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.
O grau de saturação
O grau de saturação
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede. Tem um solo a 1 m de profundidade (onde vão ficar as sapatas) cujos parâmetros de laboratório são:
- γₙ (peso específico natural) = 16 kN/m³
- teor de umidade w = 33 %
- densidade real das partículas Gₛ = 2,65
O que queremos: calcular o grau de saturação (Sᵣ) usando índices físicos do solo e, no final, comentar se esse solo, nesse estado natural, aguentaria bem as cargas da casa.
Para isso vamos precisar da teoria básica de pesos específicos, do índice de vazios e da fórmula do grau de saturação.
Passo 2
Primeiro, calcula a massa volúmica seca γ_d (ou peso específico seco) a partir de γₙ e do teor de umidade.
Teoria rápida:
γₙ = γ_d · (1 + w)
γₙ = γ_d · (1 + w)
Então
Lembrando que w = 0,33 (33 %) em forma decimal.
Vamos lá:
Passo 3
Agora precisamos do índice de vazios e.
Teoria:
onde γ_w ≃ 9,81 kN/m³ é o peso específico da água.
Isolando e:
Isolando e:
Substituindo:
Passo 4
Com o índice de vazios, partimos para o grau de saturação Sᵣ.
Teoria:
(w em decimal!)
Ou seja, Sᵣ ≃ 0,75 → 75 %.
Passo 5
Comentário sobre a capacidade de suporte:
Um grau de saturação de ~75 % indica que o solo não está completamente cheio de água (ainda há ar nos vazios) e isso tende a dar certa resistência adicional (elastração). Por outro lado, o teor de umidade alto (33 %) e o índice de vazios de 1,16 mostram que o solo é relativamente frouxo e compressível. Isso significa que, embora ele tenha uma resistência razoável, pode ocorrer recalque significativo sob cargas concentradas das sapatas.
Um grau de saturação de ~75 % indica que o solo não está completamente cheio de água (ainda há ar nos vazios) e isso tende a dar certa resistência adicional (elastração). Por outro lado, o teor de umidade alto (33 %) e o índice de vazios de 1,16 mostram que o solo é relativamente frouxo e compressível. Isso significa que, embora ele tenha uma resistência razoável, pode ocorrer recalque significativo sob cargas concentradas das sapatas.
Resposta
O grau de saturação do solo é de aproximadamente 75 % e, apesar de ele ter alguma resistência por não estar totalmente saturado, o alto teor de umidade e o índice de vazios sugerem que, no estado natural, pode ocorrer recalque. Para uma construção residencial, seria prudente avaliar reforços ou melhorar o solo antes de simplesmente apoiar as sapatas.