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Relatório de Granulometria e sedimentação do solo
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Laboratório de Mecânica dos Solos – DEC 2570
Turma Integrantes Bárbara França Cortes RA: 99803
Professora: Juliana Azoia Lukiantchuki Maringá, 22 de maio de 2018
granulométrica. A partir dessa separação pelo tamanho e concentração das partículas é possível nomear o solo de acordo com normas padrões já estabelecidas nacional ou internacionalmente. [3] Para obter essa distribuição representada pela curva granulométrica, é necessário realizar trabalhos no laboratório sobre amostras coletadas na área de estudo. Geralmente são empregados dois métodos de análises para encontrar esta distribuição: [3]
𝑀𝑠−𝑀𝑖 𝑀𝑠 𝑥 100 (Eq.3) Onde: Qg = porcentagem de material passado em cada peneira Ms = massa total da amostra seca Mi = massa do material retido acumulado em cada peneira Enquanto que para a fração fina esse diâmetro é o calculado através da lei de Stokes e uso do hidrômetro, baseando-se no principio de sedimentação dos grãos da fração fina do solo na água. Quando um espécimen do solo é disperso dentro da água, as partículas vão se assentar com diferentes velocidades, dependendo de seu formato, tamanho, peso e a viscosidade da água. [3] Assim, para cálculo são utilizadas as seguintes equações: [4]
𝑎′ 𝑡 (Eq.4) Onde: Dmáx = diâmetro máximo das partículas (mm) γs = peso específico dos sólidos (gf/cm³)s = peso específico dos sólidos (gf/cm³) γs = peso específico dos sólidos (gf/cm³)wd = peso específico do meio dispersor, à temperatura de ensaio (gf/cm³) a’ = altura de queda dos sólidos (cm) t = tempo de sedimentação (s) μ = viscosidade do meio dispersor, à temperatura de ensaio (gf.s/cm²)
𝑉(𝜌𝑖−𝜌𝑤𝑑 ) 𝑀 3 (Eq.5) Onde: Qs = porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura do densímetro; NF = porcentagem de material da amostra seca que passa na peneira de 2mm.
a) Diâmetro efetivo (D10): diâmetro que corresponde a 10% de material que passa b) Coeficiente de não uniformidade (Cu): 𝐶𝑢 = 𝐷 60 𝐷 10 (Eq.9) 𝐶𝑢 ≤ 2 → 𝑠𝑜𝑙𝑜𝑠 𝑢𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒𝑠 c) Coeficiente de curvatura (Cc): 𝐶𝑐 = 𝐷 302 𝐷 60 .𝐷 10 (Eq.10) 1 ≤ 𝐶𝑐 ≤ 3 → 𝑠𝑜𝑙𝑜 𝑏𝑒𝑚 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢𝑎𝑑𝑜 Figura 2 – Curva granulométrica evidenciando os parâmetros Assim, de acordo com a forma de curva pode-se obter as seguintes denominações mostradas na figura 3: [4]
Os materiais utilizados para a determinação granulométrica por peneiramento e sedimentação, foram:
Figura 3 – Peneiramento Grosso. Contrapartida, o material seco que passa na peneira 2mm é pesado até se obter 120g ou 70g – 120g para materiais arenosos e 70g para materiais siltosos ou argilosos. Com o restante do material passante, é realizado três medidas para a determinação do teor de umidade do solo. A partir de tal ponto, realiza-se a sedimentação. Acrescentou-se ao material pesado e passado pela peneira de 2mm, o defloculante (carbonato de sódio mais hexametafosfato de sódio) e deixa-o repousar por 12 horas. Em seguida, coloca-se o material, com auxílio da água destilada, no aparelho dispersor por 15 minutos. Transfere-se o material para a proveta, com ajuda da água destilada, e acrescenta-se água destilada até 1000ml. Mexe-se a proveta por um minuto para homogeneizar a suspensão. Figura 4 – Homogeneização da Suspensão. Com auxílio do densímetro, mede-se a densidade e com o termômetro mede a temperatura por intervalos de tempo.
Figura 5 – Registro da Densidade. Por fim, lava-se o material da sedimentação pela peneira de 0,075mm. O material retido é seco em estufa e passado pelo procedimento de peneiramento fino, pesando-se o material retido na peneira. Figura 6 – Peneiramento Grosso.
