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TC-033 LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

Prof. Caroline Tomazoni

APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINAProgramação das aulas/ Avaliações/ Bibliografia do Curso/ Aulas Práticas

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1. Programação de aulas

TOTAL 14 AULAS

1º. BLOCO: Propriedades de identificação dos solos

+ Compactação

3 AULAS TEÓRICAS

3 AULAS PRÁTICAS

1 PROVA

2º. BLOCO: Propriedades hidráulicas +

Propriedades mecânicas(resistência e

compressibilidade)

3 AULAS TEÓRICAS

3 AULAS PRÁTICAS

1 PROVA

1. Programação de aulas

DATA ASSUNTO28/02 AULA 1 – TEÓRICA

Apresentação da disciplina/ Identificaçào dos Solos/ Distribuição Granulométrica/ Umidade

07/03 AULA 2 – TEÓRICANoções de índices físicos/ Índices de consistência (Limites de Atterberg) - Ensaios de LL, LP e LC

14/03 AULA 3 – TEÓRICANoções de compactação de solos/ Ensaios de peso específico natural, compactação e CBR

21/03 AULA 4 – PRÁTICA Ensaios de plasticidade (LL e LP)

28/03 AULA 5 – PRÁTICA Ensaios de compactação (Proctor e CBR)

04/04 AULA 6 – PRÁTICAEnsaios de granulometria (peneiramento e sedimentação)

11/04 AULA 7 - PROVA

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DATA ASSUNTO18/04 AULA 8 – TEÓRICA

Noções de permeabilidade/ Ensaios de permeabilidade à carga constante e variável25/04 AULA 9 – TEÓRICA

Noções de compressibilidade/ Ensaio de adensamento02/05 NÃO TEM AULA (SEMANA DIA DO TRABALHO)09/05 AULA 10 – TEÓRICA

Noções de resistência/ Ensaios de cisalhamento direto e triaxial16/05 AULA 11 – PRÁTICA

Ensaio de adensamento23/05 SEMANA ACADÊMICA – NÃO TEM AULA30/05 NÃO TEM AULA (SEMANA CORPUS CHRISTI)06/06 AULA 12 – PRÁTICA

Ensaio de compressão simples13/06 AULA 13 – PRÁTICA

Ensaio de permeabilidade20/06 AULA 14 - PROVA

3. Avaliações

• A avaliação compreenderá duas provas escritas (1o e 2o TEs);

• A nota final corresponde a média das avaliações escritas;

• Todas as provas serão sempre sem consulta, sendo disponibilizadas fórmulas e gráficos quando necessário.

• Nota mínima para aprovação direta: 70

• Nota mínima para realizar o exame final: 40

• Não haverá prova “substitutiva”.

• A participação em aulas práticas e teóricas (realização de exercícios, realização de ensaios, relatórios, etc.) não valerá nota diretamente, mas…

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4. Bibliografia

4. Bibliografia

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

• Fundamentos de engenharia geotécnica, Braja Das• Experimental Soil Mechanics, Jean-Pierre Bardet• ABNT, Normas técnicas específicas para cada ensaio;• Pinto, C.S. (2006), “Curso Básico de Mecânica dos Solos com exercícios resolvidos”, 2ª.

Edição, Ed. Oficina de Textos;• Das, B. (2006), “Fundamentos de Engenharia Geotécnica”, Ed. Thomson;• Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos, J. A. R. Ortigão• Head, K.H. (2006), “Manual of Soil Laboratory Testing”, Third Edition, Whittles

Publishing;• Experimental Soil Mechanics, Jean-Pierre Bardet;• Outros materiais a serem indicados pelos docentes.

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5. Aulas práticas

5.1 INSTRUÇÕES GERAIS

• “EPIs”

• Só será permitida a participação em aula de

alunos adequadamente trajados e calçados

• Sugestão: trazer luvas de latex e guardapó

5. Aulas práticas

5.1 INSTRUÇÕES GERAIS

• Execução dos ensaios

• Não será feita demonstração dos ensaios

• Todos os ensaios serão realizados pelos alunos

• Não serão fornecidos prodecimentos e planilhas de ensaios ao início das aulas

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5. Aulas práticas

5.2 AMOSTRAS PARA OS ENSAIOS

• Turma dividida em dois grupos

• Para quando? 1ª. Aula prática – dia 20/03

• Quantidade de material: ± 8 kg

• Trazer o solo seco!!!!

Grupo 1: areia

Grupo 2: argila

• Não pode ser solo do jardim!!!• Não pode ter raiz!!!• Não pode ser areia de praia!!!!

