SUMÁRIO - dcc.ufpr.br · DO SOLO A TERRA A classificação dos solos, por meio de suas ... A...

10/04/2016

1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ – UFPRSETOR DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVILCURSO DE ENGENHARIA CIVIL

LABORATÓRIO de MECÂNICA dos SOLOS- Composição Granulométrica

- Umidade

Christiane Wagner Mainardes Krainer

SUMÁRIO1. Do Solo a Terra:1.1 Composição Granulométrica1.2 Umidade e Compactação

2. Do Laboratório ao Campo:2.1 Testes Táctil-Visual2.2 Queda da Bola2.3 Teste do Vidro2.4 Teste do Cordão2.5 Teste da Fita2.6 Teste de Exudação2.7 Teste de Resistência Seca2.8 Teste da Caixa

10/04/2016

2

SUMÁRIO3. Índices Físicos dos Solos:3.1 Fases do Solo3.2 Teor de Umidade de um Solo3.3 Peso Específico Aparente de um Solo3.4 Peso Específico Aparente de um Solo Seco3.5 Peso Específico das Partículas3.6 Índice de Vazios3.7 Grau de Compacidade3.8 Porosidade de um solo3.9 Grau de Saturação de um Solo3.10 Grau de Aeração3.11 Peso Específico Aparente de um Solo Saturado3.12 Peso Específico Aparente de um Solo Submerso

1. SOLO

É o termo aplicado a todo material da crosta terrestre

proveniente da decomposição de rochas, constituído

por elementos minerais e/ou orgânicos, que

dependem da composição química e mineralógica da

rocha de origem, das características do relevo, dos

diferentes climas e do tempo de exposição às

intempéries.

Neves et al.

10/04/2016

3

1. DO SOLO A TERRAA classificação dos solos, por meio de suas

propriedades físicas, químicas e mineralógicas étratada de acordo com os fundamentos da Ciência

dos Materiais, tanto no campo da:• Geologia,• Mecânica dos Solos e Fundações,• Agronomia,• Construção de Estradas e Pavimentação.

Neves et al.

Na Arquitetura e Construção com Terra – denominação

dada a toda produção arquitetônica que emprega o solo

como a principal matéria-prima – ele recebe

denominações diversas tais como:

terra crua, terra sem cozer, terra para construir, porém, o

usual e adotado neste trabalho,

é o termo terra.

Neves et al.

1. DO SOLO A TERRA

10/04/2016

4

O termo solo é usado quando envolve

classificações e caracterizações, que também são

adotadas em outros campos da Engenharia,

assim como os termos solo-cimento, solo-cal e

solo estabilizado, entre outros.

Neves et al.

1. DO SOLO A TERRA

• Os solos apropriados à construção geralmente estão

localizados no subsolo, também chamado de horizonte

B, livres de matéria orgânica.

• Em zonas semi-áridas e áridas, é possível encontrar

solos adequados na superfície, após eliminar pedras,

raízes e todo material orgânico presente.

Neves et al.

1. DO SOLO A TERRA

10/04/2016

5

As propriedades mais importantes dos solos visando seu

uso na construção são:

• na seleção: composição granulométrica, plasticidade e

retração;

• no controle da execução: umidade e grau de compac-

tação.

Neves et al.

1. DO SOLO A TERRA

1.1 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

• O solo é constituído basicamente por partículas que

podem ser agrupadas de acordo com as dimensões dos

grãos.

• Cada grupo, ou faixa de dimensões, apresenta

características próprias que indicam seu comportamento

como material de construção.

Neves et al.

10/04/2016

6

As partículas contidas em determinada faixa são

classificadas como pedregulho, areia, silte e argila;

sendo que a areia ainda pode ser subdividida e

qualificada como grossa, média e fina.

Neves et al.


1.1 Granulometria

Definição:

◦ É a distribuição, em porcentagem, dos diversos tamanhos de

grãos.

◦ É a determinação das dimensões das partículas do agregado e

de suas respectivas porcentagens de ocorrência.

Marcio Varela

10/04/2016

7

1.1 Granulometria◦ Motivo: A composição granulométrica tem grande influência nas

propriedades das argamassas e concretos.

