Uma amostra de argila saturada com altura H=2,6 cm e diâmetro phi=6,3 cm foi comprimida até altura de 1,92 cm, sem alteração do diâmetro. O peso específico seco inicial era gammad=13,93 kN / m^3 e rhos=2,820 g / cm^3. Admitindo que toda compressão tenha se dado por expulsão de água dos vazios, determine:
O índice de vazios final ( ef) e o teor de umidade final ( wf).

Passo 1

O enunciado pede para um solo saturado, inicialmente com Hi=2,6,cm e diâmetro phi=6,3,cm, comprimido até Hf=1,92,cm sem alterar o diâmetro. Temos o peso específico seco gammad=13,93,kN/m³ e a gravidade específica dos sólidos Gs=2,820.
Conteúdo: mecânica dos solos – razão de vazios ( e) e teor de umidade ( w).
Vamos precisar de:
• Converter gammad em densidade seca rhod.
• Calcular a razão de vazios inicial ei usando Gs e rhod.
• Usar conservação de massa de sólidos para achar volume de sólidos Vs.
• Calcular ef e depois o teor de umidade final wf=ef/Gs,.

Passo 2

Converter peso específico seco em densidade:
rhod=gammadg=13,93 kN/m^39,81 m/s^2approx1,42 g/cm^3
Como o solo está saturado, a densidade da água rhow=1,g/cm³. A razão de vazios inicial ei vem de
$$\rho_d=\frac{G_s,\rho_w}{1+e_i};\Longrightarrow;e_i=\frac{G_s,\rho_w}{\rho_d}-1
=\frac{2{,}820\cdot1}{1{,}42}-1\approx0{,}986.$$

Passo 3

Volume total inicial Vi:
Área A=pi,(3,15 cm)^2approx31,16 cm^2, logo
Vi=A,Hi=31,16cdot2,6approx81,02 cm^3
Volume de sólidos Vs (constante):
Vs=Vi1+ei=81,021+0,986approx40,81 cm^3

Passo 4

Volume total final Vf=A,Hf=31,16cdot1,92approx59,83 cm^3.
Então a razão de vazios final é
ef=Vf-VsVs=59,83-40,8140,81approx0,466

Passo 5

Como está saturado, todo vazio é água. O teor de umidade final é
wf=massa da águamassa dos sólidos =VvcdotrhowVscdotrhos =efGs =0,4662,820approx0,165;(16,5%)áó

Resposta

e_f≈0,466
w_f≈16,5%

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