Exercícios de Índices Físicos

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Exercícios de Índices Físicos
1) Uma amostra de solo saturado tem um volume de 0.028 m3 e massa de 57.2 kg. Considerando que os
vazios estão tomados por água, determinar o índice de vazios, a porosidade e o teor de umidade deste
solo. Considerar Gs = 2.79 e γw = 10 kN/m3.
2) O volume de uma amostra irregular de solo parcialmente saturado foi determinado, cobrindo-se a
amostra com cera e pesando-a ao ar e debaixo d'água. Encontre o γd e o Sr deste solo sabendo que:
 peso total da amostra ao ar = 1.806 N
 peso da amostra envolta em cera, ao ar = 1.993 N
 peso da am. envolta em cera, submersa = 0.783 N
 umidade da amostra = 13.6%
 densidade dos grãos = 2.61
 peso específico da água = 10 kN/m3
 peso específico da cera = 8.2 kN/m3.
3) Uma amostra de solo saturado tem o volume de 0.0396 m3 e massa de 79.2 kg. A densidade real dos
grãos é 2.75.
a) considerando que os vazios estão tomados por água pura, determinar o teor de umidade e o índice
de vazios deste solo.
b) considerando agora que a água dos vazios seja salgada (com os sais totalmente dissolvidos), tendo
o peso específico de 10.1 kN/m3, determinar o peso de água pura, o peso do sal e o índice de vazios
desta amostra
4) Um certo volume de lodo (resíduo industrial) deverá ser estocado em laboratório para deposição de
sólidos. Sabe-se que o lodo contém 20% em peso de sólidos, sendo seu peso específico 11.28 kN/m3.
Após sedimentação total foi retirada uma amostra indeformada do sedimento, tendo um volume de
35.4 cm3 e massa de 50.3 g. Depois de seca em estufa esta amostra teve sua massa alterada para 22.5
g. Determinar o peso específico dos grãos, o índice de vazios do lodo e o índice de vazios do
sedimento.
5) Duas porções de solo (1) e (2) da mesma amostra apresentam respectivamente w1 = 10% e w2 =
25%. Quanto da porção (1) deve ser acrescentado à porção (2) para obter-se a umidade final da
mistura igual a 22% ?
6) Uma camada arenosa de e = 0.60 e Sr = 50%, sofreu o efeito de um terremoto de tal forma que a
espessura desta camada reduziu-se em 3% da espessura inicial. Pede-se o índice de vazios e o grau
de saturação desta areia depois do terremoto.
(Resp.: e = 0.55 ; Sr = 54.3%)
7) Um solo saturado tem um peso específico aparente de 18.83 kN/m3 e umidade de 32.5%. Calcular o
índice de vazios e o peso específico dos grãos do solo. (Resp.: e = 0.89 ; γg = 26.86 kN/m3).
8) Em um solo saturado são conhecidos o peso específico aparente (γ = 20.1 kN/m3) e seu teor de
umidade (w = 23%). Encontre a densidade relativa dos grãos deste solo. (Resp.: Gs = 2.71)
9) Em um solo saturado Gs = 2.55 , γnat = 17.65 kN/m3. Calcule o índice de vazios e a umidade deste
solo. (Resp.: e = 0.94 ; w = 36.8%)
10) A massa de uma amostra de argila saturada é 1526 g. Depois de seca em estufa passa a ser 1053 g. Se
Gs = 2.7, calcule e, n, w, γ, γd. (Resp.: e = 1.21 ; n = 54.8% ; w = 44.9% ; γ = 17.4 kN/m3 ;
γd = 11.9 kN/m3)
11) Em uma amostra de solo parcialmente saturado são conhecidos o γ sub, w, G. Encontre o peso
específico seco, o índice de vazios e o grau de saturação em função das quantidades conhecidas.
12) Um recipiente de vidro e uma amostra indeformada de um solo saturado pesaram 0.674 N. Depois de
seco em estufa o peso tornou-se 0.608 N. O recipiente de vidro pesa 0.344 N e o peso específico dos
grãos do solo é 27.5 kN/m3. Determinar o índice de vazios, a porosidade e o teor de umidade da
amostra original. (Resp.: e = 0.70 ; n = 41.2% ; w = 25%)
13) Por imersão em mercúrio o volume de uma amostra siltosa foi determinado igual a 14.83 cm 3. Sua
massa, no teor natural de umidade era 28.81 g e depois de seca em estufa 24.83 g. O peso específico
dos grãos era 26.5 kN/m3. Calcule o índice de vazios e o grau de saturação da amostra. (Resp.: e =
0.61 ; Sr = 70.6%)
14) Do perfil de terreno mostrado na figura retirou-se uma amostra a 6 m de profundidade. O peso da
amostra foi de 0.39 N e após secagem em estufa foi de 0.28 N. Sabendo-se que Gs = 2.69, pede-se:
w, n, e, γnat, γsub.
