Em um terreno onde será construída uma residência térreo foram coletadas amostras deformadas e indeformadas de solo, a
de profundidade da superfície, profundidade esta que será apoiada as sapatas. As amostras forneceram os seguintes parâmetros, através de ensaios de laboratório: massa específica natural de 16
; teor de umidade de
e a densidade real das partículas de 2,65 . De acordo com os parâmetros obtidos em laboratório, calcule através dos índices físicos, os parâmetros abaixo e comente se o solo no estado natural teria possibilidade de suportar bem as cargas advindas da estrutura da residência.
a) O índice de vazios
b) A porosidade
c) O grau de saturação
a) O índice de vazios
b) A porosidade
c) O grau de saturação
Passo 1
O enunciado pede pra calcular, a partir de dados de laboratório de um solo (γ = 16 kN/m³, w = 33 %, Gₛ = 2,65), três índices físicos:
- índice de vazios (e)
- porosidade (n)
- grau de saturação (S)
Isso é conteúdo de Mecânica dos Solos: a gente vai usar fórmulas básicas que relacionam peso específico natural, teor de umidade e peso específico da água (γw = 9,81 kN/m³) pra achar densidade seca, depois e, n e S.
Passo 2
Primeiro, achamos a densidade seca, γd, porque as fórmulas de e, n e S usam γd. A relação é:
Substituindo:
Passo 3
Agora o índice de vazios,
, que mede o volume de vazios por volume de sólidos, usa:
Então:
Passo 4
A porosidade,
, é a fração do volume total ocupado por vazios:
Substituindo nosso
:
Passo 5
Por fim, o grau de saturação,
, que é o volume de água sobre o volume de vazios. Em termos de índices usa-se:
Logo:
Resposta
a) Índice de vazios:
b) Porosidade:
c) Grau de saturação:
b) Porosidade:
c) Grau de saturação:
Comentário: com porosidade alta (~54 %) e vazios grandes, o solo está relativamente “frouxo”. Mesmo com S < 100 %, ele não é tão firme para receber cargas de sapatas sem algum melhoramento (compactação ou reforço).