◦ Determinação: É determinada através de peneiramento, através de

peneiras com determinada abertura constituindo uma série padrão.

Objetivo:

◦ Conhecer a distribuição granulométrica do agregado e representá-la

através de uma curva. Possibilitando assim a determinação de suas

características físicas.

Marcio Varela

• Medida da textura dos grãos do solo.

• Consiste na determinação das porcentagens, em peso, dasdiferentes frações constituintes da fase sólida do solo;

• Somente para solos com diâmetro maiores que 0,075mm(peneira n.200).

Profa Rosane Vargas

1.1 Granulometria

10/04/2016

8

A composição granulométrica do solo é representada por meio do diagrama denominado curva

granulométrica, que mostra a relação entre a quantidade e dimensão das partículas presentes.

Neves et al.


É determinada por meio de dois ensaios:

• para as partículas maiores – pedregulho e areia – emprega-

se o processo de peneiramento

• para as partículas mais finas – silte e argila – a análise é

feita por sedimentação

Neves et al.


10/04/2016

9

Determina-se a quantidade percentual das partículas que passam ou que sãoretidas em peneiras de aberturas normalizadas.

Neves et al. e Profª Rosane Vargas

1.1 ENSAIO DE PENEIRAMENTO

Obe

deB

. Far

ia

Marcio Varela

1.1 PENEIRAS• SÉRIE NORMAL / SÉRIE INTERMEDIÁRIA

10/04/2016

10

Marcio Varela

1.1 PENEIRAS

● Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos segundo aABNT (PINTO, 2000)

● Fração Limites

● Matacão

● Pedra

● Brita

● Areia grossa

● Areia média

● Areia fina

● Silte

● Argila

de 25 cm a 1 m

de 7,6 cm a 25 cm

de 4,8 mm a 7,6 cm

de 1,2 mm a 4,8 mm

de 0,3 mm a 1,20 mm

de 0,05 mm a 0,3 mm

de 0,005 mm a 0,05 mm

inferior a 0,005 mm


Marcio Varela

10/04/2016

11

◦ Os agregados são classificados em graúdos e miúdos.

◦ Os agregados Graudos ficam retidos na peneira 4,8 mm;

◦ Os agregados Miúdos passam pela peneira 4,8 mm.

Marcio Varela


DEFINIÇÕES IMPORTANTES

Porcentagem que Passa : É o peso de material que passa em cada peneira,referido ao peso seco da amostra;

Porcentagem Retida : É a percentagem retida numa determinada peneira.Obtemos este percentual, quando conhecendo-se o peso seco da amostra,pesamos o material retido, dividimos este pelo peso seco total e multiplicamospor 100;

Porcentagem Acumulada : É a soma dos percentuais retidos nas peneirassuperiores, com o percentual retido na peneira em estudo;

Marcio Varela


10/04/2016

12


Módulo de Finura: É a soma dos percentuais acumulados em todas aspeneiras da série normal, dividida por 100. Quanto maior o módulo de finura,mais grosso será o solo;

Diâmetro Máximo: Corresponde ao número da peneira da série normal naqual a porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5%, desde que essaporcentagem seja superior a 5% na peneira imediatamente abaixo;

Diâmetro Efetivo: Abertura da peneira para a qual temos 10% em peso totalde todas as partículas menores que ele. “% Passante” (10% das partículas sãomais finas que o diâmetro efetivo). Esse parâmetro fornece uma indicaçãosobre a permeabilidade das areias.

Marcio Varela

def = d10



Coeficiente de Não Uniformidade: Ainda segundo Allen-Hazen, é arazão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curvagranulométrica. Esta relação indica, a falta de uniformidade, pois seu valordiminui ao ser mais uniforme o material.

Cnu < 5 muito uniforme5 < Cnu < 15 uniformidade médiaCnu > 15 não uniforme

Marcio Varela


10/04/2016

13


Coeficiente de Curvatura: Fornece a ideia do formato da curva permitindodetectar descontinuidades no conjunto.

