3.2 índices físicos

Indices físicos do solo.

1. 1
Índices Físicos

3. Índices Físicos
•Relações estabelecidas entre as fases presentes
no solo de modo a caracterizá-lo quanto às suas
condições físicas;
•Fases de um solo: sólida, liquida e gasosa;
•Relações:
–Entre Massas (ou Pesos): Teor de umidade
–Entre Volumes: Porosidade, Índice de Vazios e Grau de
Saturação;
–Entre Massas (ou Pesos) e Volumes: Massa específica
natural, dos sólidos e da água.

4. Teor de Umidade:
•Ou umidade natural;
•Razão do peso de água (Pa) pelo peso do material
sólido (Ps):


Solos úmidos apresentam teores em torno de 60%;
Solos com aparência de secos apresentam conteúdo da ordem de 2 a 3%:

5. Grau de saturação:
•Razão do volume de água (Va) pelo volume de
vazios (Vv):


Importância: permeabilidade, compressibilidade e na resistência à ruptura.


Grau de saturação Denominação
0 – 0.25 Naturalmente seco
0.25 – 0.50 Úmido
0.50 – 0.80 Muito úmido
0.80 – 0.95 Altamente saturado
0.95 - 100 Saturado

6. Índice de vazios:
•Razão do volume de vazios (Vv) pelo volume
de sólidos (Vs):


Valores típicos para areias naturais variam de 0.5 a 0.8;
Solos coesivos de 0.7 a 1.1 (Bowles, 1984)
Uma medida de densidade, uma das características mais importantes de um solo:
permeabilidade, a compressibilidade e a resistência a ruptura.

7. Porosidade:
•Razão do volume de vazios (Vv) pelo volume
total (Vs):


Também é uma medida de densidade, mas...
Representa uma medida mais adequada aos estudos de variações volumétricas de
solos do que a porosidade, pois, o volume da parte sólida permanece constante.

8. Porosidade Índice de vazios Denominação
>50 >1 Muito alta
50 – 45 1.0 – 0.80 Alta
45 – 35 0.80 – 0.55 Média
35 – 30 0.55 – 0.43 Baixa
<30 <0.43 Muito baixa
Classificação da porosidade e do índice de vazios nos solos
segundo o IAEG (1974)

9. 9
Pesos específicos

10. Peso específico de um solo:
•Definido como a razão entre o peso de um
determinado componente das três partes físicas
de um solo e o seu volume e, assim, pode-se ter:

•Peso específico natural;
•Peso específico dos grãos;
•Peso específico da água;
•Densidade relativa das partículas;
•Peso específico do solo seco;
•Peso específico saturado;
•Peso específico submerso;

12. Peso específico da água:
•O peso específico da água varia de acordo
com a temperatura e com os sais dissolvidos;

•Adota-se comumente o valor de 1 t/m
3
(10
kN/m
3
), correspondente à densidade da água
destilada, à temperatura de 4
0
C;

•Razão entre o peso de uma quantidade de
água e o seu volume:

15. EXERCÍCIOS
•1. Uma amostra indeformada de solo foi recebida no
laboratório. Com ela realizou-se o ensaio para
determinação do teor de umidade. A amostra, junto
com a capsula pesava 119.2g. Essa amostra
permaneceu em estufa a 105º C até a constância de
peso (cerca de 18horas), após o conjunto (solo seco
mais a capsula) pesava 109.5g. A massa da capsula,
chamada “tara”, era de 34.43g. Qual o valor de
umidade da amostra?

16. EXERCÍCIOS
•2. Uma amostra de areia, no estado natural,
pesa 875g e seu volume é igual a 512 cm
3
. O
seu peso seco é 803g e a densidade relativa
dos grãos é 2,66 g/cm
3
. Determine o índice de
vazios, a porosidade o teor de umidade e o
grau de saturação da areia.

17. EXERCÍCIOS
•3. De um corte são removidos 180.000m
3
de
solo, com um índice de vazios igual a 1,22.
Quantos m
3
de aterro poderão ser
construídos, com um índice de vazios igual a
0,76?

18. EXERCÍCIOS
•4. Para a construção de uma barragem de terra é
previsto um volume de 300.000 m
3
de terra, com
um índice de vazios de 0,8. Dispõe-se de três
jazidas, designadas A, B e C. O índice de vazios de
cada uma delas e a estimativa do custo do
movimento de terra até a obra da barragem são
indicadas no quadro abaixo:




•Qual a jazida explotável é economicamente mais
favorável?


Jazida Índice de Vazios Custo movimento
de terra/m
3

A 0.9 R$10,20
B 2.0 R$9,00
C 1.6 R$9,40