relatorio 3 analise granulometrica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CAMPUS DE CRATEÚS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Disciplina: CRT0061- Mecânica dos Solos I
ALICIA CARDOSO DE OLIVEIRA
ANTONIO EVERTON CARNEIRO FERNANDES
ARÃO NASCIMENTO GOMES
FRANCISCO FLORIANO OLIVEIRA BEZERRA
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
CRATEÚS
1
2024
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................................2
2. OBJETIVO DA ATIVIDADE.................................................................................................3
3. MATERIAIS E MÉTODOS................................................................................................... 4
3.1 Materiais utilizados.......................................................................................................... 4
3.2 Métodos utilizados...........................................................................................................4
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................... 8
5. REFERÊNCIAS................................................................................................................. 16
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1. INTRODUÇÃO
A granulometria, ou análise granulométrica dos solos, é uma das principais
técnicas utilizadas na caracterização dos solos, sendo fundamental para compreender suas
propriedades e comportamento. Essa análise consiste no estudo da distribuição das dimensões
dos grãos presentes em um solo, determinando as dimensões das partículas do agregado e
suas respectivas porcentagens de ocorrência, em massa. Esse estudo pode ser conduzido por
meio de dois métodos principais: peneiramento e sedimentação.
Em solos com predominância de partículas grossas, como areias e pedregulhos,
que possuem pouca ou nenhuma quantidade de finos, a curva granulométrica pode ser
estabelecida exclusivamente pelo peneiramento. Por outro lado, em solos com quantidades
significativas de finos, é necessário realizar uma análise mais minuciosa, combinando os
métodos de peneiramento e sedimentação.
A técnica de sedimentação se baseia na Lei de Stokes, que descreve a velocidade
de queda de partículas esféricas em um fluido. Essa velocidade atinge um valor limite que
depende do peso específico do material da partícula, do peso específico do fluido, da
viscosidade do fluido e do diâmetro da partícula.
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2. OBJETIVO DA ATIVIDADE
O objetivo deste trabalho é investigar a distribuição granulométrica e
representá-la por meio de uma curva, possibilitando a determinação de suas características
físicas. Todo o experimento foi conduzido de acordo com a norma vigente NBR 7181/16 -
Solo - Análise Granulométrica.
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3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais utilizados
● Almofariz;
● Proveta de vidro;
● Balança;
● Escova com cerdas metálicas;
● Estufa;
● Peneiras de 50, 38, 25, 19, 9.5, 4.8, 2.0, 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15 e
0,075 mm;
● Densímetro de bulbo simétrico;
● Cápsulas metálicas;
● Tampa e fundo para o conjunto de peneiras;
● Bandejas metálicas;
● Repartidor de amostras;
3.2 Métodos utilizados
Inicialmente em laboratório, foi repartido um pouco do solo coletado em
campo para os alunos realizarem o processo de destorroamento com o almofariz, manuseando
com o auxílio da mão de grau, a fim de deixar a amostra de solo mais uniforme.
Figura 1
Fonte: Elaborado pelo autor.
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Após o processo de destorroamento do material foi transferido o mesmo para o
repartidor de amostras para obter-se uma amostra com peso de 4 kg para uma análise
mais precisa do solo.
Figura 2
Fonte: Elaborada pelo autor.
A amostra foi posta em uma peneira com malha de 2.0 mm e foi realizado o
peneiramento a fim de obter apenas grãos maiores que a malha da peneira com o auxílio da
escova de cerdas metálicas. Do material que ficou retido foi levado para lavar a fim de
eliminar o material fino aderente, após a lavagem os mesmo foram levados para a estufa.
Figura 3 Figura 4
Fonte: Elaborada pelo autor.
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Figura 5 Figura 6
Fonte: Elaborada pelo autor.
Após o processo acima, foi levado o material retirado da estufa junto com o
resto que sobrou do peneiramento na malha de 2.0 mm para o peneiramento grosso do solo
nas peneiras de 50, 38, 25, 19, 9.5 e 4.8 mm, e foi pesado o material retido em cada uma das
peneiras. Posteriormente foi pegado o material que ficou no fundo do peneiramento grosso e
levado para o peneiramento fino com as peneiras de 1.2, 0.6, 0.42, 0.25, 0.15 e 0.075 mm e
também pesado o que ficou retido em cada umas das peneiras e anotado os valores.
Figura 7 Figura 8
Fonte: Elaborada pelo autor.
