6 compactação dos solos

8/23/2019 6 Compactao dos solos

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UFRN Mecnica dos Solos

Compactao dos Solos Definio e Importncia

Curva de Compactao Ensaio de Compactao Equipamentos de Compactao Controle de Compactao ndice de Suporte Califrnia (ISC) ou California

Bearing Ratio (CBR)


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Definio e Importncia dacompactao

A compactao entendida como ao mecnica por meio da qualse impe ao solo uma reduo de seu ndice de vazios.

Diferena entre adensamento e compactao.

O efeito da compactao resulta na melhoria das qualidades

mecnicas e hidrulicas do solo: resistncia ao cisalhamento;compressibilidade; permeabilidade.

O ndice final de vazios do solo decorrente do tipo e esta do solo,

antes da compactao e da energia aplicada durante o processo.

Os tipos de compactao usuais podem ser manuais ou mecnicos.


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Curva de compactao

Proctor (1933) relao entreo peso especfico seco e o teorde umidade


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Curva de compactao efeito daenergia de compactao


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Curva de compactao efeito dotipo de solo


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Ensaio de compactao Cilindro de 1000 cm3 de volume,

com um soquete de 2,5 kg, alturade queda de 30 cm

O solo colocado em trscamadas.

Aplicar 25 golpes do soquete. Escarificar a superfcie

As espessuras finais das trscamadas devem ser quase iguais.

O topo da terceira camada, apsa compactao dever estarrasante com as bordas do cilindro.


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Energia de compactao no ensaioA energia aplicada pelo ensaio normal de compactao

dada pela formula:

E = (p.L.n.N) / V

em que:E = energia aplicada ao solo, por unidade de volumep = peso do soqueteL = altura de queda do soquete

n = nmero de camadasN = nmero de golpes aplicados a cada camadaV = volume do cilindro


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Energia de compactao no ensaioE = energia aplicada ao solo, por unidade de volumep = peso do soquete

L = altura de queda do soqueten = nmero de camadasN = nmero de golpes aplicados a cada camadaV = volume do cilindro

Ensaio P(kgf)

L (m) n N V(10-3 m3)

EC(102

kgf/m2)

Normal 2,5 0,305 3 25 1,000 5,60

Intermedirio 4,5 0,457 5 25 2,065 12,60

Modificado 4,5 0,457 5 55 2,065 26,60


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Ensaio de compactao O solo a ser ensaiado dever apresentar um teor de umidade

inferior ao timo previsto.

Aps a compactao, deve-se anotar a massa do corpo de provapara determinao da massa especifica e retirar trs pores dosolo, para determinao do teor de umidade.

Em seguida, adiciona-se uma quantidade de gua ao solo,suficiente para elevar, em relao ao ponto anterior, o seu teor deumidade, em torno de 2%.

Repete-se a tcnica descrita.

O ideal ser tomar de 4 a 5 pontos de forma que se possam ter doispontos abaixo e dois acima do teor timo.


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Material para o ensaio Adio de gua ao solo


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Homogeneizao do solo Colocao do solo no cilindro


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Compactao do soloRemoo do colar eaparo do solo excedente


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Pesagem do conjuntosolo+cilindro

Remoo da amostra do cilindro


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Determinao do teor de umidadesolo retirado do topo e da base da amostra


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Ensaio de compactao De posse dos pares de valores, massa especifica do solo e teor de

umidade, pode-se calcular a massa especfica seca mediante a

conhecida relao:

d = / (1+w)

Com os pares de valores d x w traa-se a curva de compactao e

determina-se o teor timo e o peso especfico seco mximo.

Traam-se tambm as curvas de saturao (Figura 1.59), que podemser calculadas, a partir da frmula:

d

= s

. Sr

. s

/ (Sr

. w

+ s

w)

O ensaio pode ser realizado com ou sem reso do material.