1 < CC < 3 solo bem graduadoCC < 1 ou CC > 3 solo mal graduado

Marcio Varela


Marcio Varela


10/04/2016

14

● Quanto maior for o valor de Cnu mais bem graduado é o solo.

● Solos que apresentam Cnu = 1 possuem uma curva granulométrica em pé (solo

mal graduado – curva granulométrica c – Figura).

● Solos bem graduados apresentarão Cc entre 1 e 3. Se o valor de Cc for menor

que 1, a curva será descontínua com ausência de grãos (curva granulométrica

b – Figura).

● Dificilmente ocorrem areias com valores de Cc fora do intervalo de 1 a 3. Daí,

a pouca importância que se dá a esse coeficiente.

Marcio Varela


Marcio Varela


10/04/2016

15

REPRESENTAÇÃO DAS PENEIRASA indicação da peneira refere-se à abertura da malha ou ao número de

malhas quadradas, por polegada linear.

Marcio Varela


Exemplo:A planilha abaixo apresenta o resultado do processo de peneiramento de umensaio de granulometria de uma areia média do rio Verde – Santa Maria.

Marcio Varela


10/04/2016

16

Marcio Varela


• Os limites das faixas de dimensões das partículas são definidos em normastécnicas e apresentam pequenas variações entre os diversos países.

• A tabela apresenta o sistema de classificação granulométrica adotado no Brasil,estabelecido na NBR 6502 (ABNT, 1995) e as principais características de cadagrupo.

Neves et al.

1.1 CLASSIFICAÇÃOGRANULOMÉTRICA

10/04/2016

17

• Para as partículas mais finas – silte e argila – a análise é feita por sedimentação.

• Mede-se a velocidade de decantação das partículas dispersas em água, emfunção da variação de densidade da solução, calculando- se as suas proporçõesna amostra.

Neves et al.

1.1 ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO

Obe

deB

. Far

ia

Figura:Ensaio de sedimentação: aparelhodispersor; transferência do solodisperso para a proveta de 1 litro,e homogeneização da temperaturado densímetro.

• A resistência do solo está diretamente relacionada com seu grau de compa-cidade quando é adensado por um determinado esforço.

• Para cada tipo de solo e para cada esforço de compactação existe uma de-terminada umidade, denominada umidade ótima de compactação, na qualocorrem as condições em que se pode obter o melhor adensamento, ouseja, a maior massa especí-fica seca.

• Nesta condição, o solo também apresenta menor porosidade, caracteri-zando assim um material mais durável e mais resistente mecanicamente.

Neves et al.

1.2 UMIDADE E COMPACTAÇÃO

10/04/2016

18

• A umidade ótima de compactação é determinada em laboratório através da medida damassa específica do solo em diferentes umidades, quando ele é compactado em umdeterminado molde (cilindro de Proctor).

• As massas específicas são representadas em gráfico, em função da umidade, e a máxi-ma massa específica, obtida na curva, define a umidade ótima de compactação do solo,como mostra a figura.

Neves et al.


Umidade ótima de compactação1,8

1,7

tangente à curva(m áxim a massaespecífica dosolo)

1,6

1,5

Solo A (U=17,4%)Solo B (U=16,8%)Solo C (U=19,3%)Solo D (U=20,4%)

1,410 15 20

Teor de umidade (%)25

• O grau de compactação corresponde a relação entre a massa específica deuma amostra retirada do trabalho executado no campo e a máxima massaespecífica determinada em laboratório.

• Para algumas técnicas construtivas, a mistura de solo e água é usada emestado de consistência plástico, com teores de umidade superiores àumidade ótima de compactação, que não exige energia para seuadensamento.

• Ao secar, o solo atinge a massa específica, de valor diferente da máximamassa específica obtida por compactação.

Neves et al.


10/04/2016

19

2. Do Laboratório ao Campo:2.1 Testes Táctil-Visual2.2 Queda da Bola2.3 Teste do Vidro2.4 Teste do Cordão2.5 Teste da Fita2.6 Teste de Exudação2.7 Teste de Resistência Seca2.8 Teste do Rolo2.9 Teste da Caixa

A aparência pode revelar alguns dados muito importantes sobre otipo e as características de terra.