PENEIRAMENTO / SEDIMENTAÇÃO NBR -7181/ LOCAL: Mandaguaçu (PR) INTERESSANDO: UEM AMOSTRA: PROFUNDIDADE: DATA: PENEIRAMENTO GROSSO (76mm > φ > 2,0mm) Ms = 995,32 (g) PENEIRA NBR-5734 / 80 M MASSA RETIDA (g) ΣM MASSA RETIDA E ACUMULADA (g) Qg = 100(MS-ΣM)/MS (%) 100 - Qg MASSA RETIDA E ACUMULADA (%) ABERTURA (mm) N° 50 0,00 0,00 100,00 0, 38 0,00 0,00 100,00 0, 25 0,00 0,00 100,00 0, 19 0,00 0,00 100,00 0, 9,5 0,00 0,00 100,00 0, 4,8 4 0,00 0,00 100,00 0, 2,0 10 0,00 0,00 100,00 0, PENEIRAMENTO FINO (2,0mm > φ > 0,075mm) M 3 = 119,44 (g) N = 100 (%) PENEIRA NBR-5734 / 80 M MASSA RETIDA (g) ΣM MASSA RETIDA E ACUMULADA (g) Qf = N(M 3 - ΣM)/M 3 (%) 100 - Qf MASSA RETIDA E ACUMULADA (%) N° 1,2 16 0,00 0,00 100,00 0, 0,6 30 0,00 0,00 100,00 0, 0,42 40 0,00 0,00 100,00 0, 0,25 60 20,57 20,57 82,78 17, 0,15 100 48,90 69,47 41,84 58, 0,075 200 20,36 89,83 24,79 75, Observações:
Os valores indicados na Tabela 1 – SOLO – ANÁLISE GRANULOMÉTRICA, bem como, na Tabela 2 – SOLO – ANÁLISE GRANULOMÉTRICA – Peneiramento Grosso e Fino podem ser calculados pelas próprias expressões presentes nas respectivas tabelas. Por outro lado, na Tabela 3 – ANÁLISE GRANULOMÉTRICA – SEDIMENTAÇÃO foi necessário a realização de alguns cálculos. Para encontrar a massa específica da suspensão no ponto x (γs = peso específico dos sólidos (gf/cm³)i), utilizou-se da seguinte expressão: γs = peso específico dos sólidos (gf/cm³)i = 1 +1,02(γs = peso específico dos sólidos (gf/cm³)dens - 1) (Eq. 9)
γs = peso específico dos sólidos (gf/cm³)WD = massa específica do meio dispersor; T = temperatura. Calculado todos estes valores, pode-se agora calcular o diâmetro máximo das partículas, por meio da equação 4. Por fim, a porcentagem do solo em suspensão no ponto x pode ser obtido pela equação 5. Pode-se observar a porcentagem retida em cada peneira através da Tabela 4 – Curva Granulométrica. Tabela 4 – Curva Granulométrica.
6. CONCLUSÕES E DISCUSSÕES A partir das análises e experimentos realizados, algumas conclusões podem ser retiradas. Observando-se a Tabela 4 – Curva Granulométrica, como não há nenhum material retido na porcentagem abaixo de 24,79%, não é possível analisar os índices de interesse na análise de curva de solo granulares, pois não haverá diâmetros de grãos passantes em 10%. No entanto, pode-se observar que o solo não é bem graduado – por não conter todos os tipos de solo – e nem uniforme – apresentar uma regularidade no tamanho dos grãos.
Outrossim, caracterizando o solo em análise e verificando-se a porcentagem dos diâmetros do solo da Tabela 4 – Curva Granulométrica, pode-se observar que se trata de um solo de areia fina arenosa média com pouca areia grossa. Dessa forma, basicamente, trata-se de uma areia, ausente de pedregulhos, silte ou argila.
7. REFERÊNCIAS [1] ECIVIL, descomplicando a engenharia. CURVA GRANULOMÉTRICA. Disponível em:. Acesso em: 12 de Maio de 2018. [2] CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS – GRANULOMÉTRICA. Disponível em:. Acesso em: 12 de Maio de 2018. [3] EADIESB – Centro Universitário. MECÂNICA DOS SOLOS – CARACTERIZAÇÃO DO SOLO. Disponível em:. Acesso em: 12 de Maio de 2018. [4] LUKIANTCHUKI, Juliana Azoia. AULA PRÁTICA 06: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO E SEDIMENTAÇÃO. UEM, Maringá,
NBR 7181: SOLO – ANÁLISE GRANULOMÉTRICA – Método de Ensaio. ABNT, Rio de Janeiro, 1984. [6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6457: AMOSTRAS DE SOLO – PREPARAÇÃO PARA ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO E ENSEIOS DE CARACTERIZAÇÃO – Método de Ensaio. ABNT, Rio de Janeiro, 1986. [7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 5734: PENEIRAS PARA ENSAIO - ESPECIFICÇÃO – Método de Ensaio. ABNT, Rio de Janeiro, 1980. [8] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6508: GRÃOS DE SOLO QUE PASSAM NA PENEIRA DE 4,8mm – DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA – Método de Ensaio. ABNT, Rio de Janeiro, 1984.
