Prof. Jadilson Magalhães Mecânica dos Solos Prof. 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.

Mecânica dos Solos

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

a) peso específico aparente úmido (t) (1.1) t = W V Mecânica dos Solos 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 )

b- peso especifico aparente seco d) (1.2) Mecânica dos Solos 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.

c) peso específico real dos grãos (s) (1.3) s = Ws Vs Mecânica dos Solos 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.

d) densidade real dos grãos (G) (1.4) Mecânica dos Solos 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)

Peso específico saturado (sat) (1.5) sat = Ws + Ww (Va = 0) V Mecânica dos Solos Peso específico saturado (sat) (1.5)   sat = Ws + Ww (Va = 0) V Peso específico submerso (sub) (1.6) sub = sat - w

Onde Vv = volume de vazios (Vv = Va + Vw) Vs = volume de sólidos Mecânica dos Solos 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.

Onde Vv = volume de vazios e V = volume total da amostra. Mecânica dos Solos 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 - 

Indica que porcentagem do volume total de vazios contém água. Mecânica dos Solos 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%.

Mecânica dos Solos 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

Peso da amostra: Pt = 280 N Volume da amostra Vt = 16 dm3 w = 20 % G = Mecânica dos Solos Mecânica dos Solos Peso da amostra: Pt = 280 N Volume da amostra Vt = 16 dm3 w = 20 % G = 2,8 em kN 0,28 kN 0,016 m3

gt Pt/Vt 17,5 kN/m3 Pt = Ps+Pw w Pw Pw = Ps*w Pt Ps+(Ps*w) Mecânica dos Solos Mecânica dos Solos gt Pt/Vt 17,5 kN/m3 Pt = Ps+Pw w Pw Pw = Ps*w Pt Ps+(Ps*w) Pt = Ps(1+w), Ps = Pt/(1+w) Ps = 0,28/(1+20%) Ps= 0,233 kN