1 – Caracterização por tamanho das partículas

2– Caracterização por cor

3– Caracterização por brilho

4 – Tato

Neves et al.

2.1 TESTES TÁCTIL-VISUAL

10/04/2016

20

1 – Caracterização por tamanho das partículas

A terra pode ser preliminarmente classificada através do seguinte procedimento:• espalhar a amostra de terra seca em uma fina camada sobre uma superfície

plana;• com as mãos, separar as partículas visíveis a olho nu.

As partículas visíveis a olho nu correspondem a areia e pedregulho; o que restar,o material fino, corresponde ao silte e argila.

Neves et al.


Então:• se a quantidade de silte e argila for maior que a de areia e pedregulho, a

terra é classificada como siltosa ou argilosa;• ao contrário, a terra é arenosa ou pedregosa.

No caso de terra arenosa ou pedregosa, tomar um pequeno punhado daamostra inteira (não apenas a parte de areia e pedregulho), umedecer, semensopar, e apertar formando uma bola.

Deixar secar ao sol. Se a bola se desintegrar ao secar, a terra não é apropriadapara construção, a menos que ela seja misturada com outros materiais.

Neves et al.


10/04/2016

21

Neves et al.


Figura: Aspectos das partículas que compõem a terra, após peneiramento,observando-se as frações retidas em cada uma das peneiras da série normal

Obe

deB

. Far

ia

2 – Caracterização por cor

Outra característica da terra pode ser revelada em função da sua cor:

• as cores claras e brilhantes são características de solos inorgânicos;

• as cores marrom escuro, verde oliva ou preta são características de solos

orgânicos.

Neves et al.


10/04/2016

22

3 – Caracterização por brilho

A presença da argila pode ser avaliada através do brilho, ainda que a areia quart-zosa ou com determinado teor de mica apresentam aparência brilhante também.• tomar um pouco de material bem fino e amassar com água até formar uma

bola compacta do tamanho da mão;• cortar pela metade e observar as superfícies.

Se:• as superfícies são brilhantes ou há muito brilho, a terra é argilosa;• as superfícies apresentam pouco brilho, a terra é siltosa;• as superfícies são opacas, a terra é arenosa.

Neves et al.


4 – Tato

Ao esfregar, entre os dedos, uma porção da terra seca, pode-se identificar os

tipos de partículas presentes pela sua textura da seguinte forma:

• a areia arranha;

• o silte cobre os dedos com partículas macias, como se fosse um talco.

Para verificar a presença de argila, umedecer uma porção da terra e moldar

uma bola – quanto mais argila presente, mais fácil será formar a bola.

Neves et al.


10/04/2016

23

As denominações areia silto-argilosa, argila silto-arenosa, silte areno-argilosa, etc. decorrem daquantidade de cada componente na terra cuja primeira designação corresponde sempre ao

componente de maior teor.

Neves et al.

Reconhecimento dos diferentes tipos de terra

Este teste indica o tipo da terra em função da sua propriedade de coesão e

consiste em:

• tomar uma porção da terra seca;

• juntar água e fazer uma bola com diâmetro aproximado de 3 cm;

• deixar a bola cair, em queda livre, da altura aproximada de um metro.

Identificar o tipo de terra avaliando a forma de seu espalhamento:

• terras arenosas espalham-se com esfarelamento (ou desagregação);

• terras argilosas espalham-se menos e com maior coesão.

Neves et al.

2.2 QUEDA DA BOLA

10/04/2016

24

Teste da queda da bola: aspectos do espalhamento, em

função do tipo de terra (argilosa esquerda e arenosa à direita)

Neves et al.

2.2 QUEDA DA BOLA

Car

los

Alb

erto

Mos

quin

i

Este teste é fundamentado na sedimentação diferenciada dos constituintes daterra e consiste em:

• colocar uma porção de terra, seca e destorroada, em um vidro cilíndrico, liso

e transparente, até cerca de 1/3 de sua altura;

• adicionar água até 2/3 da altura do vidro, acrescentando uma pitada de sal (o

sal age como defloculante das partículas de terra, porém, se utilizado em

demasia pode agir de forma contrária);

• tampar o vidro e agitar vigorosamente a mistura para que haja a dispersão do

solo na água;

Neves et al.

