apostila - mec solos

Prof. Thayse Balarotti Pedrazzi – 1ºsem/2015 P á g i n a | 0

NOTAS DE AULA DE LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS - Prof. Thayse Balarotti Pedrazzi

UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

ESCOLA DE ENGENHARIA

MECÂNICA DOS SOLOS – LABORATÓRIO

NOTAS DE AULA

PROF. THAYSE BALAROTTI PEDRAZZI

[email protected]

1º SEMESTRE DE 2015

São Paulo – SP

mailto:[email protected]



AULA 1

• NOÇÕES DE SOLOS

• AMOSTRAGEM DE SOLOS: Amostras deformadas e Amostras indeformadas

• IDENTIFICAÇÃO TÁTIL-VISUAL

NBR—6502/1995 - Rochas e solos NBR—9603/1986 - Sondagem a trado NBR—6484/2001 - Sondagens de simples reconhecimento com SPT com método de ensaio DNER-PRO 002/1994 - Coleta de amostras indeformadas de solos NBR—9820/1997 - Coleta de amostras indeformadas de solos de baixa consistência em furos de sondagem

1. TERMINOLOGIA

Engenharia Civil

Terra: construção civil material natural não consolidado, possível de ser escavado por meio de ferramentas

tais como a enxada, pá, picareta ou equipamentos comuns de escavação, tais como o motor scraper, moto

escavadeira;

Solos: designa porções de terra estudadas pelos processos desenvolvidos pela mecânica dos solos e

especialidades afins. Para a mecânica dos solos, os termos terra e solo são utilizados como sinônimos,

conforme a definição apresentada de terra.

Geologia de engenharia ou geotécnica: utiliza a terminologia básica adotada em engenharia civil,

acrescentando as particularidades genéticas dos materiais em consideração.

Solos: matérias ou camadas constituintes do manto do intemperismo (regolito) e dos sedimentos não

consolidados.

2. AMOSTRAGEM DE SOLOS

2.1 AMOSTRAS DEFORMADAS

Constituem as amostras retiradas sem a preocupação da manutenção da estrutura natural ou da umidade

original do solo. São representativas quanto à textura e constituição mineral do solo;

Podem ser coletada superficialmente no terreno, a partir de sondagens e poços de investigação (valas);

A amostra coletada deve-se acondicionada em saco de plástico resistente, com quantidade de amostra

necessária para os ensaios programados. Caso seja necessário verificar a umidade natural desta amostra,

coleta-se 100g de solo em recipiente com tampa para realização do ensaio de umidade natural;

Podem ser utilizadas para: Identificação tátil-visual; teor de umidade higroscópica; ensaios de

granulometria; limites de consistência; massa específica dos sólidos; compactação; comportamento

mecânico e hidráulico de solos em condições compactado (adensamento, resistência ao cisalhamento,

CBR, permeabilidade)



Sondagem a trado Sondagem à percussão

2.2 AMOSTRAS INDEFORMADAS

Constituem as amostras retiradas que conservam a estrutura e umidade original do solo, além das já

citadas para as amostras deformadas. Podem ser subdivididas nos seguintes tipos: escavação e cravação.

2.2.1 ESCAVAÇÃO: BLOCO

1. Pode ser coletada superficialmente no terreno, a partir de trincheiras e poços;

2. É efetuada uma talhagem do solo no local programado, de modo a obter-se um bloco cúbico de dimensões

mínimas de 30x30x30 cm, envolvido em parafina e acondicionado em caixa de madeira com serragem;

3. Amostras utilizadas para ensaios de comportamento mecânico e hidráulico de solos em condições naturais

(adensamento, resistência ao cisalhamento, permeabilidade).



Fonte: Dra. Rita Moura Fortes

2.2.2 CRAVAÇÃO DE CILINDRO

1. É coletada superficialmente no terreno, a partir de trincheiras e poços, com a cravação de cilindros

biselados, em quantidades e locais programados;



2. Amostras utilizadas para ensaios de massa específica do solo e de comportamentos mecânicos e

hidráulicos dos solos em condições naturais e compactados (adensamento, resistência ao cisalhamento e

permeabilidade).

2.2.3 AMOSTRADOR SHELBY

1. Utilizado para obter amostras em solos de baixa resistência (moles argilosos);

2. O amostrador cilíndrico de parede fina, que é introduzido lentamente no furo de sondagem a percussão.

Quando retirado, uma válvula impede a saída do solo;

3. Estas amostras são utilizadas para ensaios de adensamento, permeabilidade e ensaio de cisalhamento.

3. IDENTIFICAÇÃO TÁTIL-VISUAL

3.1 CARACTERIZAÇÃO POR COR

Solo orgânico e Solo Inorgânico. Ocorrência de material orgânico: identificar a presença de cor preta ou

cinza e odor característico de matéria orgânica em decomposição

3.2 CARACTERIZAÇÃO POR TAMANHO DAS PARTÍCULAS

ABNT 6502 ARGILA SILTE AREIA FINA AREIA MÉDIA AREIA GROSSA PEDREGULHO

< 0,002 0,002 - 0,06 0,06 - 0,2 0,2 - 0,6 0,6 – 2 2 – 60 mm



3.2.1 ESTIMATIVA DA FRAÇÃO GROSSA

O primeiro aspecto a considerar é a provável quantidade de grossos (areia e pedregulho) existente no solo.