5. Aulas práticas

5.3 LIMPEZA E ORGANIZAÇÃO DO LABORATÓRIO

• Os laboratórios devem ser entregues limpos e arrumados ao final da aula

• Há vassouras e pás (sugestão: tranzer panos de chão, esponjas…)

• Latas de lixo: exclusivas para material reciclável

• Haverá penalização/ retenção de notas para turmas que não observarem a

limpeza do laboratório ou disposição do lixo/ solo no local correto

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AULA 1Composição granulométricaUmidade

INTRODUÇÃO

• SOLO

• Meio POROSO formado por PARTÍCULAS minerais e matéria orgânica

• Materiais TRIFÁSICOS:

• Grãos (fase sólida)

• “Vazios”(preenchidos por fluidos)

• Água (fase líquida)

• Ar (fase gasosa)

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PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS• Para a caracterização inicial dos solos sob o ponto de vista de engenharia

são determinadas algumas propriedades básicas de identificação dos solos

• Essas propriedades básicas de identificação dos solos são dadas pela

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA (DISTRIBUIÇÃO GRANULOMETRICA) e

pelos INDICES DE CONSISTÊNCIA (LIMITES DE ATTERBERG)

Fração Limites definidos pela ABNT

Matacão de 25 cm a 1 m

Pedra de 7,6 cm a 25 cm

Pedregulho de 4.8 mm a 7,6 cm

Areia grossa de 2 mm a 4,8 mm

Areia média de 0,42 mm a 2 mm

Areia fina de 0,05 mm a 0,42 mm

Silte de 0,005 mm a 0,05 mm

Argila inferior a 0,005 mm

• Conforme já visto, os solos são compostos por partículas de diversos tamanhos

PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS

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• ENSAIOS EXPEDITOS• Realizados em campo – analise

preliminar• Baseados em propriedades

organolépticas – análise tátil visual

PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS

ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO• Procedidos através de amostras deformadas

AMOSTRAS INDEFORMADASAMOSTRAS

DEFORMADAS

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ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO• Preparação de amostras para ensaios de laboratório

• Destorroar amostra:• Almofariz• Mão de grau

• Obtenção de amostrarepresentativa:• Repartidor de

amostras• Quarteamento

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• Reconhecimento do tamanho dos grãos que compõem um solo

através de ensaios de laboratório: análise granulométrica

• A análise granulométrica é procedida por dois ensaios:

• Ensaio de peneiramento

• Ensaios de sedimentação

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• O ENSAIO DE PENEIRAMENTO consiste na

agitação do solo previamente seco e

destorroado em um jogo de peneiras padrão,

com aberturas conhecidas

• Durante este processo cada faixa granulométrica

(faixa de tamanhos de grãos) vai sendo retida

com a diminuição progressiva da abertura de

malha das peneiras

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• A abertura nominal de cada

peneira (abertura da malha) é

considerada como o “diâmetro das

partículas”

• Obviamente, trata-se de um

diâmetro equivalente, pois as

partículas não são esféricas

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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA• O ensaio de peneiramento tem como

limitação a abertura da malha da peneiramais fina, que ainda pode permitir a passagem de partículas com o diâmetromuito menor

• A menor peneira costumeiramenteempregada é a Peneira no. 200 (#200), cujaabertura é de 0,075mm, que praticamentecoincide com a dimensão que separa a areia dos siltes (0,06 mm)

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA:

3 ETAPAS

PENEIRAMENTO GROSSO

SEDIMENTAÇÃO

PENEIRAMENTO FINO

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PENEIRAMENTO GROSSO

PENEIRAMENTO GROSSO

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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• A técnica da sedimentação é baseada na

Lei de Stokes, segundo a qual a queda de

partículas esféricas em um fluido ocorre

em velocidades proporcionais ao

quadrado dos seus diâmetros

ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃODistribuição Granulométrica da

Fração Fina

! = #$ − #&18 ) * ) +,

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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• O ensaio de sedimentação consiste em

determinar a densidade (por meio de um densímetro) de partículas em suspensão

em água colocadas em repouso.

• No instante que a suspensão é colocado

em repouso, a sua densidade é igual ao longo de toda a profundidade

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• Quando as partículas maiores

decantam, a densidade na parte superior do frasco diminui

• Pela Lei de Stokes, é possível relacionar a variação de

densidade no tempo com a porcentagem de grãos menores a

determinado diâmetro

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PENEIRAMENTO FINO

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• A representação gráfica final do resultado

final da análise granulométrica é conhecida

como CURVA GRANULOMÉTRICA e é obtida

plotando-se o diâmetro das partículas no

eixo das abcissas em escala logarítmica. As

porcentagens de correspondentes de

partículas passantes para cada diâmetro é

marcado no eixo das ordenadas em escala

linear

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA• Conhecida a distribuição granulométrica do solo, pode-se determinar a porcentagem

correspondente a cada uma das frações anteriormente especificadas

• As mesmas designações usadas para expressar as frações granulométricas de um

solo são empregadas para designar os próprios solos

• Por exemplo, diz-se que um solo é uma argila quando há a predominância da fração

argila, ainda que contenha partículas com diâmetros correspondentes às fraçõessilte e areia

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0,002 mm

83% argila

7% silte

10% areia

0,06 mm 2 mm

48% silte

12% argila

35% areia

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0,06 mm 2 mm

UMIDADE

UMIDADE

NATURAL

HIGROSCÓPICA

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UMIDADE NATURAL

• Umidade que um solo possui, na forma em que ele se encontra na natureza

ℎ = #$#%× 100

Onde:h = umidade (%)Pa = peso de águaPs = peso do solo seco (ou seja, apenas os grãos)

UMIDADE NATURAL

• Determinação: ensaio de secagem em estufa (NBR 6457/1986 ABNT)

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UMIDADE NATURAL

UMIDADE HIGROSCÓPICA

• Umidade que um solo exibe quando seco ao ar

• Quanto mais argiloso: maior umidade higroscópica

• Procedimento de ensaio: similar ao da umidade natural