A Mecanica dos Solos

        

RESUMO

Neste trabalho serão apresentados os procedimentos do ensaio realizado no laboratório de solos, relacionados aos temas abordados em sala de aula, tais como massa específica aparente, investigações do subsolo e suas possíveis consequências caso haja um mal estudo e planejamento da obra. Foi realizado um ensaio de frasco de areia para a determinação da massa específica aparente do solo.

1. INTRODUÇÃO

 O solo pode ser definido como o resultado da decomposição de rochas, por meio do intemperismo ou meteorização das rochas. Este é constituído por partículas sólidas que deixam vazios entre si, onde apenas uma parte é formada pelas partículas solidas e o restante formado por ar e água. Sendo assim, podemos definir o teor de umidade e a massa específica aparente do solo, a qual é tratada neste ensaio.

Umidade pode ser definida como “a razão entre o peso da água contida num certo volume de solo e o peso da parte sólida existente neste mesmo volume, expresso em porcentagem” (CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações v.1, 6ª edição, página 39). Já a massa específica aparente é a relação entre a massa do solo seco e seu volume, incluindo os poros permeáveis à agua.

O ensaio com frasco de areia deve ser realizado em terreno de solo in situ, ou residual, que são solos formados pela decomposição das rochas pelo intemperismo sem sofrer transporte, ou seja, permanecem no seu local de origem.

        

2. OBJETIVO GERAL

Determinação da massa específica aparente do solo in situ por meio do ensaio com frasco de areia e determinação do teor de umidade do solo pelo método da estufa, para estudo e análise do controle de compactação do solo.

3. MATERIAIS NECESSÁRIOS

Foram utilizados para o método da estufa:

• Frasco de vidro ou de plástico translúcido, com gargalo rosqueado e funil metálico;
• Bandeja quadrada metálica, com orifício circular no centro;
• Nível de bolha;
• Concha;
• Talhadeira;
• Martelo;
• Enxada;
• Balanças;
• Cápsulas;
• Pinça;
• Pá-bandeja;
• Recipiente, que permita guardar a amostra preservando a humidade;
• Estufa;
• Cilindro metálico, com diâmetro interno igual ao diâmetro interno do funil do frasco de areia;
• Areia lavada e seca;
• Peneiras de 1,2 mm a 0,59 mm.

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

O ensaio é realizado primeiramente em laboratório, que foi iniciado com as pesagens do cilindro vazio e, em seguida, do cilindro cheio de areia lavada padrão (passante na peneira 1,2 mm e retido na 0,59 mm). Foi medido, também, as suas dimensões (diâmetro e altura). Assim, é possível calcular a massa específica da areia. Feito isso, iniciou-se o processo de calibração com a pesagem do frasco cheio de areia juntamente com o funil. Após pesado, o conjunto é colocado em cima de uma bandeja em um local nivelado e, em seguida, a válvula é aberta, permitindo a passagem da areia até que pare de escoar, fechando a válvula em seguida. Logo após, o frasco foi novamente pesado, permitindo encontrar a quantidade de massa de areia necessária para encher o cone.

Já em campo, é necessário limpar o local a ser utilizado, com uma enxada, e nivelado, com o auxilio do nível bolha. Feito isso, a bandeja com orifício circular é colocada em cima do solo e inicia-se uma escavação circular de 15 centímetros de profundidade, com o martelo e a talhadeira, tendo como limite o circulo no centro da bandeja. Com a concha, o solo da perfuração é retirado, armazenado em sacos plásticos e levado novamente para o laboratório, para análises posteriores.

Ainda em campo, o conjunto de frasco e funil é colocado em cima da perfuração feita no solo e a válvula é aberta até que a areia escoe, preenchendo completamente a cavidade. Após cessar o escoamento a válvula é fechada e, após, a conjunto é pesado.

De volta ao laboratório, é feito a pesagem do solo recolhido da cavidade e, posteriormente, é adicionado uma quantidade deste material em cápsulas, para a determinação do teor de umidade do solo pelo método da estufa.  

Para determinar a umidade, primeiramente, é feita a homogeneização da amostra de solo. Logo após, três capsulas foram pesadas e preenchidas com uma quantidade de solo até que cobrisse metade destas e, em seguida, pesadas novamente. Com uma pá-bandeja e uma pinça, as capsulas foram colocadas em uma estufa, com uma temperatura de aproximadamente 105ºC, por no mínimo 24 horas. Depois de passado esse período, as amostras foram retiradas e, novamente, pesadas. Tendo em mãos os pesos da capsula, do solo úmido e do solo seco, foi possível calcular o teor de umidade dos solos.  

5. DADOS OBTIDOS

A determinação da massa específica da areia é feita no laboratório, antes de ir para o campo, pois este será necessário estar em mãos ao realizar os procedimentos de campo.

Tendo em mente que massa específica é a razão entre massa e volume, obtém-se a seguinte fórmula:

γareia = [pic 1]

V =  × h[pic 2]

Onde:

• γareia = massa específica da areia;
• m = massa de areia;
• V = volume do cilindro;
• d = diâmetro do cilindro;
• h = altura do cilindro.

CILINDRO	Altura (cm)	Diâmetro (cm)
17,815	10,040
17,783	10,054
Média	17,799	10,047

Tabela 1

V =  × h[pic 3]

V =  × 17,799[pic 4]

V = 1411,102 cm³

CILINDRO	Determinação	Nº	1º	2º
Massa cilindro vazio (g)	P1	4762	4762
Massa cilindro cheio (g)	P2	6645	6595
Massa da areia deslocada (g)	P3 = P2 - P1	1883	1833
Valor médio de P3 (g)	-	1858

Tabela 2