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 ( >0,075,mm) e a análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro) para frações finas ( <0,075,mm). Vamos apresentar o procedimento e a teoria de cada etapa, mostrar como construir a curva (% passando versus diâmetro) e discutir os índices granulométricos ( D10, D30, D60, Cu, Cc e teor de finos) e seu significado prático.

Passo 2

Peneiramento mecânico
1. Seque uma amostra representativa de solo e passe-a em um conjunto de peneiras padronizadas (ex.: malhas de 4,8; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25; 0,125; 0,075,mm).
2. Monte as peneiras em ordem decrescente de abertura e posicione um coletor na base.
3. Coloque cerca de 100 200,g de solo na peneira superior e agite mecanicamente por tempo controlado (geralmente 10 minutos).
4. Pese o material retido em cada peneira e calcule a porcentagem retida e a porcentagem passando acumulada:
%passando = 100% - sum (%retido em peneiras maiores),
5. A teoria básica é que cada abertura de malha retém as partículas maiores que seu diâmetro nominal, separando-as por tamanho.

Passo 3

Análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro)
1. Use a fração que passou na peneira de 0,075,mm. Seque-a, pese-a e preencha um agitador com dispersante (geralmente solução de hexametafosfato de sódio).
2. Agite para desagregar os agregados e transfira a suspensão para um cilindro de vidro até volume conhecido (ex.: 1,L).
3. 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.
4. A teoria usada é a lei de Stokes, que relaciona o diâmetro médio das partículas d à velocidade de sedimentação v:
v = ( rhop - rhof ),g,d^218,mu,,
onde rhop e rhof são densidades de partículas e fluido, mu a viscosidade e g a aceleração da gravidade.
5. 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
1. Constrói-se uma tabela com colunas:
  • Diâmetro da malha ou diâmetro calculado (abscissa).
  • % passando acumulado (ordenada).
    2. Faz-se o gráfico semilog:
  • Eixo x logarítmico com diâmetro ( mm).
  • Eixo y linear com % passando.
    3. Traça-se a curva granulométrica, ligando os pontos de cada fração.

Passo 5

Índices caracterizadores
1. D10: diâmetro em que 10% das partículas passam (tamanho efetivo).
2. D30: diâmetro em que 30% passam.
3. D60: diâmetro em que 60% passam.
4. Coeficiente de uniformidade
Cu = D60D10,
5. Coeficiente de curvatura
Cc = D30^2D10,D60,
6. Teor de finos: % passando em 0,075,mm.

Passo 6

Significado prático de cada índice
  • D10 (tamanho efetivo) indica a menor fração significativa que controla drenagem e percolação.
  • Cu mostra quão bem graduado é o solo: valores altos ( >4 para areias) indicam solos bem graduados; próximos de 1 indicam solos uniformes.
  • Cc descreve a forma da curva na região média: 1<Cc<3 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 >0,075,mm, baseado na separação por aberturas de malha.
Análise por sedimentação (pipeta ou hidrómetro) para frações <0,075,mm, fundamentado na lei de Stokes.
Os resultados são apresentados em tabela e em gráfico semilog de % passando versus diâmetro.
Os índices obtidos são:
– Teor de finos ( % passando em 0,075,mm),
D10, D30, D60,
– Coeficiente de uniformidade Cu = D60D10,
– Coeficiente de curvatura Cc = D30^2D10D60.
Cada índice permite avaliar a dispersão de tamanhos (uniformidade), a forma da curva (curvatura) e inferir propriedades hidráulicas e mecânicas do solo.

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