Introdução à Mecânica dos Solos e Índices Físicos

I - Introdução à Mecânica dos Solos e Índices Físicos. Estrutura dos solos.

1) Fale sobre as principais diferenças entre as partículas de textura grossa e fina e como cada um destes grupos influi nas características dos solos.

-Textura grossa: partículas maiores que 0,075mm; visíveis a olho nu; normalmente equidimensionais (3 dimensões tem magnitude semelhante) esféricas (sub-arredondado, arredondado e esférico) e angulares (anguloso e sub-anguloso)

- Textura fina: partículas menores que 0,075mm; geralmente tem forma lamear;

Quanto menor a partícula, maior sua área superficial, sendo assim, maior sua capacidade de retenção de água, nutrientes e outras substancias químicas do solo.

2) Fale sobre os processos de identificação tátil-visual e como estes podem ser úteis para a engenharia geotécnica.

Processos de identificação tátil-visual: serve para estimar o tipo de solo e seu estado, manuseando o solo e sentindo sua reação ao manuseio. É usado quando ensaios de laboratório não são utilizados.

O primeiro aspecto a considerar é a quantidade de grossos, para sentir nos dedos os grãos de areia,é precisa que o solo seja umedecido para que os torrões de argila se desmanchem, assim os grãos de areia podem ser sentidos pelo tato. Se a amostra estiver seca, pode-se esfregar uma porção em uma folha de papel para que as partículas finas (siltes  e argilas) impregnam-se no papel. Depois de definido se o solo é areia ou solo fino, resta definir se o solo fino é silte ou argila. Para isso utiliza-se alguns procedimentos: Resistência a seco, Shaking Test, Ductilidade, Velocidade de secagem.

3) O que são índices físicos de um solo?

Relações entre as diversas fases do solo (sólidos, água e ar) em termos de massas e volumes, os quais procuram caracterizar as condições físicas em que um solo se encontra.

4) Defina todos os índices físicos utilizados na Mecânica dos Solos.

Umidade (w): Relação entre o peso da água e o peso dos sólidos. Porosidade (n): Relação entre o volume de vazios e o volume total. Valores geralmente entre 30% e 70%.

Índice de vazio (e): Relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas.

Grau de saturação (S): Relação entre o volume de água e o volume de vazios. Varia de 0 (solo seco) a 100% (solo saturado).

Peso especifico dos sólidos: Relação entre o peso das partículas solidas e o seu volume.

Peso específico da águas: Adota-se sempre como 10 kN/m^3.

Peso especifico natural: Relação entre o peso total do solo e seu volume total.

Peso especifico aparente do solo: Relação entre o peso dos sólidos e o volume total. Corresponde ao peso especifico que o solo teria se ficasse seco.

Peso especifico aparente saturado: Peso especifico do solo se ficasse saturado e se isso ocorresse sem variação do volume.

Peso especifico submerso: É o peso específico efetivo do solo quando submerso. É igual ao peso especifico natural menos o peso especifico da água.

5) Quais os índices físicos podem ser determinados por meio de ensaios de laboratório? Descreva sucintamente os procedimentos utilizados em cada um deles.

- Peso específico dos sólidos (ou dos grãos): coloca-se um peso seco conhecido do solo num picnômetroe completando com água determina-se o peso total. O peso do picnômetro completado só com água, mais o peso do solo, menos o peso do picnômetro com solo e água, é o peso da água que foi substituída pelo solo. Desse peso, calcula-se o volume de água que foi substituído pelo solo e que é o volume do solo. Com o peso e volume, tem-se o peso específico.

- Peso específico natural: molda-se um cilindro do solo cujas dimensões conhecidas permitem calcular o volume. O peso total divido pelo volume é o peso específico natural.

- Teor de umidade:pesa-se o solo no seu estado natural, seca-se em estufa a 105 °C, até constância de peso, e pesa-se novamente. Com o peso das duas fases calcula-se a umidade.

6) Fale, de maneira sucinta, das faixas de valores que você esperaria encontrar em campo, envolvendo a maioria dos solos, para os seguintes índices físicos: w (teor de umidade); e (índice de vazios); e gs (peso específico dos sólidos).

Teor de umidade: Normalmente entre 10 a 40%, dependendo do tipo de solo. Podendo ocorrer valores muito baixos ou muito altos (150% ou mais).

Índice de vazios: Normalmente entre 0,5 e 1,5, mas argilas orgânicas podem ocorrer com índices superiores a 3.

Peso especifico dos sólidos (grãos): Valores em torno de 27 kN/m³, usado quando não se dispõe do valor especifico do solo em estudo. Grãos de quartzo (areia) costumam apresentar peso especifico de 26,5 kN/m³ e argilas lateríticas valores de até 30 kN/m³ (sais de ferro).

7) É possível se encontrar no solo um valor de peso específico maior do que o peso específico das partículas sólidas? Por quê?

Sim. O solo é composto de vários tipos de componentes: sua densidade é a média da densidade/quantidade de cada um deles. Então haverá um componente mais pesado e outro mais leve nessa mistura.

8) Descreva, de maneira sucinta, os arranjos estruturais típicos de solos grossos e finos, enfatizando o porquê da complexidade e variação estrutural dos solos finos.

Fatores que influenciam na estrutura: formato e tamanho das partículas; composição mineralógica e da água do solo.

Solos grossos: com granulação grosseira o solo será classificado como pedregulho ou areia, dependendo de qual destas duas frações predominar. Se o material tiver poucos finos. Os solos granulares podem ser bem ou mal graduados, onde há predominância de partículas com um certo diâmetro, enquanto que nos bem-graduados existem grãos com diversos diâmetros, assim as partículas menores ocupam os vazios correspondentes aos maiores, criando um entrosamento do qual resulta a menor compressibilidade e maior resistência.