Mecânica de Solos — Lista 2ª Etapa (UEMG João Monlevade)

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UEMG - João Monlevade

Lista 2ª Etapa — Mecânica de Solos

Engenharia Civil e de Minas — 2018/2

1) Quantidade de água para atingir 30% de umidade

Qual a quantidade de água a ser acrescentada a uma amostra de 1.500 g com teor de umidade de 17% para que ela atinja 30% de umidade?

R = 166,67 g

Resolvendo:

  • Mt = 1.500 g
  • Ms = 1.500 − ma

ms = 1.282,05 g

A acrescentar = 384,61 − 217,95 = 166,66 g

2) Volume de aterro e massa total do solo transportado

Serão removidos 220.000 m³ de solo de uma jazida. O solo seco in situ tem índice de vazios igual a 1,2. Solicita-se determinar:

  • (a) Quantos m³ de aterro com índice de vazios = 0,72 poderão ser construídos;
  • (b) Qual o peso total do solo transportado, sabendo-se que a densidade dos grãos é 2,7.

a) Calcular inicialmente Vs

Para o Vs calculado — qual o volume do aterro com e = 0,72

R = Vt = 172.000 m³

Determinar Vs:

Vs = 220.000 / (1 + 1,2) = 100.000 m³

Vt = Vs (1 + e) = 100.000 (1 + 0,72) = 172.000 m³

b) Determinar Ps no aterro

= 2.700,00 kN     ys = Ps / Vs

Ps = ys × Vs — Ps = 2,7 × 100.000 = 270.000 t

3) Cálculo de e, n e grau de saturação S

O peso específico de um solo é 16 kN/m³, seu teor de umidade 33% e a densidade das partículas 2,65. Calcule:

  • a) índice de vazios e;
  • b) porosidade n;
  • c) grau de saturação S.

Calcular γd e depois e, n

dpartículas = gs / γágua = 2,65 × 10 ⇒ gs = 26,5 kN/m³

a) índice de vazios

γd = γ / (1 + u) = 16 / (1 + 0,33) = 12,03 kN/m³

e = 26,5 kN/m³ / 12,03 kN/m³ = 2,20

b) porosidade n

n = e / (1 + e) = 2,20 / (1 + 2,20) = 0,68

c) grau de saturação S

S = (gs × u) / (e × γágua) × 100 = 26,5 × 0,33 / (2,20 × 2,65) × 100 = 150%

R = a) e = 2,20, n = 0,68, S = 40%

4) Volumes iniciais de sólidos e de ar

Uma amostra de solo tem massa de 122 g e um peso específico de 18,2 kN/m³. O peso específico dos sólidos é de 26,3 kN/m³. Se, depois de seca em estufa, a amostra passa a apresentar uma massa de 104 g, quais serão os seus volumes iniciais de sólidos e de ar?

R = Va = 9,6 cm³ e Vs = 39 cm³

122 g = 0,00119 kN

5) Escolha da jazida mais vantajosa

Para a construção de uma pequena barragem de terra será necessário fazer um aterro de 300.000 m³ com índice de vazios 0,8. Existem três jazidas disponíveis. O índice de vazios do solo em cada uma delas, bem como a estimativa de custo do movimento de terra até o local da barragem, são indicados no quadro abaixo. Que jazida produzirá maior lucro ao empreiteiro?

Jazida — Índice de vazios — Custo do movimento de terra R$ / m³ — Valor total (R$)

A — 0,9 — 10,20 — ?

B — 2,0 — 9,00 — ?

C — 1,6 — 9,40 — ?

Calcular o volume de sólidos contido em 300.000 m³, determinar o volume total a ser movimentado em cada jazida e multiplicar pelo preço.

300.000 / (1 + 0,8) = 166.666,66 m³

166.666,66 × (1,9) = 316.666,66 × 10,20 = 3.230.000 reais

166.666,66 × (3,0) = 499.999,98 × 9,00 =

166.666,66 × (2,6) = 433.333,31 =

6) Curvas granulométricas — coeficientes e classificação

Para as curvas granulométricas abaixo determine:

A) CNU (coeficiente de não uniformidade)

Cnu = 0,13 / 0,05 = 2,6 //// 1,6 / 0,15 = 10,66

B) Cc

(0,16)² / 0,13 × 0,05 = 3,94 //////// (1,2)² / 1,6 × 0,15 = 6

C) Classificação textural do solo correspondente às duas curvas

Solo curva puro = solo uniforme

Curva solo pelete = medianamente uniforme

Def (90% passam) = 0,80 mm, D60 = 0,38 mm, D30 = 0,18 mm


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1) Quantidade de água para atingir 30% de umidade

Qual a quantidade de água a ser acrescentada a uma amostra de 1.500 g com teor de umidade de 17% para que ela atinja 30% de umidade?

