Uma amostra de 1600 g de solo argiloso com peso específico das partículas sólidas de 26,7 kN / m^3 será utilizada para a compactação de um corpo de prova com volume de 800 cm^3, com índice de vazios de 0,850 e grau de saturação de 65%.
Para conhecer a umidade da amostra, uma porção foi colocada em uma cápsula com massa 30,2 g e foi enviada para a estufa. No inicio, a massa do conjunto (solo úmido + cápsula) foi de 53,60 g e, após completa secagem, a massa do conjunto (solo seco+ cápsula) caiu para 51,70 g. Pede-se:
a) volume de água a ser adicionado à amostra para atingir a umidade desejada para o corpo de prova;
b) Massa (em g) e peso (N) usada na confecção do corpo de prova (CP).
c) Quando o corpo de prova absorveu água até a sua completa saturação, ele sofreu um aumento de 10 % no volume, qual será umidade para essa condição.

Passo 1

Beleza, então temos um solo argiloso (mecânica dos solos) e queremos calcular um monte de coisa: teor de umidade, volume de água a adicionar, massa e peso do CP e umidade quando chegar na saturação completa. Vamos usar fórmulas de:
  • Umidade .
  • Relação entre vazios .
  • Grau de saturação .
  • Densidades e pesos específicos ( , ).

Passo 2

Primeiro, mede-se a umidade inicial pela estufa.
Dados do ensaio:
  • Cápsula seca ms = mdc-mc = 51,70 -30,2 =21,50rm,g .
  • Solo+ cápsula úmido mw = mwc-mdc =53,60-51,70 =1,90rm,g .
  • Solo+ cápsula seco wi = mwms = 1,9021,50approx0,0884 = 8,84% .
Então:

Passo 3

Agora o que precisamos pro corpo de prova:
  • Volume total Vs = V1+e = 8,00times10^-41+0,85 =4,3243times10^-4,m^3 .
  • Vazios ms^CP = rhos,Vs =2720 times4,3243times10^-4 approx1,1779rm,kg =1177,9,g .
  • Saturação Vw = Sr,Vv =0,65times3,6757times10^-4 =2,3892times10^-4,m^3 .
  • Peso específico dos sólidos mw^CP = rhow,Vw =1000times2,3892times10^-4 =0,2389rm,kg =238,9,g .
  • Densidade da água wd = mw^CPms^CP = 238,91177,9approx0,203 =20,3% .
  1. Calcula o volume de sólidos :
  1. Massa de sólidos (densidade ):
  1. Volume de vazios .
  2. Volume de água pro grau de saturação dado:
  1. Massa de água no CP:
  1. Umidade desejada:

Passo 4

(a) Volume de água a adicionar na amostra inteira (1600 g) que está a ms,tot = 16001+wi = 16001,0884 approx1470,3rm,g pra chegar em mw,tot,i=1600 -1470,3=129,7rm,g .
  • Calcula massa de sólidos total da amostra:
mw,tot,f = wd;ms,tot =0,203times1470,3approx298,3rm,g
  • Água inicial:
De
  • Água necessária pra :
  • Água a adicionar:
Como de água, dá .

Passo 5

(b) Massa e peso do corpo de prova (usando mCP =1177,9 +238,9 =1416,8rm,g =1,4168;kg , ):
Peso .

Passo 6

© Se o CP incha 10% de volume e chega à saturação total ( mw2 =1000times4,4757times10^-4 =0,4476rm,kg =447,6,g ):
  • Novo volume total w2 = mw2ms^CP = 447,61177,9approx0,380 =38,0% .
  • Volume de sólidos igual, .
  • Novo volume de vazios .
  • Em saturação total . Massa d’água:
  • Umidade final

Resposta

a) 168,6 cm³ de água
b) massa = 1416,8 g; peso ≈ 13,9 N
c) umidade ≈ 38,0 %

Exercícios relacionados