Índices físicos do solo: e, n, S, w e pesos específicos
Índice de vazios, porosidade, grau de saturação, umidade e pesos específicos natural, seco, saturado e submerso do solo, a partir de massa e volume da amostra, de umidade e densidade natural, ou de e, Gs e S, com conferência de coerência.
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Das medidas aos índices físicos
e = Gs·γw ÷ γd − 1; n = e ÷ (1 + e); S·e = w·Gs; γ = (Gs + S·e)·γw ÷ (1 + e); γd = Gs·γw ÷ (1 + e); γsat = (Gs + e)·γw ÷ (1 + e); γ' = γsat − γw
Os índices físicos descrevem as proporções de sólidos, água e ar de uma amostra de solo. Conhecendo poucos dados, a sequência das relações de fases calcula os demais: o índice de vazios e a porosidade, o grau de saturação e a umidade, e os pesos específicos natural, seco, saturado e submerso.
Exemplo com amostra pesada e medida
| Campo | Valor |
|---|---|
| Dados disponíveis | Tenho massa úmida, massa seca, volume e Gs |
| Massa úmida da amostra (g) | 185 |
| Massa seca da amostra (g) | 160 |
| Volume da amostra (cm³) | 100 |
| Densidade relativa dos grãos Gs | 2,65 |
| Peso específico da água γw (kN/m³) | 9,81 |
| Índice de vazios e | 0,656 |
| Porosidade n (%) | 39,6 |
| Umidade w (%) | 15,6 |
| Grau de saturação S (%) | 63,1 |
| Peso específico natural γ (kN/m³) | 18,15 |
| Peso específico seco γd (kN/m³) | 15,7 |
Cuidados com os índices
- A densidade relativa dos grãos, Gs, vem de ensaio; o padrão 2,65 vale só como ordem de grandeza para solos quartzosos.
- Um grau de saturação acima de 100% indica dados inconsistentes, como Gs, volume ou massa errados.
- Os pesos específicos usam o γw digitado, que pode ser 9,81 ou 10 kN/m³, conforme a referência.
- É um cálculo didático. Ele não substitui ensaio de laboratório nem laudo geotécnico.
Atenção: Uso didático. Não substitui ensaio, laudo nem responsabilidade técnica de projeto geotécnico.
Perguntas frequentes
Como calcular o índice de vazios do solo?
Com 185 g úmidos, 160 g secos, 100 cm³ e Gs = 2,65, o índice de vazios é 0,656 e a porosidade, 39,6%.
Qual o grau de saturação e a umidade?
A umidade é 15,6% e o grau de saturação, 63,1%: Coerente (S até 100%).
Como fica os pesos específicos?
Com γw = 9,81 kN/m³: natural 18,15, seco 15,7, saturado 19,58 e submerso 9,77 kN/m³.