Lista 2 CET 111 - Primeira unidade PDF

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CET 111 – MECÂNICA DOS SOLOS I EXERCÍCIOS

Quais os índices físicos que podem ser determinados em laboratório? Descreva os métodos utilizados para suas determinações. Qual o interesse prático em se determinar os índices físicos dos solos?

Elaborar expressões para o índice de vazios, porosidade e massa específica dos sólidos em função de , w e Sr.

Calcular a porosidade, n, para um solo que apresenta Sr= 60%,

s=

2,75 g/cm3 e w=

15 %. Qual é a massa específica natural desse solo? Resposta: n = 40,76 %, = 1,87 g/cm3

Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso apresenta altura H = 12,5 cm, diâmetro d = 5,0 cm e massa m = 478,25 g a qual, após secagem, reduz a 418,32 g. Sabendo-se que a massa específica dos sólidos,

s,

é 2,7 g/cm 3, determinar:

a) A massa específica aparente seca ( d); b) O índice de vazios (e); c) A porosidade (n); d) O grau de saturação (Sr); e) O teor de umidade (w).Resposta:

d

= 1,704 g/cm3 ; e = 0,584; n = 36,88%; Sr = 66,21

%; w = 14,33 %;

Uma amostra de solo apresenta n= 48 %, w= 21 % e demais índices físicos.

s=

2,67 g/cm 3. Calcular os

3

Uma amostra de argila saturada apresenta massa de 104,75 g, o volume de 80,00 cm

e índice de vazios de 4,00. Depois de seca ela possui um volume de 30,00 cm3. Calcular a porosidade, a massa específica dos sólidos e a redução de volume que sofrerá uma amostra desta argila com massa de 250,00 g. Resposta:

s

= 2,55 g/cm 3;

w = 157,05 %.

Uma lama é colocada em um reservatório para deposição dos sólidos. Após a sedimentação total, uma amostra indeformada do sedimento é retirada tendo o volume de 36,0 cm3 e massa de 53,0 g. Após a secagem em estufa a amostra pesou 26,5 g. Determinar: a) Peso específico dos sólidos. b) Índice de vazios e a porosidade da lama. Resposta:

s

= 2,79 g/cm3 ; e =2,789; n =

73,61 %.

Sabe-se que emáx = 1,20 e emin = 0,42 para uma areia. Classificar uma areia, quanto à compacidade, sabendo-se que uma cápsula com uma amostra da areia saturada cuja massa foi de 68,959 g e que depois de seco o conjunto (solo e cápsula) passou a ter a massa de 62,011 g. A tara da cápsula é de 35,046 g e o valor do peso específico dos sólidos,

s,

é igual a 26,00 kN/m3 . Calcular a porosidade, o teor de umidade e o peso

específico aparente seco. Resposta: Dr = 66,28 %; e = 0,683; w = 25,76%; n = 40,58; d

= 15,45 kN/m3 ;

A compactação de aterros exige um controle de teor de umidade de suas camadas. Este controle pode ser feito no campo por processos práticos: a) Método da frigideira: o solo seco é obtido pela secagem do solo úmido em um conjunto fogão frigideira. b) Método do álcool: o solo seco é obtido ateando fogo a uma mistura de solo úmido + álcool. Um operador realizou um controle, para a mesma amostra da última camada do aterro, por meio dos dois processos. Se os valores pelo método do álcool são:

f = 33,2% e

f e

obtidos pelo método da frigideira e

= 36,2%, respectivamente, dizer e justificar

qual deles é o mais confiável, já que

g/cm e e

s

Resposta: método da

frigideira. A questão acima está correta, comparem os dois métodos por meio do grau de saturação.

Uma amostra indeformada de um solo apresenta porosidade n = 52%, grau de = 1,58 g/cm3 . Determinar

saturação Sr = 86% e massa específica

s

e,

d.

Calcular a quantidade de solo e de água que devem ser utilizados para moldar um corpo de prova cilíndrico de 10,0 cm de diâmetro e 20,0 cm de altura, sabendo-se que o solo se encontra com um teor de umidade de 9% e que o corpo de prova deverá ter

=

2,05 g/cm3 e w = 18%. Resposta: m solo = 2974,46 g; mágua= 245,60 g. Admitindo um valor apropriado para o

s,

determinar , , ,

d

, para uma areia fina,

cujo teor de umidade é 30% e o grau de saturação é de 80%. Calcular a quantidade de água que é necessário adicionar a 1000 g de um solo cujo teor de umidade é de 10% para que esse teor de umidade aumente de 5%. Resposta: Mw = 45,45 g Uma amostra de argila saturada com altura de 6,5 cm e diâmetro de 2,5 cm foi comprimida até a sua altura baixar, 1,85 cm com diâmetro constante. O índice de vazios inicial é de e 0 = 1,42 e massa específica dos grãos

s

= 2,82 g/cm 3 . Admitindo que a água

seja incompressível e que a compressão do corpo-de-prova se dê pela expulsão da água dos vazios, determine o novo índice de vazios e a variação do teor de umidade. Resposta: e final = 0,731; ∆ w = 24,43%.

Em uma amostra de 325 g de solo que tinha um teor de umidade w = 17,2% adicionou-se água de tal forma que w passou a 25,6%. Qual foi o acréscimo de massa da amosta? Resposta: ∆ m = 23,29 g. Um solo cujo

= 1,95 g/cm3 e w = 14,0% foi deixado secar até que

= 1,88 g/cm 3.

Admitindo que não houve variação de volume, qual será o novo teor de umidade desse solo? Resposta: W = 9,91%.

Determinar o grau de saturação para um solo que apresenta g/cm3 e

3 , /cm

s

= 2,67

= 21%. Resposta: Sr = 53,67%.

Deseja-se construir um aterro com volume de 100000 m3 , área de empréstimo apresenta um solo com

s

= 17,66 kN/m3, w = 15%. A

= 26,49 kN/m3 e n = 58%. Qual o volume a

ser escavado para se construir o citado aterro? Resposta: V = 138029m³. Montar um gráfico que mostre a variação do índice de vazios com o teor de umidade para

s

= 2,67 g/cm 3 e Sr = 100%. Interpretar o gráfico imaginando que os valores de teor

de umidade podem ser limites de liquidez de vários solos. O teor de umidade de um solo saturado é de 40%. Se

s

= 2,65 g/cm 3 . Calcule , o

índice de vazios (e) e a porosidade (n). Resposta: e = 1,060; n = 51,5%;

= 1,80

g/cm³ Calcular o índice de plasticidade de uma argila que apresenta os seguintes índices físicos na condição saturada:

Resposta: IP = 6,68% Lembrando que LL e LP são teores de umidade do solo. 3 Uma amostra de areia seca enche um cilindro metálico de 200 cm e pesa 260 g. Se s=

2,60 g/cm 3 , calcule ,

e . Resposta: e = 1,001; n = 50%;

= 1,30 g/cm³.

Para um solo parcialmente saturado apresentando e = 1,200, w = 30% e kN/m3 , calcule , , Sr e n. Resposta: = 15,42 kN/m3;

Créditos: Prof. Benedito de Souza Bueno (in memoriam) Prof. Cláudio Henrique de Carvalho Silva Prof. Paulo Sérgio de Almeida Barbosa Danilo de Sá Viana Rezende

d

s

= 26,09

= 11,86 kN/m3 ; Sr = 66,5%; n = 54,54%....