2.3 TESTE DO VIDRO

10/04/2016

25

• deixar em repouso por 1 h e, em seguida, promover nova agitação;• colocar o vidro em repouso, sobre uma superfície horizontal;

Cada um dos componentes da terra decanta em tempos diferentes formandodistintas camadas que se pode visualizar.O pedregulho e a areia decantam primeiro, por serem as partículas mais pesadas,seguido do silte e por último a argila.Se o solo contém matéria orgânica, esta sobrenada na superfície da água.

• quando a água estiver límpida, medir a altura das distintas camadas.

Neves et al.

2.3 TESTE DO VIDRO

Neves et al.

2.3 TESTE DO VIDRO

10/04/2016

26

Com os resultados obtidos, pode-se confirmar a classificação realizada por meio

dos testes táctil e visual e identificar a técnica mais adequada para a terra

analisada com auxílio dos quadros apresentados na figura.

Neves et al.

2.3 TESTE DO VIDRO

Figura: Diagrama de classificação dos solos, por teste do vidro (adaptado de Aid y..., e Moran, 1984)

Este teste avalia a resistência da terra em um determinado estado de

umidade e a relaciona com o tipo mais provável da terra. Ele consiste em:

• tomar uma porção da terra seca e adicionar água até que, rolando sobre uma

superfície lisa e plana, seja possível formar um cordão que se quebra com 3

mm de diâmetro;

• formar uma bola da terra nessa umidade e verificar a força necessária para

esmagá-la entre o polegar e o indicador.

Neves et al.

2.4 TESTE DO CORDÃO

10/04/2016

27

Neves et al.


Car

los

A.M

osqu

ini

Figura: Teste do cordão: formação do cordão, até a quebra com 3 mm de

diâmetro, e ruptura da bola. Exemplo de uma terra argilosa.

A avaliação é feita de acordo com as indicações contidas na tabela 4.

Neves et al.


10/04/2016

28

Este teste relaciona a plasticidade com o tipo da terra por meio do seguinte proce-dimento:• tomar uma porção da terra e, com a mesma umidade do teste do cordão, fazer um

cilindro do tamanho de um cigarro;• amassar o cilindro de modo a formar uma fita, com 3 mm a 6 mm de espessura e o maior

comprimento possível.

Neves et al.

2.5 TESTE DA FITA

Car

los

A.M

osqu

ini

Figura: Teste da fita: formação do “cigarro” e da fita, com umaterra argilosa (três imagens superiores), tentativa de formaçãodo “cigarro” com uma terra muito arenosa (imagem daesquerda)

Faz-se a avaliação conforme as indicações contidas na tabela

Neves et al.

2.5 TESTE DA FITA

10/04/2016

29

Avalia a plasticidade da terra em função da sua capacidade de reter água daseguinte forma:

• tomar uma porção da terra bastante úmida e colocá-la na palma da mão;

• golpear esta mão com a outra de modo que a água saia para a superfície da

amostra, dando-lhe um aspecto liso e brilhante.

Neves et al.

2.6 TESTE DE EXSUDAÇÃO

Figura: Teste exsudação: diferença entre uma terra argilosa (à esquerda) e umaterra arenosa (à direita)

Car

los

A.M

osqu

ini

A avaliação é feita de acordo com as indicações contidas na tabela 6.

Neves et al.

2.6 TESTE DE EXSUDAÇÃO

10/04/2016

30

O teste identifica o tipo da terra em função da sua resistência e consiste em:

• moldar duas ou três pastilhas de terra bem úmida, com cerca de 1 cm de espessura e 2 a3 cm de diâmetro;

• deixar as pastilhas secarem ao sol por dois ou mais dias;• tentar esmagar cada pastilha entre o indicador e o polegar.

Neves et al.

