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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