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Lista resolvida - Solos, Exercícios de Mecânica dos Solos

lista resolvida - mecânica dos solos

Tipologia: Exercícios

2019

Compartilhado em 18/08/2019

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vanessa-s-santos-1 🇧🇷

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UFBA - ESCOLA POLITÉCNICA - DCTM
DISCIPLINA: ENG 106 - MECÂNICA DOS SOLOS
1. PROVA - PROF. JOÃO CARLOS JORGE DA SILVA
_________________________________________________________________
GRANULOMETRIA
1. Defina coeficiente de não uniformidade (Cu). Para que é utilizado?
Resp.: É a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva
granulométrica.
Cu = D60 / D10
Essa relação indica a falta de uniformidade, sendo utilizado na classificação de solos
grosseiros, pois indica a graduação do mesmo. Quanto mais uniforme o material, menor o
valor do CU
2. Defina Diâmetro Efetivo (D10) obtido de uma curva granulométrica.
Resp.: O Diâmetro correspondente a 10%, em peso total, de todas as partículas menores
que ele, ou seja, 10% das partículas do solo possuem diâmetros inferiores a ele e é
equivalente a 10 % em massa desses grãos.
Ele oferece uma indicação sobre a permeabilidade das areias utilizadas para filtros e
drenos.
3. Quais as limitações do ensaio de sedimentação utilizado na análise
granulométrica?
Resp.: O ensaio só deve ser realizado em solos finos, nele a medida da velocidade de
queda da partícula é aproximada porque:
- As partículas não são esféricas, diâmetro equivalente
- A coluna de liquido não possui tamanho indefinido
- O Movimento de um partícula interfere nas demais
- As paredes do recipiente e do densímetro influenciam no movimento das partículas
- A massa especifica dos grãos é um valor médio
4. Entre os solos com curvas granulométricas uniforme, contínua e descontínua,
qual teria a princípio a maior massa específica? explique.
Resp.: Continua, que trata-se de um solo bem graduado, com porcentagens
equivalentes entre os diâmetros dos grãos, maior massa especifica já que possui menos
espaços vazios devido ao melhor empacotamento e distribuição dos grãos para um
mesmo volume
5. Dentre as curvas granulométricas conhecidas, quais as que satisfazem os
critérios de: (a) para utilização como drenos; (b) para utilização como aterro; (c)
NUNCA para utilização como dreno. justifique as respostas
Resp.: (a) Para drenos utiliza-se solos de granulometria aberta, assim partículas menores
acomodam-se entre vazios das partículas maiores podendo impedir passagem de
partículas indesejáveis mas com vazios grandes o suficiente para permitir a passagem de
agua.
(b) Para aterro utiliza-se solos de granulometria continua, por ter menor graduação
resultando com menor compressibilidade e maior resistência.
(c) Não se utiliza solos de granulometria continua para drenos pois permitem a passagem
de partículas indesejadas como a argila e silte, correndo risco de causar recalque nas
estruturas.
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UFBA - ESCOLA POLITÉCNICA - DCTM DISCIPLINA: ENG 106 - MECÂNICA DOS SOLOS

  1. PROVA - PROF. JOÃO CARLOS JORGE DA SILVA

GRANULOMETRIA

1. Defina coeficiente de não uniformidade (Cu). Para que é utilizado? Resp.: É a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva granulométrica. Cu = D60 / D Essa relação indica a falta de uniformidade, sendo utilizado na classificação de solos grosseiros, pois indica a graduação do mesmo. Quanto mais uniforme o material, menor o valor do CU 2. Defina Diâmetro Efetivo (D10) obtido de uma curva granulométrica. Resp.: O Diâmetro correspondente a 10%, em peso total, de todas as partículas menores que ele, ou seja, 10% das partículas do solo possuem diâmetros inferiores a ele e é equivalente a 10 % em massa desses grãos. Ele oferece uma indicação sobre a permeabilidade das areias utilizadas para filtros e drenos. 3. Quais as limitações do ensaio de sedimentação utilizado na análise granulométrica? Resp.: O ensaio só deve ser realizado em solos finos, nele a medida da velocidade de queda da partícula é aproximada porque:

  • As partículas não são esféricas, diâmetro equivalente
  • A coluna de liquido não possui tamanho indefinido
  • O Movimento de um partícula interfere nas demais
  • As paredes do recipiente e do densímetro influenciam no movimento das partículas
  • A massa especifica dos grãos é um valor médio 4. Entre os solos com curvas granulométricas uniforme, contínua e descontínua, qual teria a princípio a maior massa específica? explique. Resp.: Continua, já que trata-se de um solo bem graduado, com porcentagens equivalentes entre os diâmetros dos grãos, maior massa especifica já que possui menos espaços vazios devido ao melhor empacotamento e distribuição dos grãos para um mesmo volume 5. Dentre as curvas granulométricas conhecidas, quais as que satisfazem os critérios de: (a) para utilização como drenos; (b) para utilização como aterro; (c) NUNCA para utilização como dreno. justifique as respostas Resp.: (a) Para drenos utiliza-se solos de granulometria aberta, assim partículas menores acomodam-se entre vazios das partículas maiores podendo impedir passagem de partículas indesejáveis mas com vazios grandes o suficiente para permitir a passagem de agua. (b) Para aterro utiliza-se solos de granulometria continua, por ter menor graduação resultando com menor compressibilidade e maior resistência. (c) Não se utiliza solos de granulometria continua para drenos pois permitem a passagem de partículas indesejadas como a argila e silte, correndo risco de causar recalque nas estruturas.

FORMAÇÃO

6. Um depósito de solo mole é geralmente sedimentar ou residual? Como deve ter sido formado esse tipo de solo? Resp.: Um deposito de solo mole é geralmente sedimentar aluvionar, ou seja, formado a partir do deposito de sedimentos transportados em suspensão na agua, sendo observados em planícies inundadas, canais de mar, praias e etc. 7. Segundo a formação, quais os tipos de solos que muito provavelmente ocorrem nas áreas mais altas (morros) e nas áreas mais baixas (vales) de nossa cidade? Apresente um perfil esquemático dessas formações. Resp.: Nas partes mais altas estão mais presentes solos residuais que são formados por meio de intemperismos físicos e químicos, que ocorrem de acordo com o clima apresentando em seus vales, depósitos de solo sedimentar caracteristicamente argilosos. 8. Como o agente transportador influencia na forma e tamanho dos grãos dos solos sedimentares? exemplifique. Resp.: Aluvionares (transporte pela agua): grãos arredondados, seletividade progressiva de pedregulho a argila são transportados, o mais fino fica em suspensão (lagos e mares) e os mais grossos depositam-se nas cabeceiras dos rios por força da agua. Eoliticos (transporte pelo vento): grãos arredondados (atrito entre as particulas), transporte mais seletivo, areia fina a siltes. Glaciais (transporte pelo gelo): material escorre de pontos mais elevados para mais baixos, bastante heterogêneo, não seletivo, formato poliédrico dos grãos. Culovionarios (transporte pela gravidade): sem seletividade, grãos poliédricos. 9. Descreva o perfil de intemperismo de um solo residual e as principais características de cada camada. Resp.: 1-A: eluviação (exportação de finos), arenosa, matéria orgânica 1-B: iluviação (importação de finos), agentes cimentantes. 1-C: evidencias da rocha mãe, juntas, falhas, minerais (saprólito) 2-A: pedaços não intemperados com intemperismo avançado em fissuras e falhas (areias), mais permeável. 2-B: inicio da intemperização, algumas alterações nas fissuras (abertura das juntas por meio do relaxamento de tensões) 3: rocha sã 10. De que forma o processo de intemperismo age sobre o solo/rocha? Resp.: Ação simultânea de agentes químico e físicos que decompõe e desintegra, respectivamente, a rocha dando origem ao solo. Intemperismo químico: Decomposição. oxidação, hidratação e carbonatação. Origina o solo fino. Intemperismo físico: Desagregação. água, temperatura, vento, vegetação, animais, chuva, etc. Origina o solo grosso.

  • Coloca-se o material na porcelana, adiciona-se água destilada e homogeniza a pasta, durante 15 a 30 minutos, tentando tirar as bolhas de ar existentes;
  • Transferir parte da mistura para a concha do aparelho de Casagrande, de forma que a espessura na parte central seja cerca de 10mm;
  • Retomar o excesso do material para a porcelana;
  • Passar o cinzel perpendicularmente à superfície da concha, de forma a dividir a massa do solo em duas partes;
  • Girar a manivela ou ligar o aparelho numa razão de 2 voltas por segundo, até a ranhura se fechar ao longo de um comprimento de 1,3 cm aproximadamente. Anotar o número de golpes. Transferir o material daquele trecho que se uniu (1,3cm) para uma cápsula de alumínio e levar à estufa, para determinação da umidade.
  • Repetir o processo para diferentes teores de umidade;
  • Traçar gráfico h x número de golpes;
  • Determinar o teor de umidade correspondente a 25 golpes. 15. Que testes expeditos podemos utilizar para caracterizar os solos grossos? e os solos finos? Resp.: Para os solos grossos podemos utilizar os testes de peneiramento. Para os solos finos podemos utilizar os testes de sedimentação.