2.7 TESTE DA RESISTÊNCIA SECA

Carlos A. Mosquini

Figura: Teste de resistência seca. Abertura ecorte da “massa”; pastilhas recém cortadas;pastilhas secas (observando-se a diferençade retração entre terra argilosa e arenosa), etentativas de quebra das pastilhas entre osdedos (baseado em CEPED, 1984)

Seu comportamento é classificado de acordo com as indicaçõescontidas na tabela.

Neves et al.

2.7 TESTE DA RESISTÊNCIA SECA

10/04/2016

31

Para cada tipo de terra, pode-se estimar as técnicas construtivas mais adequadas emfunção dos resultados dos testes do cordão, da fita, de exsudação e da resistência seca.

Neves et al.

Identificação de técnicas construtivas emfunção dos resultados dos testes

Neves et al.

Identificação de técnicas construtivas emfunção dos resultados dos testes

10/04/2016

32

Este teste verifica a quantidade de argila (material coesivo) contida na terra para aconstrução com taipa e consiste em:

• tomar uma porção de terra, umedecida e amassada, rolar sobre uma superfície planaaté a obtenção de um cordão com 200 mm de comprimento e diâmetro de 25 mm;

• deslizar suavemente o cordão sobre a superfície da mesa, de forma a ficar em balançoalém de sua borda, até que ocorra a ruptura do segmento em balanço.

Neves et al.

2.8 TESTE DO ROLO

Figura : Teste do rolo: nailustração, uma terra argilosa(ruptura com mais de 120 mm)

Car

los

A.M

osqu

ini

Em função do comprimento do segmento rompido, tem-se

um indicativo da quantidade de argila ideal para a taipa:

• se romper o cordão com menos de 80 mm, não há argila suficiente;

• se a ruptura se der com comprimento entre 80 mm e 120 mm, tem-se

a quantidade ideal de argila;

• comprimentos acima de 120 indicam argila em excesso.

Neves et al.

2.8 TESTE DO ROLO

10/04/2016

33

• Este teste mede a retração linear do solo que indica seu comportamentoquanto a retração volumétrica.

• É usado para a seleção de terra para bloco de terra comprimida e paredesmonolíticas com cimento e consiste em:

• tomar uma porção de solo e adicionar água aos poucos até que a misturacomece a grudar na lâmina da colher de pedreiro;

• colocar a mistura na caixa, alisando a superfície com a colher de pedreiro;• deixar a caixa protegida do sol e chuva durante sete dias;• após este período, medir a retração linear.

Neves et al.

2.9 TESTE DA CAIXA

Figura: Ensaio de retração (ou teste da caixa): a caixa da ilustração permite o

ensaio de cinco amostras, simultaneamente, facilitando a comparação entre os

resultados de retração (cada compartimento tem 8,5 cm de largura, 3,5 cm de

altura e 60 cm de comprimento). Dispositivo proposto por Faria (2002)

Neves et al.

2.9 TESTE DA CAIXA

Obe

deB

.Far

ia

10/04/2016

34

• Para a fabricação de tijolos e blocos de solo-cimento, a retração total não deveultrapassar 20 mm (BNH, 1985).

• CEPED (1984) recomenda o uso da terra com retração total de até 20 mm noensaio da caixa e a proporção de 1 volume de cimento para 15 volumes de terrapara execução de paredes de painéis monolíticos de solo-cimento.

• Independente da técnica de construção, Cevallos recomenda as proporçõesvolumétricas apresentadas na tabela 10 para estabilização da terra em função damedida de retração no teste da caixa.

Neves et al.

2.9 TESTE DA CAIXA

3. Índices Físicos dos Solos

10/04/2016

35

3. Índices Físicos dos Solos• São grandezas que expressam as proporções entre pesos e volumes em que

ocorrem as três fases presentes numa estrutura de solo.

• Três fases: a fase sólida, a fase gasosa e a fase líquida.

• A fase sólida é formada pelas partículas minerais do solo, a fase líquida porágua e a fase gasosa compreendem todo o ar existente nos espaços entre aspartículas.

