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O processo de determinação do coeficiente de permeabilidade de solos não coesivos e coesivos, utilizando ensaios de permeabilidade a carga constante e variável, respectivamente. O texto inclui informações sobre a preparação da amostra, procedimentos de ensaios, cálculos e correções necessárias. Além disso, o documento fornece informações sobre o objetivo, procedimentos e expressões para cálculo de permeabilidade.
Tipologia: Resumos
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II
REV. 0 REV. 1 REV. 2 REV. 3 REV. 4 REV. 5 REV. 6 REV. 7 REV. 8 DATA 11/10/2015 24/04/ EXECUÇÃO (^) KAINAM JULIANA APROVAÇÃO (^) JULIANA JULIANA
Elaboração: Professora Juliana Reinert Estagiário Kainam Lopes dos Santos
CURVELO 2017
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II
1.3 Cálculos
Expressão para cálculo de permeabilidade (equação de Darcy): ݍ = ݇ × ℎ ܮ × ܣ ݁ ݍ = ܸݐ
∴ ݇ =
ܸ × ܮ ݐ × ℎ × ܣ Onde:
V= volume de água (cm^3 ); t = tempo (s); ܣ=área de seção transversal da amostra (cm²); ܮ= altura da amostra (cm); ℎ= altura da carga hidráulica (cm).
O coeficiente de permeabilidade obtido no ensaio é válido para a temperatura no tempo t. Para que os resultados sejam padronizados, utiliza-se o coeficiente de permeabilidade a 20 °C. Portanto, o coeficiente obtido em cada tempo t do ensaio deve ser corrigido pela relação de viscosidade da água à temperatura 20°C e à temperatura no tempo t do ensaio. Esta relação é dada na Tabela 2 da NBR 13292/95.
1.4 Observações
Necessário assinalar as dimensões do permeâmetro utilizado; Registrar a natureza da água utilizada no ensaio (natural, destilada); Indicar qualquer anormalidade que tenha ocorrido, como, por exemplo, segregação de finos.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II PERMEABILIDADE À CARGA CONSTANTE
Fichade Ensaio 001
Peso específico dos grãos g/cm³ ߛ௦ OBS.:
Volume do Corpo de Prova cm³ ܸ =^ ܮ^ ×^ ܣ Peso Específico do Solo Úmido g/cm³ ߛ௧ =ܸܲ Peso Específico do Solo Seco g/cm³ ߛௗ =^1 ߛ ௧+ ݓ
Índice de Vazios ݁ =^ ߛߛ௦ௗ^ −^1
Compacidade Relativa % (^) ܴܥ = (^) ݉݁݉݁ ááݔݔ −− ݉݁ܽ݊݁ݐ í݊ Teor de Umidade Cápsula N° Corpo de Prova nº Solo Úmido + Tara g Comprimento(cm) - L Solo Seco+Tara g Diâmetro (cm) Tara g Área (cm²) - A Solo Seco g Peso (g) Água g (^) ܭ் = ܭ௧ = ∆ܸ^ ×^ ܮ
Umidade (w) %^ ∆ݐ^ ×^ ܪ^ ×^ ܣ
Média %^ ܭଶ^ =^ ܭଶ^ =^ ܸܸଶ்^ ×^ ܭ் Volume Escoado ∆ܸ
Carga H(cm)
Tempo (^) Temp. °C Permeabilidade^ Coeficiente de KT (cm/s)
viscosidade da^ Relação de água VT/V 20
Coeficiente de Permeabilidade Minutos Segundos ∆ݐ(s) K 20 (cm/s)
Cliente: Laboratorista: Data do ensaio:
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II L = comprimento do corpo de prova (cm); ܣ = área do corpo de prova (cm²); a = área interna da bureta (cm²).
Assim como no ensaio de permeabilidade a carga constante, o coeficiente de permeabilidade obtido no ensaio é válido para a temperatura no tempo t. Para que os resultados sejam padronizados, utiliza-se o coeficiente de permeabilidade a 20 °C. Portanto, o coeficiente obtido em cada tempo t do ensaio deve ser corrigido pela relação de viscosidade da água à temperatura 20°C e à temperatura no tempo t do ensaio. Esta relação é dada na Tabela 1 da NBR 14545/2000.
