orientaes das normas tcnicas brasileiras

NBRs.

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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

MOTA, Heliomar de Souza. Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade. Relatriode ensaios. Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Mato Grosso:

Cuiab, 2009.

PINTO, Carlos de Souza. Curso bsico de mecnica dos solos em 16 aulas. 3 edio.

So Paulo: Oficina de Textos. 2006.

ORTIGO, J.A. Ramalho. Introduo mecnica dos solos dos estados crticos. 2

edio. Rio de Janeiro: LTC. 1995.

______. NBR 6457: Amostras de solo preparao para ensaios de compactao e

ensaios de caracterizao. Rio de Janeiro, 1986.

______. NBR 7181: Solo anlise granulomtrica. Rio de Janeiro, 1984.

______. NBR 6459: Solo determinao do limite de liquidez, Rio de Janeiro, 1984.

______. NBR 7180: Solo determinao do limite de plasticidade. Rio de Janeiro,

1984.

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