(m) 
0 - ───────────────────────────────────────
 ─NA 
2 - ──── Areia 
4 - ────────────────────────────────────────
Argila
8 - ────────────────────────────────────────
(Resp: w = 39%; e = 1.05; n = 51%; γsat = 17.8 kN/m3 ; γsub = 8.0 kN/m3)
15) As amostras A, B ,C e D foram recolhidas por meio da cravação de um cilindro de aço de 1 litro de
volume e massa de 100 g, com paredes suficientemente finas para não alterar o volume inicial da
amostra. Foram tomadas todas as precauções para preservar a umidade da amostra até sua chegada
em laboratório onde foram pesadas dentro do cilindro e depois levadas para uma estufa a 110 C até
obter-se a constância de peso. Obtiveram-se os seguintes resultados: 
AMOSTRAS A B C D
massa da amostra + cilindro (g) 1520 2050 1450 2030
massa da amostra seca (g) 1210 1640 1165 1720
Admitindo-se Gs = 2.65, determinar os pesos específicos aparentes e secos, os teores de umidade, os
índices de vazios e os graus de saturação dessas amostras.
Resp.:
AMOSTRAS A B C D
γ (kN/m3) 13.9 19.1 13.2 18.9
w (%) 17.4 18.9 15.9 12.2
γd (kN/m3) 11.9 16.1 11.4 16.9
e 1.19 0.62 1.28 0.54
S (%) 38.7 81.3 32.8 59.9
16) Escavou-se um buraco em um terreno, retirando-se 1080 g de solo. Logo em seguida preencheu-se
este buraco com 1500 g de uma areia seca com peso específico aparente de 18.63 kN/m3. Calcular o
peso específico seco, o índice de vazios e o grau de saturação deste terreno sabendo-se que de uma
parcela do solo retirado do buraco determinou-se a umidade do terreno em 14% e a densidade real dos
grãos em 2.5. (Resp.: γd = 11.77 kN/m3 ; e = 1.08 ; Sr = 32.3%)
17) 18 - Retirou-se uma amostra a 3 m de profundidade no perfil abaixo, com massa de 18.0 kg e volume
de 0.011 m3. Sabendo-se que a densidade real dos grãos deste solo é 2.69, calcule:
 o peso específico natural;
 o peso específico submerso;
 o índice de vazios;
 a umidade
 a porosidade.
0 - ────────────────────────────────────────────────────────
areia medianamente compacta
2 - ────────────────────────────────────────────────────────
 NA
4 - ───── argila siltosa média
6 - ────────────────────────────────────────────────────────
18) Uma areia tem emax = 0.97, emin = 0.45 e GC = 0.4. Sabendo-se que o peso específico dos grãos é igual
a 25.3 kN/m3, pede-se:
 o γsat e o γd para esta areia tal como se encontra
 a espessura final da camada de areia caso o GC da areia em questão chegue a 0.65 e a espessura inicial
da camada seja 3.0 m.
 os novos valores de γsat e γd para as condições finais do item "b".
(Resp.: a) γsat = 18.60 kN/m3 ; γd = 14.35 kN/m3 - b) Hf = 2.78 m - c) γsat = 19.30 kN/m3 ; γd =
15.50 kN/m3.
19) Retirou-se uma amostra de argila do fundo do mar. Para determinar seu volume, cobriu-se a amostra
com parafina e determinou-se sua massa ao ar e debaixo d'água, obtendo-se:
 massa da amostra ao ar = 12 Kg;
 massa da amostra coberta com parafina ao ar = 13 Kg;
 massa da amostra coberta com parafina debaixo d'água = 3.5 Kg;
Admitindo-se que a água existente nos vazios da amostra tem peso específico de 10.3 kN/m3, pede-
se o peso do sal contido nos vazios da amostra. Considerar:
- peso específico da parafina = 8.2 kN/m3;
- densidade real dos grãos = 2.65.
20) Para construção de uma barragem de terra é previsto um volume de 400.000m3 de aterro com um
índice de vazios de 0.7. Dispõe-se de 3 jazidas com as seguintes características:
JAZIDA
DISTÂNCIA (km) e
A 3 2.0
B 5 0.9
C 4 1.1
Admitindo-se que o preço do transporte do material por km seja igual, qual a jazida economicamente
mais favorável? (Resp.: o custo total do transporte na jazida C é 13% menor que na jazida A e 7%
menor que na B, logo a C é mais viável)
21) Uma amostra de um solo argiloso apresentava os seguintes índices físicos: γnat = 18.5 kN/m3 , γg = 27
kN/m3 e w = 15%. De quantose deve aumentar a umidade desta amostra para que ela fique
completamente saturada ?
(Resp.: w = 9.64%)