CLASSIFICAÇÃO

16. Quais os requisitos básicos que devem satisfazer uma classificação de solos? Resp.: (a) Os termos para discrição e denominação dos grupos devem ser simples e de fácil lembrança; (b) As divisões devem ser fechadas. Um solo não pode pertencer a dois grupos diferentes; (c) Simbologias empregadas devem ser simples e tradicionais; (d) Deve-se evitar terminologias ambíguas; (e) Devem ser baseadas em índices simples (granulometria e limites). 17. O que caracteriza os sistemas de classificação de solos HRB e o Sistema Unificado (SUCS). Resp.: HBR: classifica-se de A-1 até A-7, proposta com finalidades rodoviárias, baseia-se em analises granulométricas, limites de liquidez e índices de plasticidade. O Índice de grupo é um numero inteiro com intervalo de variação de 0 a 20. A1 ~ A3 Grupos granulares (subleito rodoviário) A4 ~ A7 Solos finos (não servem para pavimentação rodoviária) A8 Solos orgânicos (incluido mais tarde) SUCS: Possui 15 subgrupos denominados sempre com um par de letras em inglês; representado por 9 siglas: G - Pedregulho S – Areia C – Argila M – Silte W – Bem granulado (solos grossos) P – Mal granulado (Solos grossos) O – Orgânico L – Baixa plasticidade H – Alta Plasticidade Os grupos são classificados baseados em granulometria, coeficiente de curvatura, coeficiente de conformidade, limites de liquidez e índice de plasticidade.

25. Considerando duas amostras de solos: A-1 e A-4 (segundo classificação de solos HRB). (a) Qual dos dois seria mais indicado para uma base de uma rodovia? (b) Descreva o que você espera destes tipos de solos? (c) Qual seria a provável classificação para este solo no sistema SUCS? Resp.: (a) O solo A-1, pois é um solo granular que é indicado para utilização em sub-leito rodoviário. b) Grupo A-1: Mistura bem graduada (PEDRA E PEDREGULHO, AREIA E LIGANTE OU NÃO, FRACAMENTE PLASTICO) bom ligante IP > 6% Grupo A-4: Material Siltoso, não plástico ou moderamente plástico, precário quanto ao inchamento devido as chuvas, LL <= 40 % C) A-1 equivalente a GW: bem graduado, pedregulho, pedra ou areia A-4 equivalente a ML: Silte de baixa plasticidade 26. Um solo é classificado como GP no Sistema Unificado (SUCS). (a) Qual seria a provável classificação para este solo no sistema HRB. (b) Como você descreveria este solo e quais as principais características granulométricas. (c) Dados dois diâmetros efetivos Def=0,02 e Def=2, qual seria o mais provável para este tipo de solo, por que? a) Grupo A- b) Mal graduado, predominando pedregulhos, +50% retido na peneira 2mm, IP > 6, pouca presença de finos, e quanto menor o D10, mais bem graduado é o solo C) Def=

INDICES FÍSICOS

  1. Uma amostra de solo saturado possui volume de 0,002 m^3 , massa de 5,0 Kg e porosidade de 0,40. Determinar para esta amostra o índice de vazios e as massas específicas do solo aparente seca, real dos grãos e aparente total. e= VV/vs= n/1-n=VV/VS= 0,4/1-0,4=0,8/Vs = Vs= 1,2kg. e=(vt-vs)/vs=( 5-1,2)/1,2= 3.

YA=MA/VA= MA=VAYA= 1(MT-MS)=(5-1,2)= MA=3,8KG

Yg=MS/VS= (5-3,8)/1,2=1 DM³ Ms=(MT-ma)= 5-3,8=1,2 KG YS=ms/VT= 1,2/2=0,6 KG/dm³ Yt=Mt/Vt=5/2=2,5dm².

  1. Uma amostra de solo possui massa de 30 Kg e seu teor de umidade é de 29%. Calcule: (a) a quantidade de água que se deve adicionar à amostra para que o teor de umidade aumente para 39,5%; (b) a quantidade de água que se deve retirar da amostra para que o teor de umidade fique reduzido para 22,5%. H%=Ma1/Ms x 100 = 0,29 = Ma1 / 30 - Ma1 = Ma1 = 6,74kg Ms=Mt-Ma1= 23,26kg 39,5=Ma2/23,26100 Ma2=9,20 kg DM=Ma2-Ma1= 9,20-6,74=2,44 kg 22,5=Ma3/Ms100= 22,5=Ma3/23,26*100= Ma3= 5,23 kg

Montmorilonitas: União formada alternando uma unidade Al entre duas de Si, estrutura expansiva (fraca união entre camadas) e instáveis (grande variação volumétrica, retração ao secar).