• Estes índices possibilitam determinar as propriedades físicas do solo paracontrole de amostras a serem ensaiadas e nos cálculos de esforços atuantes.

https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2015/03/amostragem-e-indices-fisicos.pdf

3. Índices Físicos dos Solos

Índices físicos, granulometria e limites de consistência formam as

propriedades índices que são aplicadas na classificação e identificação

dos solos, uma vez que elas podem ser correlacionadas, ainda que

grosseiramente, com características mais complexas do solo, como por

exemplo, a compressibilidade e resistência.


10/04/2016

36

O solo é formado pelas três fases físicas sólida, liquida e gasosa , distribuídas emdiferentes proporções.

• Fase sólida – constituída por agrupamento de partículas sólidas que deixam espaços vazios

que podem conter ar e ou água.

• Volume total do solo é formado pelo volume de sólidos somado ao volume de vazios.

• Solo Saturado:- solo quando seus vazios estão totalmente ocupados pela água.

http://slideplayer.com.br/slide/3152965

3.1 FASES DO SOLO


10/04/2016

37


• A água contida no solo pode ser classificada em :

• Água de Constituição: é a que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida;• Água adesiva ou adsorvida: película de água que envolve e adere fortemente a partícula

sólida;• Água livre: é a que se encontra em uma determinada zona do terreno, enchendo todas os

seus vazios;• Água higroscópica: É a que ainda se encontra em um solo seco ao ar livre, em função da

água em vapor contida na atmosfera;• Água capilar: é aquela que nos solos de grãos finos sobe pelos interstícios capilares

deixados pelas partículas sólidas.• Água livre, higroscópica e capilar:- são as que podem ser totalmente vaporadas pelo efeito

do calor (>100º C).

• Fase gasosa:- constituída por ar, vapor d’água ecarbono combinado.


3.1 FASES DO SOLO

10/04/2016

38


Umidade (h) de um solo – razão entre o peso da água contida num certo volumede solo e o peso da parte sólida. Existente neste mesmo volume, emporcentagem.

h(%) = Pa/Ps ( x100)h = (P1-P2)/(P2-P) = Pa/Ps

onde :P1 = peso original da amostra + tara;P2 = peso seco da amostra + tara;P = tara da cápsula.

O teor de umidade pode assumir o valor de 0% para solos secos (Pw = 0) atévalores superiores a 100% em solos orgânicos.


3.2 TEOR DE UMIDADE DE UM SOLO

10/04/2016

39

Procedimento para Determinação do Teor de Umidade

• Toma-se uma porção de solo (aprox. 50,0 g), colocando-a numa cápsula dealumínio com tampa;

• Pesa-se o solo úmido + cápsula (precisão de 0,01g);• Leva-se a cápsula destampada a uma estufa até constância de peso (aprox. 6

horas para solos arenosos e 24 horas para solos argilosos);• Pesa-se o conjunto solo seco + cápsula.


3.2 TEOR DE UMIDADE DE UM SOLO

Aparelho SpeedyReservatório metálico fechado que se comunica com um manômetro, destinadoa medir a pressão interna. Coloca-se dentro do reservatório o sol úmido e umaporção de carbureto de cálcio (CaC2), pela combinação da água do solo com ocarbureto gera acetileno e pela variação da pressão interna obtém-se aumidade do solo.

CaC2 + 2H20 = Ca(OH) 2 + C2H2


10/04/2016

40

γ =Pt / Vt


3.3 PESO ESPECÍFICO APARENTE DE UMSOLO ( h0 )

Para determinação de g, geralmente utiliza-se o “método do Frasco de Areia”.

gs=Ps / Vt

gs= g/ (1+h)


3.4 PESO ESPECÍFICO APARENTE DE UMSOLO SECO (γs)

10/04/2016

41

γg = Ps / Vsonde :

Ps = peso da substancia sólida;Vs = volume da substancia sólida.

Densidade Relativa (d) das partículas é a razão entre o peso da parte solida dosgrãos e o peso de igual volume de água pura a 4º C.

δ = g /a

sendo γa = 1,0 g/cm3

A determinação da densidade relativa é realizada através do “método dopicnômetro”.