2.4.Observações
Deve-se utilizar em todas as etapas a mesma água utilizada para a percolação; Apresentar descrição tátil-visual do solo; Apresentar o método de compactação, caso tenha ocorrido.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II PERMEABILIDADE À CARGA VARIÁVEL
Ficha de Ensaio 002
Peso específico dos grãos g/cm³ ߛ௦ Corpo de Prova nº Volume do Corpo de Prova cm³ ܸ = ܮ × ܣ Comprimento (cm) - L Peso Específico do Solo Úmido g/cm³ ߛ௧ = ܸܲ Peso (g)
Peso Específico do Solo Seco g/cm³ ߛௗ = 1 ߛ +௧ ݓ^ OBS.:
Índice de Vazios ݁ =^ ߛߛ௦ௗ^ −^1
Saturação % ܵ =^ ߛ ߛ௦௪.^ .ݓ݁
Teor de Umidade Corpo de Prova nº Cápsula N° Diâmetro (cm) Solo Úmido + Tara g Área (cm²) - A Solo Seco+Tara g Bureta n° Tara g Diâmetro (cm) Solo Seco g Área (cm²) - a Água g (^) ܭ் = ܭ் = ܽ ×^ ܮ ܣ × ݐ ×^ ݈݊
ℎ
Umidade (w) %^ ℎ
Média %^ ܭଶ^ =^ ܭଶ^ =^ ܸܸଶ்^ ×^ ܭ்
Hora da Leitura
Tempo t (s)
Leitura da bureta
Altura inicial h 0
Altura final hi
h 0 /hi ln (h 0 /hi) Temp. °C Permeabilidade^ Coeficiente de KT (cm/s)
Relação de viscosidade da água VT/V 20
Permeabilidade^ Coeficiente de K 20 (cm/s)
Cliente: Laboratorista: Data do ensaio:
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II Onde: ߬ = tensão cisalhante; ܶ = força tangencial; ܣ′ = área corrigida da amostra:
Aᇱ^ = A − δhor × L Onde: A = Área da seção transversal; δhor = deslocamento horizontal da amostra; L = largura da amostra
Tensão Normal ߪ = ே Onde: ߪ = Tensão normal; ܰ = carga vertical aplicada; ܣ = Área da seção transversal;
A partir dos dados obtidos no ensaio e dos resultados dos cálculos acima, devem-se traçar os gráficos “Tensão Cisalhante x Deslocamento Horizontal” e “Tensão Cisalhante máxima x Tensão Normal aplicada”, conforme apresentado na Ficha de Ensaio 004.
1.7 Observações A norma indica executar o ensaio com, no mínimo, três valores diferentes de tensão normal aplicada; A velocidade de cisalhamento deverá ser tal que não permita a existência de excesso de poropressão no corpo de prova; Deverá ser preenchida uma Ficha de Ensaio 003 para cada tensão normal aplicada.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II CISALHAMENTO DIRETO
Fichade Ensaio 003
Lado cm (^) Cliente: Altura cm Laboratorista: Área cm² Data do ensaio: Volume cm³ Observações: Solo + Tara g Tara g Peso Úmido g Índice de Vazios Saturação % Peso Específico do Solo Úmidog/cm³ Peso Específico dos grãos g/cm³ Peso Específico do Solo Seco g/cm³ Corpo de Prova N° (^) Anel Dinamométrico N° Velocidade de Cisalhamento: Molde N° (^) Constante do Anel Teor de Umidade Inicial Final Tensão normal aplicada: Cápsula N° Solo Úmido + Tara g Solo Seco+Tara g Tara g Solo Seco g Água g Umidade (w) % Média % Deformação Horizontal Cisalhamento Deformação Vertical Δh % Δh (mm) Leitura Tensão (kgf/cm²) Leitura Vertical (mm) Δv (mm)
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II CISALHAMENTO DIRETO
Fichade Ensaio 004 Folha 02/
Tensão Normal Aplicada:
Obra: Cliente: Laboratorista: Data do ensaio:
120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Deslocamento Horizontal (mm)
Tensão Cisalhante (kPa)
Tensão Cisalhante x Deslocamento Horizontal
Tensão Normal (kPa)
Tensão Cisalhante
(kPa)
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS II
Adensamento é a deformação plástica e a redução do índice de vazios de uma massa de solo em função do tempo e uma pressão aplicada. O ensaio é feito em corpos de prova indeformados e saturados. Desse ensaio são interpretados parâmetros fundamentais para o cálculo de recalques por adensamento.
4.1. Preparação da amostra
O corpo de prova sem deformações é talhado através do próprio molde usado na prensa. É instalado o corpo de prova entre duas pedras porosas, no edômetro cheio de água para a saturação por 24 horas.
1.8 Procedimento de ensaio
Os procedimentos para realização do ensaio de adensamento seguem as orientações presentes na norma NBR 12007/90. Os dados colhidos devem ser preenchidos na Ficha de Ensaio 005.
1.9 Cálculos
Peso Específico Inicial
ߛ =
ܲ ௧௧^
− ܲ ܸ
Onde: ߛ = peso específico aparente inicial (gf/cm³); ܲ ௧௧ = peso solo+anel (gf); ܲ = peso do anel (gf); ܸ = volume do anel (cm³).
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Índice de vazios final
݁ =
ܪ ܪ௦
− 1
Onde: e = índice de vazios ao final do estágio; H = altura do corpo de provas ao final do estágio.
Grau de saturação final
ܵ =
ݓ. ߛ௦ ݁
Onde: ܵ = grau de saturação final (%); ݓ = teor de umidade final (%); ݁ = índice de vazios final (último carregamento).
Coeficiente de Adensamento (método de Taylor)
ܥ =
0,848 × (0,5 × ܪହ)² ܶ ଽ
Onde: ܥ = Coeficiente de Adensamento (cm²/s) ܪହ = a altura do corpo de prova correspondente a 50% do adensamento primário (cm); ܶ ଽ = tempo correspondente a ocorrência de 90% do adensamento primário.
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Índice de compressão
ܥ =
݁ ଵ^
− ݁ ଶ log ߪଶ − log ߪଵ
Onde: ܥ = índice de compressão ݁ ଵ, ݁ଶ = são índices de vazios correspondentes a dois pontos quaisquer no trecho virgem, ߪଵ, ߪଶ = são as pressões associadas aos índices de vazios ݁ ଵ, ݁ ଶ.
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Ficha de Ensaio 006 Folha 02/
Obra: Cliente: Laboratorista: Data do ensaio:
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Ficha de Ensaio 006 Folha 03/
Obra: Cliente: Laboratorista: Data do ensaio:
