Mecânica dos SolosProf. Jadilson Magalhães

Mecânica dos Solos

Índices físicos

Grandezas que expressam as proporções entre pesos e volumes em que ocorrem nas três fases presentes numa estrutura de solo.

Possibilitam determinar as propriedades físicas do solo para controle de amostras a serem ensaiadas e nos cálculos de esforços atuantes.

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Densidade:

É o número que indica quantas vezes um certo volume de mineral é mais pesado que um mesmo volume de água destilada a 4 º C, O peso específico é o peso em gramas de 1 cm3 do mineral.

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a) peso específico aparente úmido (t) (1.1)

 t = W V onde W = peso total da amostra (W = Ww + Ws

 V = volume total da amostra (V = Vv +

Vs )

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b- peso especifico aparente seco d) (1.2)

 

 d = Ws V onde Ws = peso dos grãos  O peso específico aparente seco é empregado para verificar o grau de compactação de pavimentos e barragens de terra.

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c) peso específico real dos grãos (s)

(1.3) s = Ws Vs

 onde Vs = volume de grãos Os valores típicos de peso específico real dos grãos dependem dos minerais presentes no solo. Por exemplo, um mineral comum em solos arenosos é o quartzo. Seu peso específico é igual a 26,5 KN/m3 . Muitos solos argilosos têm o valor de s entre 26,5 kN/m3 e 28,0 kN/m3 dependendo do material predominante.

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d) densidade real dos grãos (G) (1.4)

Razão entre o peso específico real dos grãos e o peso específico da água a 4º C.

G = s

w (4º C)

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Peso específico saturado (sat)(1.5) sat = Ws + Ww (Va = 0) V

Peso específico submerso (sub)(1.6)

sub = sat - w

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índice de vazios (e) (1.7)

e = Vv Vs

 Onde Vv = volume de vazios (Vv = Va + Vw) Vs = volume de sólidos

Valores típicos:solos arenosos podem situar de 0,4 a 1,0, solos argilosos variam de 0,3 a 1,5,Solos orgânicos, pode-se ter valores superiores a 1,5.

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Porosidade () (1.8)

= Vv . 100 (%)

V Onde Vv = volume de vazios e V = volume total da amostra.  Máximo intervalo de é entre 0 e 100%.

Das equações 1.7 e 1.8 podemos expressar a porosidade em função de “e” e vice versa , através das equações abaixo:  = 1 + e

(1.9) e e = (1.10) 1 -  

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Grau de saturação (S) S = Vw . 100 (%) (1.11) Vv

 

Indica que porcentagem do volume total de vazios contém água.

Se o solo está completamente seco, então S = 0%,

Se os poros estão cheios de água, então o solo está saturado e S = 100%.

Para solos parcialmente saturados, os valores de S situam entre 1 e 99%.

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A relação entre o peso de água presente nos vazios e o peso das partículas sólidas em um volume de solo é definida como teor de umidade. 

= Ww . 100 (%)(1.12) Ws

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Peso da amostra: Pt = 280 N

Volume da amostra Vt = 16 dm3

= 20 %

G = 2,8

em kN

0,28 kN

0,016 m3

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t Pt/Vt 17,5 kN/m3

Pt = Ps+Pw

Pw Pw = Ps*

Pt Ps+(Ps*) Pt = Ps(1+), Ps =

Pt/(1+)

Ps = 0,28/(1+20%) Ps= 0,23

3 kN