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Capítulo 1 - Introdução

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental Centro de Tecnologia Universidade Federal da Paraíba. Capítulo 1 - Introdução. Capítulo 2: Origem e Formação. Capítulo 3: Propriedades da Partícula. Capítulo 4: Índices Físicos. Curso: Engenharia Civil

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Capítulo 1 - Introdução

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  1. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental Centro de Tecnologia Universidade Federal da Paraíba Capítulo 1 - Introdução Capítulo 2: Origem e Formação Capítulo 3: Propriedades da Partícula Capítulo 4: Índices Físicos Curso: Engenharia Civil Disciplina: Mecânica dos Solos I Professor: Dr. Celso Augusto Guimarães Santos www.ct.ufpb.br/pos/engurbana/solos

  2. 2/14 Capítulo 1: Introdução • Primeiros Estudos dos Solos: Egito, Babilônia, China, etc. • Grandes acidentes (Séc. XIX): Panamá, EUA, Suécia e Alemanha • A Mecânica dos Solos (1925) • Outras Ciências da Terra: • Mineralogia, Petrologia, Geologia Estrutural ou Tectônica, Geomorfologia, Geofísica, Pedologia, Mecânica das Rochas, Hidrologia e Meteorologia. • Geotécnica: Combina uma geologia, mais observada do ponto de vista físico, e uma Mecânica dos Solos, mais ligada aos problemas geológicos. • Definição • É a aplicação das leis da mecânica e da hidráulica aos problemas de engenharia relacionados com os sedimentos.

  3. 3/14 Capítulo 2: Origem e Formação • Origem e Formação dos Solos: intemperismo das rochas • Pedologia: Ciência que estuda as camadas da crosta • Tipos: Solos Residuais, Sedimentares e Orgânicos • Composição Química e Mineralógica • Grossos: silicatos, óxidos, carbonatos e sulfatos • Finos: caolinitas, montmorilonitas e ilitas • (Silício - Si e Alumínio - Al)

  4. 4/14 Capítulo 2: Minerais Argílicos Caolinitas Montmorilonitas Ilitas Si + + Al Íons não permutáveis Íons permutáveis

  5. 5/14 Capítulo 2: Origem e Formação • Superfície Especifica: soma das superfícies na unidade de volume. • Para o caso de uma partícula esférica:

  6. 6/14 Capítulo 2: Origem e Formação • Superfície Especifica: Para os minerais argílicos: • Caolinita: 8 m2/g • Ilita: 80 m2/g • Montmorilonita: 800 m2/g

  7. 7/14 Capítulo 3: Propriedades da Partícula • Natureza • Peso Especifico das Partículas: gg = Ps/ Vs • Densidade relativa: d = gg / ga (quartzo: d = 2,67) • Forma das Partículas • Arredondadas • Lamelares • Fibrilares • Atividade da Superfície dos Solos Finos: A = IP / %<0,002mm • A < 0,75: inativa, 0,75 < A < 1,25: normais, A > 1,25: ativas • Bentonitas: Argilas ultra-finas • Tixotropia: Amassando e repousando a fração fina, a massa adquire, com o tempo, maior coesão.

  8. 8/14 3-7 Granolometria

  9. 8/14 Capítulo 3: Propriedades da Partícula • Granulometria • Pedregulho: 76 e 4,8 mm • Areia: 4,8 e 0,05 mm • Silte: 0,05 e 0,005 mm • Argilas: < 0,005 mm • Curva Granulométrica: Bem graduado, uniforme, grad. aberta • Diâmetro Efetivo: d10 • Coeficiente de Uniformidade: Cu = d60/d10 • Muito uniforme: Cu < 5 • Uniformidade media: 5 < Cu < 15 • Desuniforme: Cu > 15 • Coeficiente de Curvatura: Cc = d302/(d60 d10)

  10. 9/14 Capítulo 3: Propriedades da Partícula • Peneiras • 200, 140, 120, 100, 80, 70, 60, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 7, 6, 5, 3/16”. • Para solos finos (< 0,074 mm): Sedimentação • Equivalente de Areia: EA = h/H • Classificação Trilinear dos Solos • Correção Granulométrica • Processo Algébrico • Processo do triângulo • Construção gráfica de Rothfuchs

  11. 10/14 Capítulo 3: Correção Granulométrica De imediato estabelecem-se as seguintes equações: X1a1 + X2a2 + X3a3 = A X1b1 + X2b2 + X3b3 = B X1 + X2 + X3 = 1 Resolvido o sistema por elas formado, obtêm-se os valores: X1 = (a2 – a3) (B – b3) – (A – a3) (b2 – b3) (a2 – a3) (b1 – b3) – (a1 – a3) (b2 – b3) X2 = B – b3 – X1(b1 – b3) b2 – b3 X3 = 1 – (X1 + X2) os quais permitirão dosar a mistura para que ela contenha as porcentagens A, B, e C, desejadas.

  12. 11/14 Capítulo 3: Correção Granulométrica A ...................... 100 x y B....................... 100 y (1 – x) C....................... 100 (1 – y) Total................. 100%

  13. 11/14 Capítulo 3: Correção Granulométrica 0’ 100 50 0 %mat. A %mat. B Mat. C %mat. C Mat. B Mat. A Peneiras

  14. 12/14 Capítulo 4: Índices Físicos • Elementos Constituintes de um Solo • 3 Fases: Sólida, Liquida e Gasosa • Água: De constituição, adesiva ou adsorvida,livre, higroscópica, capilar. • Vt = Vs + Vv ou Vt = Vs + Va + Var • Pt = Ps + Pa • Umidade: h = Pa/Ps • Peso Especifico Aparente de um Solo (h ≠ 0): g = Pt / Vt • Peso Especifico Aparente de um Solo Seco (h = 0): • gs = Ps / Vt ou gs = g / (1 + h) • Índice de vazios: e = Vv / Vs • Grau de Compacidade: GC = (emax – enat)/(emax – emin)

  15. 13/14 Capítulo 4: Índices Físicos • ou em função de gs: GC = (gnat – gmin)/(gmax – gmin) (gmax/gnat) • Porosidade: n = Vv / Vt ou n = e / (1 + e) ou e = n/(1-n) • Grau de Saturação: S = Va / Vv • h = eS/d • Para saturação (S = 1): e = hd • Grau de Aeração: A = Var/Vv ou A = 1 – S • Peso Específico de um Solo Saturado: • gsat = (d + e)/(1 + e)ga • Peso Específico de um Solo Submerso: • gsub = (d – 1)/(1 + e)ga ou simplesmente • gsub = gsat – 1

  16. Ensaio de Sedimentação

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