3.5 PESO ESPECÍFICO DAS PARTÍCULAS(γg)

(1) (2) (3) (4)

Material utilizado:1- Picnômetro (500 ml)2- Termômetro3- Bomba a vácuo4- Balança


Método do Picnômetro

10/04/2016

42

Procedimento:• pesa-se o Picnômetro vazio, seco e limpo (P1);• coloca-se a amostra no Picnômetro (aprox. 80g para solos argiloso e 150g

para solos arenosos) e pesa-se (P2);• mexe-se o Picnômetro, visando eliminar possíveis vazios entre a amostra ;• leva-se a bomba de vácuo pôr cerca de 10 minutos e continuamos mexendo

aleatoriamente,• enche-se completamente o Picnômetro com água destilada, tampa-se o

Picnômetro;• pesa se o Picnômetro (P3);• medimos a temperatura no Picnômetro, pela temperatura , obtemos na

curva de calibração o peso do balão mais água (P4)

δ =(P2 – P1)/((P4-P1) - (P3-P2)) = g/aonde :P1 - Balão seco e limpoP2 - Balão + soloP3 - Balão + solo + águaP4 - Balão + água


Método do Picnômetro


10/04/2016

43

É a razão entre o volume de vazio (Vv) e a volume da parte sólida do solo (Vs).

e = Vv / Vs


3.6 ÍNDICE DE VAZIOS (e)

O estado natural de um solo não coesivo (areia, pedregulho) define-se pelochamado Grau de Compacidade ou Compacidade Relativa:

GC = (max - nat) / (max - min)

max - obtido vertendo-se simplesmente o material seco num recipiente de volumeconhecido e pesando-se.

max =

g

Psg

Psv

'

'

onde:v = volume do recipiente;P’s = peso do material seco;g = peso específico dos grãos.

minx - compacta-se o material por vibração ou por socamento dentro do mesmorecipiente.

minx =

g

Psg

Psv

''

''

onde :P’s = peso do material seco compactado.

Pelo critério visualmente aceito, as areias se classificam em :

fofas ou soltas 0 < GC < 1/3medianamente compactas 1/3 < GC < 2/3compactas 2/3 < GC < 1


3.7 GRAU DE COMPACIDADE (GC)

10/04/2016

44

É a relação entre o volume de vazios e o volume total de uma amostra do solo.

(%) = Vv / Vt (x100)

= e / (e + 1)


3.8 POROSIDADE DE UM SOLO

É a porcentagem de água contida nos seus vazios, sendo a relação entre ovolume de água e o volume de vazios.

S (%) = Va / Vv ( x100)

S e = h


3.9 GRAU DE SATURAÇÃO DE UM SOLO (S)

10/04/2016

45

A (%) = Var / Vv (x100)

A = (Vv - Va) / Vv = 1 - S


3.10 GRAU DE AERAÇÃO

sat = ( + e ) a / (1+ e)

sat = Vsat/V = (1 - ) . g + a


3.11 PESO ESPECÍFICO DE UM SOLOSATURADO

10/04/2016

46

Quando o solo é submerso, as partículas sólidas sofrem o empuxo daágua, e então :

sub = ( - 1 ) a / (1+ e)sub = sat - a sub = ( s - w) . (1 - h)


3.11 PESO ESPECÍFICO DE UM SOLOSUBMERSO

FÓRMULAS DE CORRELAÇÃO

peso específico natural: γ = P/V (peso específico aparente de um solo)

teor de umidade: h = (Pa/Ps) peso específico real dos grãos: γg =Ps/Vs peso específico aparente seco: γs = Ps/V = γ/(1 + h) índice de vazios: e = Vv/Vs = (γg/γs) - 1 porosidade: = Vv/V = e/(1+ e) grau de saturação: S = Va/Vv = (h . γg)/(e . γa) peso específico saturado: γsat = Vsat/V = (1 - ) . γg + γa peso específico submerso: γsub = γsat - γw = (γs - γw) . (1 - h)


10/04/2016

47

Solo Submerso x Solo Saturado


SUMÁRIO - dcc.ufpr.br · DO SOLO A TERRA A classificação dos solos, por meio de suas ... A...

Documents

Transcript of SUMÁRIO - dcc.ufpr.br · DO SOLO A TERRA A classificação dos solos, por meio de suas ... A...