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Índices Físicos
Índices Físicos
• Relações estabelecidas entre as fases presentes no solo de modo a caracterizá-lo quanto às suas condições físicas;
• Fases de um solo: sólida, liquida e gasosa;
• Relações: – Entre Massas (ou Pesos): Teor de umidade
– Entre Volumes: Porosidade, Índice de Vazios e Grau de Saturação;
– Entre Massas (ou Pesos) e Volumes: Massa específica natural, dos sólidos e da água.
Teor de Umidade:
• Ou umidade natural;
• Razão do peso de água (Pa) pelo peso do material sólido (Ps):
Solos úmidos apresentam teores em torno de 60%;
Solos com aparência de secos apresentam conteúdo da ordem de 2 a 3%:
Grau de saturação:
• Razão do volume de água (Va) pelo volume de vazios (Vv):
Importância: permeabilidade, compressibilidade e na resistência à ruptura.
Grau de saturação Denominação
0 – 0.25 Naturalmente seco
0.25 – 0.50 Úmido
0.50 – 0.80 Muito úmido
0.80 – 0.95 Altamente saturado
0.95 - 100 Saturado
Índice de vazios:
• Razão do volume de vazios (Vv) pelo volume de sólidos (Vs):
Valores típicos para areias naturais variam de 0.5 a 0.8;
Solos coesivos de 0.7 a 1.1 (Bowles, 1984)
Uma medida de densidade, uma das características mais importantes de um solo: permeabilidade, a compressibilidade e a resistência a ruptura.
Porosidade:
• Razão do volume de vazios (Vv) pelo volume total (Vs):
Também é uma medida de densidade, mas...
Representa uma medida mais adequada aos estudos de variações volumétricas de solos do que a porosidade, pois, o volume da parte sólida permanece constante.
Porosidade Índice de vazios Denominação
>50 >1 Muito alta
50 – 45 1.0 – 0.80 Alta
45 – 35 0.80 – 0.55 Média
35 – 30 0.55 – 0.43 Baixa
<30 <0.43 Muito baixa
Classificação da porosidade e do índice de vazios nos solos segundo o IAEG (1974)
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Pesos específicos
Peso específico de um solo:
• Definido como a razão entre o peso de um determinado componente das três partes físicas de um solo e o seu volume e, assim, pode-se ter:
• Peso específico natural; • Peso específico dos grãos; • Peso específico da água; • Densidade relativa das partículas; • Peso específico do solo seco; • Peso específico saturado; • Peso específico submerso;
Peso específico da água:
• O peso específico da água varia de acordo com a temperatura e com os sais dissolvidos;
• Adota-se comumente o valor de 1 t/m3 (10 kN/m3), correspondente à densidade da água destilada, à temperatura de 40C;
• Razão entre o peso de uma quantidade de água e o seu volume:
EXERCÍCIOS
• 1. Uma amostra indeformada de solo foi recebida no laboratório. Com ela realizou-se o ensaio para determinação do teor de umidade. A amostra, junto com a capsula pesava 119.2g. Essa amostra permaneceu em estufa a 105º C até a constância de peso (cerca de 18horas), após o conjunto (solo seco mais a capsula) pesava 109.5g. A massa da capsula, chamada “tara”, era de 34.43g. Qual o valor de umidade da amostra?
EXERCÍCIOS
• 2. Uma amostra de areia, no estado natural, pesa 875g e seu volume é igual a 512 cm3. O seu peso seco é 803g e a densidade relativa dos grãos é 2,66 g/cm3. Determine o índice de vazios, a porosidade o teor de umidade e o grau de saturação da areia.
EXERCÍCIOS
• 3. De um corte são removidos 180.000m3 de solo, com um índice de vazios igual a 1,22. Quantos m3 de aterro poderão ser construídos, com um índice de vazios igual a 0,76?
EXERCÍCIOS • 4. Para a construção de uma barragem de terra é
previsto um volume de 300.000 m3 de terra, com um índice de vazios de 0,8. Dispõe-se de três jazidas, designadas A, B e C. O índice de vazios de cada uma delas e a estimativa do custo do movimento de terra até a obra da barragem são indicadas no quadro abaixo:
• Qual a jazida explotável é economicamente mais favorável?
Jazida Índice de Vazios Custo movimento
de terra/m3
A 0.9 R$10,20
B 2.0 R$9,00
C 1.6 R$9,40
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