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3.2.1 Métodos utilizados
SEDIMENTAÇÃO
Vale salientar que após todo o procedimento de peneiramento, foram separados 120
gramas de solo fino para ser feito o processo de sedimentação. Na prática em questão não foi
possível realizá-la presencialmente por questão de tempo, então foi observado como se
comporta o solo imerso dentro da proveta de vidro após 12 horas.
Figura 9
Fonte: Elaborado pelo autor
Sobre o experimento:
Após o peneiramento, o material passado na peneira de 2 mm, pega-se a
mistura de 120g e foi transferida para a proveta para ocorrer a sedimentação que
consiste em deixar as partículas da mistura se acalmarem e as de maior densidade
irem para o fundo. O solo é transferido para um béquer e é feita a mistura com a
solução de hexametafosfato de sódio com o auxílio de uma proveta, como
defloculante, agitar e manter em repouso por no mínimo 12 horas. É importante frisar
que dentro da proveta é adicionado o densímetro de bulbo simétrico para a determinar
a densidade de suspensões sedimentadas, onde partículas sólidas podem estar
presentes. O bulbo simétrico ajuda a garantir uma medição precisa, independente da
orientação do densímetro na suspensão.
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Figura 10 Figura 11
Fonte: Elaborado pelo autor
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados sobre a umidade higroscópica da amostra do solo argiloso arenoso foi
registrada a seguir.
Foi utilizado a fórmula da umidade higroscópica para a construção da tabela.
𝑤 = (𝑀𝐵𝑈 −𝑀𝐵𝑆)(𝑀𝐵𝑆 − 𝐶á𝑝) × 100 
Tabela 1 - Umidade Higroscópica da Amostra do solo 1.
Cápsula n° 25 40 54
z Massa da cápsula (g) 9,03 8,32 8,95
MBU Massa Bruta Úmida (g) 31,96 31,02 32,42
MBS Massa Bruta Seca (g) 30,46 29,56 30,93
w Umidade Higroscópica (%) 7,00 6,87 6,78
Média 6,88
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Fonte: elaborado pelo autor.
Além dos dados anteriores, foram obtidas as seguintes informações acerca do
material seco retido na peneira de 2mm, do material úmido e da massa total.
Foi utilizada a fórmula:
𝑀𝑠 = (𝑀𝑡 − 𝑀𝑔)(100 + 𝑤) × 100 + 𝑀𝑔
Tabela 2 - Massas da amostra do solo 1.
Mt Massa da amostra seca em temperaturaambiente (g) 4008,1
Mg Massa do material seco retido na peneira de2,00 mm pós-lavagem (g) 622
Ms Massa total da amostra seca (g) 3790,0
Mu Massa do material úmido submetido aopeneiramento fino (g) 121,69
Fonte: elaborado pelo autor.
A seguir, foi registrado a análise granulométrica da amostra, que foi analisada
pela porcentagem passante nas peneiras.
Foram utilizadas as seguintes fórmulas:
𝑄𝑔 = (𝑀𝑠 − 𝑀𝑟) 𝑀𝑠 × 100
𝑄𝑓 = 𝑀𝑢 × 100 − 𝑀𝑟 ×(100+𝑤)𝑀𝑢 × 100 × 𝑁
Onde:
N = % passante # 10
Tabela 3 - Análise Granulométrica da Amostra do solo 1.
Peneiramento Peneiras (mm) Massa retida (g) Massa retidaacumulada Mr
Porcentagem
que passa(%)
Grosso
50,8 0 0 100
38,1 0 0 100
25,4 0 0 100
19,1 67,2 67,2 98,23
9,5 93,8 161 95,75
4,8 175,4 336,4 91,12
2 278,6 615 83,77
Fino
1,2 5,8 5,8 79,51
0,6 17,6 23,4 66,56
11
0,42 10,7 34,1 58,68
0,3 9,4 43,5 51,77
0,15 23,6 67,1 34,40
0,075 12,3 79,4 25
Fonte: elaborado pelo autor.
A distribuição granulométrica é importante para determinar a distribuição do
tamanho das partículas que compõem o solo, visto que isso influencia diretamente as
propriedades do solo.
A distribuição foi representada graficamente no gráfico a seguir:
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Gráfico 1 – Curva de distribuição granulométrica do solo 1.