R = 166,67 g

Resolvendo:

  • Mt = 1.500 g
  • Ms = 1.500 − ma

ms = 1.282,05 g

A acrescentar = 384,61 − 217,95 = 166,66 g

2) Volume de aterro e massa total do solo transportado

Serão removidos 220.000 m³ de solo de uma jazida. O solo seco in situ tem índice de vazios igual a 1,2. Solicita-se determinar:

  • (a) Quantos m³ de aterro com índice de vazios = 0,72 poderão ser construídos;
  • (b) Qual o peso total do solo transportado, sabendo-se que a densidade dos grãos é 2,7.

a) Calcular inicialmente Vs

Para o Vs calculado — qual o volume do aterro com e = 0,72

R = Vt = 172.000 m³

Determinar Vs:

Vs = 220.000 / (1 + 1,2) = 100.000 m³

Vt = Vs (1 + e) = 100.000 (1 + 0,72) = 172.000 m³

b) Determinar Ps no aterro

= 2.700,00 kN     ys = Ps / Vs

Ps = ys × Vs — Ps = 2,7 × 100.000 = 270.000 t

3) Cálculo de e, n e grau de saturação S

O peso específico de um solo é 16 kN/m³, seu teor de umidade 33% e a densidade das partículas 2,65. Calcule:

  • a) índice de vazios e;
  • b) porosidade n;
  • c) grau de saturação S.

Calcular γd e depois e, n

dpartículas = gs / γágua = 2,65 × 10 ⇒ gs = 26,5 kN/m³

a) índice de vazios

γd = γ / (1 + u) = 16 / (1 + 0,33) = 12,03 kN/m³

e = 26,5 kN/m³ / 12,03 kN/m³ = 2,20

b) porosidade n

n = e / (1 + e) = 2,20 / (1 + 2,20) = 0,68

c) grau de saturação S

S = (gs × u) / (e × γágua) × 100 = 26,5 × 0,33 / (2,20 × 2,65) × 100 = 150%

R = a) e = 2,20, n = 0,68, S = 40%

4) Volumes iniciais de sólidos e de ar

Uma amostra de solo tem massa de 122 g e um peso específico de 18,2 kN/m³. O peso específico dos sólidos é de 26,3 kN/m³. Se, depois de seca em estufa, a amostra passa a apresentar uma massa de 104 g, quais serão os seus volumes iniciais de sólidos e de ar?

R = Va = 9,6 cm³ e Vs = 39 cm³

122 g = 0,00119 kN

5) Escolha da jazida mais vantajosa

Para a construção de uma pequena barragem de terra será necessário fazer um aterro de 300.000 m³ com índice de vazios 0,8. Existem três jazidas disponíveis. O índice de vazios do solo em cada uma delas, bem como a estimativa de custo do movimento de terra até o local da barragem, são indicados no quadro abaixo. Que jazida produzirá maior lucro ao empreiteiro?

Jazida — Índice de vazios — Custo do movimento de terra R$ / m³ — Valor total (R$)

A — 0,9 — 10,20 — ?

B — 2,0 — 9,00 — ?

C — 1,6 — 9,40 — ?

Calcular o volume de sólidos contido em 300.000 m³, determinar o volume total a ser movimentado em cada jazida e multiplicar pelo preço.

300.000 / (1 + 0,8) = 166.666,66 m³

166.666,66 × (1,9) = 316.666,66 × 10,20 = 3.230.000 reais

166.666,66 × (3,0) = 499.999,98 × 9,00 =

166.666,66 × (2,6) = 433.333,31 =

6) Curvas granulométricas — coeficientes e classificação

Para as curvas granulométricas abaixo determine:

A) CNU (coeficiente de não uniformidade)

Cnu = 0,13 / 0,05 = 2,6 //// 1,6 / 0,15 = 10,66

B) Cc

(0,16)² / 0,13 × 0,05 = 3,94 //////// (1,2)² / 1,6 × 0,15 = 6

C) Classificação textural do solo correspondente às duas curvas

Solo curva puro = solo uniforme

Curva solo pelete = medianamente uniforme

Def (90% passam) = 0,80 mm, D60 = 0,38 mm, D30 = 0,18 mm

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