Mecânica de solos

Relatório de Laboratório

de Mecânica dos Solos

Componentes:

novembro/2012

INTRODUÇÃO

A mecânica dos solos estuda o comportamento dos solos quando tensões são aplicadas, como em fundações, escavações ou perante o escoamento da água nos seus vazios, constitui-se numa Ciência de Engenharia, na qual o engenheiro se baseia para a construção de seus projetos. O conhecimento do comportamento deste material, disposto pela natureza em depósitos heterogêneos e apresentado comportamento demasiadamente complicado para tratamentos teóricos rigorosos. Os solos são constituídos por um conjunto de partículas com água (ou outro liquido) e ar nos espaços intermediários, o comportamento dos solos depende do movimento das partículas sólidas entre si e isto faz com que ele se afaste do mecanismo dos sólidos idealizados na Mecânica dos sólidos Deformáveis, na qual se fundamenta a Mecânica das Estruturas, de uso coerente na Engenharia. Uma massa de solo pode ser descrita através de suas propriedades físicas, como peso específico, teor de umidade, índices de vazios, entre outras, e suas propriedades mecânicas, como ângulo de atrito interno, resistência ao cisalhamento, coesão, etc., entre outras. As propriedades físicas podem ser medidas em laboratório e uma pequena variação de seus valores não modifica substancialmente o comportamento e o equilíbrio dos solos (Pinto, 2002).

A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho das partículas que os compõem. Não é fácil identificar o tamanho das partículas pelo simples manuseio do solo, porque grãos de areia, por exemplo podem estar envoltos por uma grande quantidade de partículas argilosas finíssimas, ficando com o mesmo aspecto de aglomeração formada exclusivamente por uma grande quantidade dessas partículas. Quando secas, as duas formações são muito semelhantes. Quando úmidas, entretanto, a aglomeração de partículas argilosas se transforma em uma pasta fina, enquanto a partícula arenosa revestida é facilmente reconhecida pelo tato. Para o reconhecimento do tamanho dos grãos de um solo, realiza-se a análise granulométrica, que consiste em geral, de duas fases: peneiramento e sedimentação. O peso do material que passa em cada peneira, referido ao peso seco da amostra, é considerado como a “porcentagem que passa”, e representando graficamente em função da abertura da peneira, em escala logarítmica. A abertura nominal da peneira é considerada como diâmetro das partículas. Só a distribuição granulométrica não caracteriza bem o comportamento do solo sob o ponto de vista da engenharia. A fração fina dos solos tem uma importância muito grande neste comportamento. Quanto menores a partículas, maior a superfície específica. A análise por peneiramento tem como limitação a abertura da malha das peneiras, que não pode ser tão pequena quanto o diâmetro de interesse (Pinto, 2002).

O teor de Umidade é a relação entre o peso da água contida num certo volume de solo e o peso da partícula sólida existente neste mesmo volume, expressa em porcentagem. Os limites se baseiam na constatação de que um solo argiloso ocorre com aspectos bem distintos conforme o seu teor de umidade. Quando muito úmido ele se comporta como líquido; quando perde parte de sua água, fica plástico, e quando mais seco, fica quebradiço. Os teores de umidade correspondentes às mudanças de estado são definidos como: Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP) dos solos. A diferença entre esses dois limites, que indica a faixa de valores em que o solo se apresenta plástico, é definida como índice de plasticidade do solo. Índice de Plasticidade (IP), define a zona em que o terreno se acha no estado plástico e, por ser máximo para as argilas e nulo para areias, fornece um critério para avaliar o caráter argiloso de um solo. Assim, quanto maior o IP, tanto mais plástico será o seu teor de argila. O limite de Liquidez é definido como o teor de umidade do solo. O limite de Plasticidade é definido como o menor teor de umidade com o qual se consegue moldar um cilindro. A compactação de um solo visa dois aspectos: aumentar a intimidade de contato entre os grãos e tornar o aterro mais homogêneo. O tipo de obra e de solo disponível vão ditar o processo de compactação a ser empregado, a umidade em que o solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida, tendo como objetivos reduzir futuros recalques, aumentar a rigidez e a resistência do solo, reduzir a permeabilidade (Pinto, 2002).

O objetivo de se caracterizar e classificar os solos em Geologia de Engenharia, é poder prever os seus comportamentos, mecânicos e hidráulicos, implementando-se assim, as melhores técnicas de intervenção no terreno. É muito importante que desde o inicio das atividades, já estejam bem definidas as principais características geológicas da área, para orientar o projeto de acordo com as aptidões naturais do local, propiciando um empreendimento harmônico, econômico e seguro (Oliveira e Brito, 1998).

MATERIAIS

Trago;

Trena;

Enxada;

Saco plástico;

Etiquetas;

Estufa;

Balanças com precisão;

Aparelho de dispersão;

Proveta de vidro ou plástico – 1.000 cm³;

Densímetro de bulbo simétrico;

Termômetro graduado;

Cronômetro;

Béquer de vidro – 250 cm³;

Proveta de vidro ou plástico – 250 cm³;

Tanque para banho;

Peneiras, de acordo com a NBR 5734;

Escova com cerdas metálicas;

Agitador mecânico de peneiras;

Bagueta de vidro;

Bisnaga.

Cápsulas;

Aparelho

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