Mecânica Dos Solos

INTRODUÇÃO

A mecânica dos solos é a parte da engenharia que trata de tentar prever o comportamento do solo quando sujeito as solicitações provocadas pela engenharia. É uma área de extremamente importancia, uma vez que toda obra de engenharia civil, de certa forma, se apoia no solo. É portanto, de fundamental importância conhecer as propriedades do solo que estamos trabalhando. Para tal, são feitos vários testes e ensaios pré-estabelecidos que visam a maior segurança e confiabilidade nas obras de engenharia. Com este intuito, na disciplina de Mecânica dos Solos, no segundo semestre de 2013, temos por objetivo deste trabalho, apresentar resultados de alguns dos principais ensaios de solos que são o ensaio da determinação da curva granulometrica, ensaio da determinação da umidade, ensaio da determinação do limite de liquidez e do limite de plasticidade e determinação da massa especifica real dos grãos. Para tanto, foram utilizadas as dependencias do laboratorio de geotecnia e pavimentação da UDESC do curso de engenharia civil.

Os testes e medições foram feitos nos dias 24 e 31 de outubro de 2013.



1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

A análise granulométrica tem como objetivo avaliar corretamente as propriedades de uma determinada amostra de solo, a partir das partículas que o constituem, de modo a permitir a melhor identificação do mesmo. O resultado desta avaliação, é a porcentagem em massa de solo, que é apresentada de forma gráfica, constituindo a chamada curva granulométrica.

Para tanto, a norma que rege este tipo de procedimento, é a NBR7181, da Associação Brasileira de Normas Técnicas. Esta norma, prescreve o método utilizado para determinar a quantidade de solo que fica retida em cada uma das peneiras normatizadas. Este ensaio pode ser feito apenas utilizando o peneiramento, ou pode ser também feito utilizando o peneiramento e a sedimentação.

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1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO TEÓRICA

Os solos são resultado de processos naturais complexos que formam um material heterogêneo com características distintas, variando de local para local e variando sua granulometria. O ensaio de granulometria visa separar as diversas camadas deste material heterogêneo via peneiramento ou sedimentação. Na análise granulométrica deste relatório, trataremos do ensaio de granulometria realizado apenas utilizando-se do peneiramento, uma vez que o ensaio de sedimentação não poderia ser feito em tempo hábil. Conforme a amostra é retida nas diversas peneiras graduadas, obtemos resultados sobre as propriedades do solo em questão.

Conforme o solo vai passando em cada uma das peneiras graduadas, vamos obtendo valores para o solo ‘retido’ e para o solo ‘passante’.

A peneira que define se o solo é dito “grosso” ou “fino” é a peneira #200. Esta peneira, que tem o diâmetro de 0,075mm, é um importante marco na curva granulométrica, pois após passar por esta peneira que é separado o material fino do material granular (grosso).

Casagrande propôs classificarmos o solo de modo que o solo fino, que é aquele que passa pela peneira #200 e é chamado de silte ou argila, dependendo da sua classificação através do ensaio de sedimentação. Já o solo que não passa pela peneira #200, também chamado solo granular, é peneirado novamente, desta vez na peneira #4 (7,46mm). Se a porcentagem deste solo que fica retida nesta peneira for maior que 50%, dizemos que é do tipo pedregulho, e é representado pela letra G, do inglês Gravel. Uma vez que menos que 50% do solo fica retido na peneira, dizemos que este solo é uma areia, representado pela letra S, do inglês Sand.

Após classificarmos o solo granular entre pedregulho ou areia, necessitamos de uma classificação secundária para melhor identificarmos o solo. Casagrande propôs que pegassemos este solo granular e analisássemos a quantidade de finos contida, atráves da porcentagem retida na peneira #200. Se a quantidade de finos fosse menor que 5%, devemos verificar sua composição granulométrica.

O solo pode ser “bem-graduado” (W, do inglês well) ou “mal-graduado” (P, do inglês poor). Se o solo for bem graduado, podemos dizer que suas partículas possuem uma boa distribuição de seus diâmetros. Para tal, portanto, temos um coeficiente que descreve este fenômeno, que é o coeficiente de não-uniformidade. O CNU. Quanto mais alto este coeficiente de não-uniformidade, mais bem graduado o solo é. Como em um solo mal graduado, temos a predominância de um mesmo diâmetro, o que dificulta a classificação.

Para solos que tem a quantidade de finos maior que 5%, precisamos olhar a carta de plasticidade do mesmo, de modo a determinar os limites de plasticidade e liquidez. Além desta carta, temos também a identificação tátil-visual, que é bastante importante para decidir qual tipo de material estamos tratando.

1.2 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA

Inicialmente coleta-se uma amostra indeformada(não precisa ser indeformada) de aproximadamente 1000g, seguindo a norma NBR 7181 que define a analise visual de grãos, conforme tabela a seguir:

Dimensão dos grãos maiores contidos na amostra, determinada por observação visual

(mm)

Quantidade mínima a tomar

(Kg)

< 5

1

5 a 25

4

> 25

8

Fonte: NBR 7181/1986

Depois de coletarmos o solo, com massa de aproximadamente 1kg (1000,09g neste caso) o solo foi peneirado no vibrador, para facilitar o modo com que as partículas se separam de uma peneira a outra, sendo anotados os valores referentes a massa de material seco retido na peneira de 2 mm (1,46g), do material que passa nesta peneira, o material retido é denominado grosso e o material passante é denominado fino, conforme dita a NBR 7181, posteriormente a massa retida em cada peneira foi anotada e utilizada nos cálculos normatizados para a definição das porcentagens de material retido e material retido acumulado.

1.3 PROCEDIMENTO

Para o primeiro ensaio, que é o ensaio de granulometria, temos inicialmente