APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA - dcc.ufpr.br · 08/03/2018 1 TC-033 LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS Prof. Caroline Tomazoni APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA Programaçãodas aulas
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TC-033 LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS
Prof. Caroline Tomazoni
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINAProgramação das aulas/ Avaliações/ Bibliografia do Curso/ Aulas Práticas
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1. Programação de aulas
TOTAL 14 AULAS
1º. BLOCO: Propriedades de identificação dos solos
+ Compactação
3 AULAS TEÓRICAS
3 AULAS PRÁTICAS
1 PROVA
2º. BLOCO: Propriedades hidráulicas +
Propriedades mecânicas(resistência e
compressibilidade)
3 AULAS TEÓRICAS
3 AULAS PRÁTICAS
1 PROVA
1. Programação de aulas
DATA ASSUNTO28/02 AULA 1 – TEÓRICA
Apresentação da disciplina/ Identificaçào dos Solos/ Distribuição Granulométrica/ Umidade
07/03 AULA 2 – TEÓRICANoções de índices físicos/ Índices de consistência (Limites de Atterberg) - Ensaios de LL, LP e LC
14/03 AULA 3 – TEÓRICANoções de compactação de solos/ Ensaios de peso específico natural, compactação e CBR
21/03 AULA 4 – PRÁTICA Ensaios de plasticidade (LL e LP)
28/03 AULA 5 – PRÁTICA Ensaios de compactação (Proctor e CBR)
04/04 AULA 6 – PRÁTICAEnsaios de granulometria (peneiramento e sedimentação)
11/04 AULA 7 - PROVA
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DATA ASSUNTO18/04 AULA 8 – TEÓRICA
Noções de permeabilidade/ Ensaios de permeabilidade à carga constante e variável25/04 AULA 9 – TEÓRICA
Noções de compressibilidade/ Ensaio de adensamento02/05 NÃO TEM AULA (SEMANA DIA DO TRABALHO)09/05 AULA 10 – TEÓRICA
Noções de resistência/ Ensaios de cisalhamento direto e triaxial16/05 AULA 11 – PRÁTICA
Ensaio de adensamento23/05 SEMANA ACADÊMICA – NÃO TEM AULA30/05 NÃO TEM AULA (SEMANA CORPUS CHRISTI)06/06 AULA 12 – PRÁTICA
Ensaio de compressão simples13/06 AULA 13 – PRÁTICA
Ensaio de permeabilidade20/06 AULA 14 - PROVA
3. Avaliações
• A avaliação compreenderá duas provas escritas (1o e 2o TEs);
• A nota final corresponde a média das avaliações escritas;
• Todas as provas serão sempre sem consulta, sendo disponibilizadas fórmulas e gráficos quando necessário.
• Nota mínima para aprovação direta: 70
• Nota mínima para realizar o exame final: 40
• Não haverá prova “substitutiva”.
• A participação em aulas práticas e teóricas (realização de exercícios, realização de ensaios, relatórios, etc.) não valerá nota diretamente, mas…
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4. Bibliografia
4. Bibliografia
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
• Fundamentos de engenharia geotécnica, Braja Das• Experimental Soil Mechanics, Jean-Pierre Bardet• ABNT, Normas técnicas específicas para cada ensaio;• Pinto, C.S. (2006), “Curso Básico de Mecânica dos Solos com exercícios resolvidos”, 2ª.
Edição, Ed. Oficina de Textos;• Das, B. (2006), “Fundamentos de Engenharia Geotécnica”, Ed. Thomson;• Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos, J. A. R. Ortigão• Head, K.H. (2006), “Manual of Soil Laboratory Testing”, Third Edition, Whittles
Publishing;• Experimental Soil Mechanics, Jean-Pierre Bardet;• Outros materiais a serem indicados pelos docentes.
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5. Aulas práticas
5.1 INSTRUÇÕES GERAIS
• “EPIs”
• Só será permitida a participação em aula de
alunos adequadamente trajados e calçados
• Sugestão: trazer luvas de latex e guardapó
5. Aulas práticas
5.1 INSTRUÇÕES GERAIS
• Execução dos ensaios
• Não será feita demonstração dos ensaios
• Todos os ensaios serão realizados pelos alunos
• Não serão fornecidos prodecimentos e planilhas de ensaios ao início das aulas
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5. Aulas práticas
5.2 AMOSTRAS PARA OS ENSAIOS
• Turma dividida em dois grupos
• Para quando? 1ª. Aula prática – dia 20/03
• Quantidade de material: ± 8 kg
• Trazer o solo seco!!!!
Grupo 1: areia
Grupo 2: argila
• Não pode ser solo do jardim!!!• Não pode ter raiz!!!• Não pode ser areia de praia!!!!