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Tipo de solo Valores tpicos

d, max

(g/cm3) wot(%)

Areia bem graduada SW 2,2 7

Argila arenosa SC 1,9 12

Areia mal graduada SP 1,8 15

Argila com baixaplasticidade

CL 1,8 15

Silte no-plstico ML 1,7 17Argila com altaplasticidade

CH 1,5 25


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Compactao no campo Soquetes

Manuais

Mecnicos

Placas vibratrias

Rolos compactadores estticosLisoP de carneiroPneumtico

Rolos compactadores vibratriosLisoP de carneiro

Rolo compactador pneumtico

Rolo compactador liso

Rolo p de carneiro


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Controle de compactao O solo trazido das reas de emprstimos deve ser espalhado

uniformemente sobre a rea a ser aterrada, em espessuras tais

que, aps a operao de compactao, atinjam as especificadas.

Geralmente, quanto mais finas, haver melhoria no s dacompactao como tambm do controle.

Uma faixa ideal de espessura deve situar-se entre 20 a 30 cm,chegando a um mximo de 45 cm.

A escolha do tipo de equipamento e do nmero de passadas podeser feita em aterros experimentais, os quais podem mesmo ser as

primeiras camadas da obra a ser construda.


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Controle de compactao Aps definidos a espessura da camada, o tipo de equipamento e o

nmero de passadas, restaria apenas manter o solo tanto quanto

possvel perto da unidade tima, a fim de que se pudesse obteruma alta eficincia na operao de compactao.

Tem repercusses bastante srias, sob o aspecto de

comportamento, o fato de a eficincia de compactao no atingiras vizinhanas do ponto mximo.

wcampo > wot : baixa resistncia e alta deformabilidade.

wcampo < wot : alta resistncia e baixa deformabilidade analisar orisco de saturao.


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Controle de compactao Grau de compactao:

GC = (dcampo/dmx) . 100 (%)

Desvio de umidade:

w = w - wot

Na prtica, o projetista, estabelece determinado grau decompactao e um desvio de umidade (GC = 95% do ensaio de

Proctor Normal e w = 2% em torno da umidade tima, porexemplo) que devem ser conseguidos no campo.


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Controle de compactao A obteno da massa especfica do aterro:

- cravando-se no aterro um cilindro biselado, de volume conhecido,registrando-se o seu peso;

- abrindo-se um furo sobre a camada com a pesagem do material escavadoe medio indireta do volume do furo aberto. Para isso preenche-se o furo

com areia de massa especifica conhecida ou com um lquido, introduzidono interior de uma membrana deformvel.

A obteno do teor de umidade: estufa, alcool, frigideira, speedy, microondas

S possvel lanar uma nova camada no aterro, aps ter-se conseguido,na camada anterior, os valores de GC e w especificados


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Controle de compactao Mtodo do

Cilindro de CravaoDeterminar o peso do

cilindro biseladoMontar o conjunto

sobre superfcie planaAplicar golpespara cravar o

cilindro


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Cilindro de Cravao

O cilindro deve ser cravadoat a marca de referncia

na sapata


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Cilindro de Cravao

O cilindro deve ser cravadoat a marca de referncia

na sapata

Remover o solo em torno docilindro e retirar o conjunto(cilindro e sapata), mantendo aamostra inteira.


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Cilindro de Cravao

Desconectar a sapatae o cilindro

Nivelar as extremidades


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Cilindro de Cravao

Retirar o excesso lateral

Pesar o conjunto cilindro e solo

Retirar a amostra do cilindro, usando oextrator e determinar o teor de umidade


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Cilindro de Cravao

P1 = peso do cilindroP2 = peso do cilindro + solo

w = teor de umidadeV = volume do cilindro = peso especfico do solo no campod = peso especfico seco do solo no campodmx = peso especfico seco mximo

GC = grau de compactao

V

PP21

=

wd

+

=

1

100*dmx

d

GC

=


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Frasco de AreiaAREIA CALIBRADA

Lavar a areia na #30

Usar a areia que passa na #16 e retida na #30

Encher o cilindro com a areia erasar a superfcie com uma rgua

Pesar o conjunto cilindro + base +areia

Obter o peso da areia no cilindro(Pa)

Calcular o peso especfico daareia:

V

Pa

areia=


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Frasco de Areia

Pesar o conjuntofrasco + areia P1

- Colocar a bandeja perfuradasobre uma superfcie plana;- Abrir o funil at preencher a

cavidade

Pesar o conjuntofrasco + areia P2

Clculo da quantidade de areia no funil: Q = P1 - P2


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Frasco de Areia

- Colocar a bandejasobre a superfcie(plana)

- Fazer um furoseguindo o orifcio dabandeja (prof. 15 a 20cm)

- Colocar o soloescavado na bandeja- Pesar o solo retiradodo furo - Psolo


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Frasco de Areia

- Colocar o conjuntosobre a bandeja

- Abrir o registro e encher o furo + funil- Pesar o conjunto aps o ensaio P2- Determinar o teor de umidade


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Frasco de Areia

- Recolher a areia contida no furo

- Peso da areia no furo e no funil:P3 = P1 P2

- Peso da areia no furoP4 = P3 Q

- Volume de solo

- Peso especfico do solo

- Peso especfico seco

Areia

solo

P

V

4

=

solo

solo

V

P=

wd

+

=

1


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CBR ndice de Suporte Califrnia ISC e CBR (California Bearing Ratio)

final da dcada de 1920 para avaliar o potencial de ruptura do

subleito, uma vez que era o defeito mais freqentemente observadonas rodovias do estado da Califrnia naquele perodo.

Ensaio penetromtrico toma como referncia a resistncia de ummaterial granular eu apresentava bom comportamento que erautilizado na California.

O CBR a relao entre as resistncias do material estudado e ado material padro.

Ex.: CBR = 20 %. A resistncia a penetrao do material 20% domaterial padro.


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CBR Procedimento de ensaio moldagem do corpo-de-prova: solo ou material passado na peneira

, compactado na massa especfica e umidade de projeto, em um

molde cilndrico de 150mm de dimetro e 125mm de altura, providode um anel complementar de extenso com 50mm de altura .

imerso do corpo-de-prova: quatro dias sobrecarga-padro de10lbs sobre o corpo-de-prova, que corresponde a 2,5 polegadas de

espessura de pavimento sobre o material. Fazem-se leituras pormeio de um relgio comparador, a cada 24 horas, calculando-se aexpanso axial do material em relao altura inicial do corpo-de-prova;

penetrao do corpo-de-prova: feita atravs do puncionamento naface superior da amostra por um pisto com aproximadamente50mm de dimetro, sob uma velocidade de penetrao de1,25mm/min.


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CBR Procedimento de ensaioMoldar ocorpo de

prova

Inverter o cilindroFixar o cilindro no prato


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CBR Procedimento de ensaioColocar o pratoperfurado e a haste de

expanso no espao dodisco espaador

Fixar o extensmetro no trip a

este a borda superior do cilindro


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CBR Procedimento de ensaioColocar o conjunto em um recipiente com gua at cobrir aamostra

Zerar o extensmetro com ahaste e fazer a leitura inicial

Fazer leitura a cada 24 h

A expanso a relao entre adiferena de leitura e a altura inicialdo corpo de prova


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CBR Procedimento de ensaio

Retirar o molde de dentro dotanque

Retirar o trip com relgiocomparador e sobrecargas

Inclinar o cilindro sobre ocolarinho para o escoamentodurante 15 minutos


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Colocar a sobrecarga de 4.536 g


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Colocar o conjunto naprensa

Zerar o relgio comparador Aplicar a carga coma velocidade de1,27 mm/min.


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O CBR final ser o maior dos valores obtidos naspenetraes de 0,1 (2,54 mm) e 0,2 (5,08 mm)


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