Quais os processos utilizados na obtenção da curva granulométrica de solos em laboratório? Explique o procedimento e/ou a teoria envolvida em cada processo. Comente como os resultados devem ser apresentados, quais os índices caracterizadores obtidos nesta curva e o que cada um representa.
Passo 1
O enunciado pede a obtenção da curva granulométrica de um solo em laboratório, envolvendo dois métodos principais — o peneiramento mecânico para frações grossas (
) e a análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro) para frações finas (
). Vamos apresentar o procedimento e a teoria de cada etapa, mostrar como construir a curva (% passando versus diâmetro) e discutir os índices granulométricos (
,
,
,
,
e teor de finos) e seu significado prático.
Passo 2
Peneiramento mecânico
. Seque uma amostra representativa de solo e passe-a em um conjunto de peneiras padronizadas (ex.: malhas de
).
. Monte as peneiras em ordem decrescente de abertura e posicione um coletor na base.
. Coloque cerca de
–
de solo na peneira superior e agite mecanicamente por tempo controlado (geralmente
minutos).
. Pese o material retido em cada peneira e calcule a porcentagem retida e a porcentagem passando acumulada:
Passo 3
Análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro)
. Use a fração que passou na peneira de
. Seque-a, pese-a e preencha um agitador com dispersante (geralmente solução de hexametafosfato de sódio).
. Agite para desagregar os agregados e transfira a suspensão para um cilindro de vidro até volume conhecido (ex.:
).
. Pelo método da pipeta, retira-se amostras a profundidades e tempos predeterminados; pelo hidrómetro, mede-se a densidade aparente da suspensão ao longo do tempo.
. A teoria usada é a lei de Stokes, que relaciona o diâmetro médio das partículas
à velocidade de sedimentação
:
onde
e
são densidades de partículas e fluido,
a viscosidade e
a aceleração da gravidade.
. A partir do tempo em que partículas de certo diâmetro atingem a profundidade de leitura, calcula-se o diâmetro correspondente e, conhecendo-se a massa em suspensão, obtém-se a porcentagem passando.
Passo 4
Apresentação dos resultados
. Constrói-se uma tabela com colunas:
- Diâmetro da malha ou diâmetro calculado (abscissa).
-
passando acumulado (ordenada).
. Faz-se o gráfico semilog: - Eixo
logarítmico com diâmetro ( ). - Eixo
linear com passando.
. Traça-se a curva granulométrica, ligando os pontos de cada fração.
Passo 5
Índices caracterizadores
.
: diâmetro em que
das partículas passam (tamanho efetivo).
.
: diâmetro em que
passam.
.
: diâmetro em que
passam.
. Coeficiente de uniformidade
Passo 6
Significado prático de cada índice
-
(tamanho efetivo) indica a menor fração significativa que controla drenagem e percolação. -
mostra quão bem graduado é o solo: valores altos ( para areias) indicam solos bem graduados; próximos de indicam solos uniformes. -
descreve a forma da curva na região média: indica distribuição suave sem concavidades acentuadas. - Teor de finos afeta características como plasticidade, coesão e suscetibilidade à expansão ou compressibilidade.
Resposta
Os processos de obtenção da curva granulométrica são:
– Peneiramento mecânico para frações , baseado na separação por aberturas de malha.
– Análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro) para frações , fundamentado na lei de Stokes.
– Peneiramento mecânico para frações
– Análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro) para frações
Os resultados são apresentados em tabela e em gráfico semilog de
passando versus diâmetro.
Os índices obtidos são:
– Teor de finos ( passando em
),
– ,
,
,
– Coeficiente de uniformidade ,
– Coeficiente de curvatura .
– Teor de finos (
–
– Coeficiente de uniformidade
– Coeficiente de curvatura
Cada índice permite avaliar a dispersão de tamanhos (uniformidade), a forma da curva (curvatura) e inferir propriedades hidráulicas e mecânicas do solo.