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IV – ÍNDICES FÍSICOS

DOS

SOLOS

FASES DO SOLO
Numa massa de solo, as fases gasosa (ar) e líquida (água) ocupam os vazios entre a fase sólida (partículas sólidas).

A ÁGUA NO SOLO
•Água de Constituição: faz parte da estrutura molecular da partícula sólida; •Água adesiva ou adsorvida: película de água que envolve e adere fortemente à partícula sólida; •Água livre: é a que se encontraem uma determinada zona do terreno, enchendo todas os seus vazios; •Água higroscópica : é a que ainda se encontra em um solo seco ao ar livre, em função da água em vapor contida na atmosfera; •Água capilar : é aquela que nos solos de grãos finos sobe pelos interstícios capilares deixados pelas partículas sólidas.

As águas livre, higroscópica e capilar que podem ser totalmente evaporadas àtemperaturas superiores a 100º C.

VOLUMES

DE UM SOLO

O volume total da massa de solo (V) consiste do volume de partículas sólidas (Vs) e do volume de vazios (Vv). V = Vs + Vv O volume de vazios (Vv) é constituído pelo volume de água (Vw) e pelo volume de ar (Va). Vv = Vw + Va

O ESTADO

DO

SOLO

• As diversas propriedades do solo dependem do estado em que o mesmo se encontra, deseco a saturado. • Para identificar o estado do solo, empregam-se índices que correlacionam os pesos e os volumes das três fases: sólida, líquida e gasosa.

ÍNDICES FÍSICOS
• Os índices físicos são grandezas que expressam as proporções entre pesos e volumes em que ocorrem as três fases presentes numa estrutura de solo. • Tais índices permitem a determinação das propriedades físicas do solo paracontrole de amostras ensaiadas e para cálculos dos esforços atuantes na massa de solo.

ÍNDICES FÍSICOS
a) Teor de umidade (w) O teor de umidade de um solo é determinado como a relação entre o peso de água (Pw) e o peso das partículas sólidas (Ws) num certo volume de solo. w = (Pw / Ps) É expresso em porcentagem, podendo assumir o valor de 0% para solos secos (Pw = 0) até valores superiores a150% em solos orgânicos. Situa-se geralmente entre 10 e 40%.

ÍNDICES FÍSICOS
b)Índice de vazios (e) É a relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume dos sólidos (Vs), existente em igual volume de solo.

e = Vv / Vs
Este índice tem como finalidade indicar a variação volumétrica do solo ao longo do tempo. O índice de vazios será medido por um número natural, obrigatoriamente maior do quezero. Como depende da estrutura do solo, não há um limite superior bem definido. Assume valores entre 0,3 e 1,5. Para argilas orgânicas podem atingir valores superiores a 3.

ÍNDICES FÍSICOS
c) Porosidade (η)

É a relação entre o volume dos vazios (Vv) e o volume total (V) da amostra, tem-se:

n = (Vv / V)
A porosidade é expressa em porcentagem, com valores geralmente entre 30 a 70%.Pode ser expressa em função do índice de vazios, pelas equações apresentadas abaixo:

n = e / (1 + e)

ou

e = n / (1 - n)

ÍNDICES FÍSICOS
d) Grau de saturação (S)

O grau de saturação indica a porcentagem de água contida no volume total de vazios. S = (Vw / Vv)

Expresso em porcentagem, varia de zero (solo seco) a 100% (solo saturado).

ÍNDICES FÍSICOS
e) Peso específico real dosgrãos ou sólidos (γs) γ (NBR 6508/84)

É a relação entre o peso dos sólidos (Ps) e o volume dos sólidos (Vs).

γs = Ps/Vs

(kN/m3)

Varia pouco de solo para solo, situando-se em torno de 27 kN/m3, dependendo dos minerais formadores do solo.

ÍNDICES FÍSICOS
Valores de massa específica real dos grãos de alguns tipos de minerais.
Mineral Quartzo Feldspato K Feldspato Na Ca MuscovitaBiotita Calcita

ρs (g/cm3)
2,65 - 2,67 2,54 - 2,57 2,62 - 2,76 2,70 - 3,10 2,80 - 3,20 2,72

Mineral Dolomita Caulinita Ilita Montmorilonita Clorita Hematita

ρs (g/cm3) 2,85 2,61 - 2,66 2,60 - 2,86 2,74 - 2,78 2,60 - 2,90 4,90 - 5,30

ÍNDICES FÍSICOS
f) Peso específico da água (γw) γ É a razão entre o peso de água (Pw) e seu respectivo volume (Vw). γw = Pw / Vw Nos casos práticos...
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