Fonte: elaborado pelo autor.Para uma melhor análise, foi feito o mesmo experimento com outra amostra de
solo. Os dados a respeito desse outro procedimento estão representados a seguir.
Tabela 4 - Umidade Higroscópica da Amostra do solo 2.
Cápsula n° 1 13 31
z Massa da cápsula (g) 8,7 9,3 8,6
MBU Massa Bruta Úmida (g) 36,25 35,11 35,41
MBS Massa Bruta Seca (g) 35,26 34,2 34,43
w Umidade Higroscópica (%) 3,73 3,65 3,79
Média 3,73
Fonte: elaborado pelo autor.
Segue os dados a respeito da massa do material seco retido na peneira de 2mm,
do material úmido e do total.
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Tabela 5 - Massas da amostra do solo 2.
Mt Massa da amostra seca em temperaturaambiente (g) 4003,2
Mg Massa do material seco retido na peneira de2,00 mm pós-lavagem (g) 2009,6
Ms Massa total da amostra seca (g) 3931,6
Mu Massa do material úmido submetido aopeneiramento fino (g) 120,88
Fonte: elaborado pelo autor.
Além dos dados apresentados anteriormente, foi feita a análise granulométrica da
amostra de solo do outro experimento.
Tabela 6 - Análise Granulométrica da Amostra do solo 2.
Peneiramento Peneiras (mm) Massa retida (g) Massa retidaacumulada Mr
Porcentagem
que passa(%)
Grosso
50,8 0 0 100
38,1 107,05 107,05 97,28
25,4 311,14 418,19 89,36
19,1 254,34 672,53 82,89
9,5 608,54 1281,07 67,42
4,8 448,24 1729,31 56,02
2 279,35 2008,66 48,91
Fino
1,2 3,76 3,76 47,33
0,6 5 8,76 45,23
0,42 2,05 10,81 44,37
0,3 1,74 12,55 43,64
0,15 3,67 16,22 42,10
0,075 6,54 22,76 39,36
Fonte: elaborado pelo autor.
A análise foi representada graficamente a seguir:
Gráfico 2 – Curva de distribuição granulométrica da solo 2.
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Fonte: elaborado pelo autor.
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Gráfico 3 – Curva de distribuição granulométrica a método de comparação.
Fonte: elaborado pelo autor.
Note que a curva do solo 2 tem uma predominância de partículas de diâmetro 0,1
mm a 1mm. Portanto, ele não é um solo bem graduado, como consequência o solo não terá
um comportamento adequado, o que irá influenciar diretamente nas suas propriedades físicas.
O solo 1, em comparação com com o solo 2, é bem melhor. Pois ele é um solo
bem graduado, tem partículas com diâmetros diferentes, o que vai garantir o preenchimento
de vazios e consequentemente um solo mais compacto e com propriedades físicas adequadas.
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5. CONCLUSÃO
Após a realização dos ensaios de sedimentação e peneiramento conforme as
normas NBR 7181/16, a curva granulométrica completa do solo estudado foi obtida. A
análise dos resultados revelou que o solo 2 apresenta uma predominância de partículas com
diâmetros entre 0,1 mm e 1 mm, indicando que não é bem graduado, o que compromete seu
comportamento e influencia diretamente em suas propriedades físicas. Por outro lado, o solo
1 é consideravelmente melhor, pois é bem graduado, com partículas de diferentes diâmetros,
o que contribui para o preenchimento de vazios e resulta em um solo mais compacto e com
propriedades físicas mais adequadas.
Embora existam possíveis fontes de erro nos resultados, a curva granulométrica
obtida está dentro do esperado, representando um solo fino e bem graduado. Esses dados
ressaltam a importância da análise granulométrica na caracterização dos solos e na
determinação de suas propriedades físicas.
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REFERÊNCIAS
Análise granulométrica. - Portal Embrapa. Disponível em:
<https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1087262/analise-granulomet
rica#:~:text=Resumo%3A%20A%20an%C3%A1lise%20granulom%C3%A9trica%20visa>.
Análise Granulométrica. [s.l: s.n.]. Disponível em:
<https://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1922320/LOM3071/P1-5-Analise%20Granul
ometrica.pdf>.
Análise Granulométrica do Solo - Ensaios Geotécnicos - O Objetivo e as Frações de Solo.
Disponível em:
<https://www.suportesolos.com.br/blog/analise-granulometrica-do-solo-ensaios-geotecnico
s-o-objetivo-e-as-fracoes-de-solo/71/>.