5. Aulas práticas
5.3 LIMPEZA E ORGANIZAÇÃO DO LABORATÓRIO
• Os laboratórios devem ser entregues limpos e arrumados ao final da aula
• Há vassouras e pás (sugestão: tranzer panos de chão, esponjas…)
• Latas de lixo: exclusivas para material reciclável
• Haverá penalização/ retenção de notas para turmas que não observarem a
limpeza do laboratório ou disposição do lixo/ solo no local correto
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AULA 1Composição granulométricaUmidade
INTRODUÇÃO
• SOLO
• Meio POROSO formado por PARTÍCULAS minerais e matéria orgânica
• Materiais TRIFÁSICOS:
• Grãos (fase sólida)
• “Vazios”(preenchidos por fluidos)
• Água (fase líquida)
• Ar (fase gasosa)
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PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS• Para a caracterização inicial dos solos sob o ponto de vista de engenharia
são determinadas algumas propriedades básicas de identificação dos solos
• Essas propriedades básicas de identificação dos solos são dadas pela
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA (DISTRIBUIÇÃO GRANULOMETRICA) e
pelos INDICES DE CONSISTÊNCIA (LIMITES DE ATTERBERG)
Fração Limites definidos pela ABNT
Matacão de 25 cm a 1 m
Pedra de 7,6 cm a 25 cm
Pedregulho de 4.8 mm a 7,6 cm
Areia grossa de 2 mm a 4,8 mm
Areia média de 0,42 mm a 2 mm
Areia fina de 0,05 mm a 0,42 mm
Silte de 0,005 mm a 0,05 mm
Argila inferior a 0,005 mm
• Conforme já visto, os solos são compostos por partículas de diversos tamanhos
PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS
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• ENSAIOS EXPEDITOS• Realizados em campo – analise
preliminar• Baseados em propriedades
organolépticas – análise tátil visual
PROPRIEDADES BÁSICAS DE IDENTICAÇÃO DOS SOLOS
ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO• Procedidos através de amostras deformadas
AMOSTRAS INDEFORMADASAMOSTRAS
DEFORMADAS
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ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO• Preparação de amostras para ensaios de laboratório
• Destorroar amostra:• Almofariz• Mão de grau
• Obtenção de amostrarepresentativa:• Repartidor de
amostras• Quarteamento
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
• Reconhecimento do tamanho dos grãos que compõem um solo
através de ensaios de laboratório: análise granulométrica
• A análise granulométrica é procedida por dois ensaios:
• Ensaio de peneiramento
• Ensaios de sedimentação
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• O ENSAIO DE PENEIRAMENTO consiste na
agitação do solo previamente seco e
destorroado em um jogo de peneiras padrão,
com aberturas conhecidas
• Durante este processo cada faixa granulométrica
(faixa de tamanhos de grãos) vai sendo retida
com a diminuição progressiva da abertura de
malha das peneiras
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
• A abertura nominal de cada
peneira (abertura da malha) é
considerada como o “diâmetro das
partículas”
• Obviamente, trata-se de um
diâmetro equivalente, pois as
partículas não são esféricas
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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA• O ensaio de peneiramento tem como
limitação a abertura da malha da peneiramais fina, que ainda pode permitir a passagem de partículas com o diâmetromuito menor
• A menor peneira costumeiramenteempregada é a Peneira no. 200 (#200), cujaabertura é de 0,075mm, que praticamentecoincide com a dimensão que separa a areia dos siltes (0,06 mm)
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA:
3 ETAPAS
PENEIRAMENTO GROSSO
SEDIMENTAÇÃO
PENEIRAMENTO FINO
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PENEIRAMENTO GROSSO
PENEIRAMENTO GROSSO
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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
• A técnica da sedimentação é baseada na
Lei de Stokes, segundo a qual a queda de
partículas esféricas em um fluido ocorre
em velocidades proporcionais ao
quadrado dos seus diâmetros
ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃODistribuição Granulométrica da
Fração Fina
! = #$ − #&18 ) * ) +,
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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
• O ensaio de sedimentação consiste em
determinar a densidade (por meio de um densímetro) de partículas em suspensão
em água colocadas em repouso.
• No instante que a suspensão é colocado
em repouso, a sua densidade é igual ao longo de toda a profundidade
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
• Quando as partículas maiores
decantam, a densidade na parte superior do frasco diminui
• Pela Lei de Stokes, é possível relacionar a variação de
densidade no tempo com a porcentagem de grãos menores a
determinado diâmetro
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PENEIRAMENTO FINO
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• A representação gráfica final do resultado
final da análise granulométrica é conhecida
como CURVA GRANULOMÉTRICA e é obtida
plotando-se o diâmetro das partículas no
eixo das abcissas em escala logarítmica. As
porcentagens de correspondentes de
partículas passantes para cada diâmetro é
marcado no eixo das ordenadas em escala
linear
COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
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COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA• Conhecida a distribuição granulométrica do solo, pode-se determinar a porcentagem
correspondente a cada uma das frações anteriormente especificadas
• As mesmas designações usadas para expressar as frações granulométricas de um
solo são empregadas para designar os próprios solos
• Por exemplo, diz-se que um solo é uma argila quando há a predominância da fração
argila, ainda que contenha partículas com diâmetros correspondentes às fraçõessilte e areia
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0,002 mm
83% argila
7% silte
10% areia
0,06 mm 2 mm
48% silte
12% argila
35% areia
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0,06 mm 2 mm
UMIDADE
UMIDADE
NATURAL
HIGROSCÓPICA
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UMIDADE NATURAL
• Umidade que um solo possui, na forma em que ele se encontra na natureza
ℎ = #$#%× 100
Onde:h = umidade (%)Pa = peso de águaPs = peso do solo seco (ou seja, apenas os grãos)
UMIDADE NATURAL
• Determinação: ensaio de secagem em estufa (NBR 6457/1986 ABNT)
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UMIDADE NATURAL
UMIDADE HIGROSCÓPICA
• Umidade que um solo exibe quando seco ao ar
• Quanto mais argiloso: maior umidade higroscópica
• Procedimento de ensaio: similar ao da umidade natural
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