Grãos de pedregulho são bem distintos, mas os grãos de areia, ainda que visíveis individualmente a olho nu,

podem se encontrar envoltos por partículas mais finas, apresentando o mesmo aspecto de uma aglomeração

formada exclusivamente por estas partículas argilosas. Quando secas, as duas frações são dificilmente

diferenciáveis, quando úmidas, a aglomeração de partículas argilosas se transforma em uma pasta fina,

enquanto que a partícula arenosa revestida é facilmente reconhecida pelo tato, portanto, numa tentativa de

identificação tátil visual dos grãos de um solo, é fundamental que ele se encontre bastante úmido.

1. Esfregar, entre os dedos, uma porção do solo seco, pode-se identificar os tipos de partículas presentes pela

sua textura da seguinte forma: Areia: arranha; Silte: cobre os dedos com partículas macias;

2. Concreções ferruginosas.

Quando identificada a fração grossa do solo, devem ser definidas as suas:

Graduação: classificada como bem graduada ou mal graduada, conforme apresente, ou não, uma variação

nos tamanhos das partículas.

Forma dos grãos: classificar como angular ou arredondada

Mineralogia: identificar os minerais presentes na amostra. Os minerais encontrados nos solos são os

mesmos das rochas de origem (minerais primários), além de outros que se formam na decomposição

(minerais secundários)

3.2.2 ESTIMATIVA DA FRAÇÃO FINA

Definido se o solo é uma areia ou um solo fino, resta estimar se os finos apresentam características de silte

ou de argila. Alguns procedimentos para esta estimativa são:

1. Resistência a seco (pelotas secas ao ar): umedecer a amostra de solo, moldar um cubo (dimensões da

ordem de 1 cm) e deixar secar ao ar ou em estufa por 24 horas. Avaliar a dificuldade de romper o torrão

de solo quando apertado contra os dedos polegar e indicador, como alta, média e baixa. As argilas

apresentam uma resistência significativa e, quando quebradas, dividem-se em pedaços bem distinto. Ao

contrário, os siltes são menos resistentes e se pulverizam quando quebradas.



2. Dilatância (sacudidela, Shaking Test): avalia a plasticidade do solo em função a sua capacidade de reter

água. Formar uma pasta úmida de solo na palma da mão, e contar o número de golpes para o surgimento

de água na superfície da amostra quando se bate esta mão contra a outra. Ao contrário do que ocorre com

os siltes, nas argilas o impacto das mãos demora a provocar a aparecimento de água ou pode não

provocar.

TIPO DE REAÇÃO Nº DE GOLPES CLASSIFICAÇÃO

RÁPIDA 5 – 10 Pouca plasticidade

LENTA 20 – 30 Silte ligeiramente plástico ou Silte argiloso

MUITO LENTA > 30 Solo de alta plasticidade Argila

3. Plasticidade (facilidade em moldar o solo): moldar um solo rolinho de solo de 4 cm de comprimento e

0,2 cm de diâmetro sobre a placa de vidro esmerilhada, com umidade em torno do limite de plasticidade.

Avaliar a facilidade em se obter rolinho como: fraca, média, dura, rígida. As argilas apresentam-se mais

resistentes quando nesta umidade do que os siltes.



AULA 2

• DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE HIGROSCÓPICA

NBR 6457/1986 - Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização (método da estufa) (http://www.abntcatalogo.com.br) DNER ME 213/1994 - Solos - Determinação do teor de umidade (método da estufa) DNER ME 052/1994 - Solos e agregados miúdos - Determinação da umidade pelo método expedito "Speedy" DNER ME 088/1994 - Solos - Determinação da umidade pelo método expedito do álcool (http://ipr.dnit.gov.br) NBR 16097/2012 - Solos - Determinação do teor de umidade - métodos expeditos de ensaio

FLUXOGRAMA DE PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DEFORMADAS PARA OS

ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE SOLOS

TEOR DE UMIDADE DO SOLO

O solo é um material constituído por um conjunto de partículas sólidas, deixando entre si vazios que poderão

estar parcialmente ou totalmente preenchidos pela água.

A água contida no solo apresenta-se em diferentes estados e pode ser classificada em: água de constituição,

água adesiva ou adsorvida, água livre, água higroscópica e água capilar. As águas de constituição e

adsorvida fazem parte da estrutura da partícula sólida e nunca são eliminadas pelo aquecimento do solo. As

águas livre, higroscópica e capilar são as que podem ser totalmente evaporadas pelo efeito do calor, a uma

temperatura maior do que 100ºC e representam o teor de umidade do solo.

http://www.abntcatalogo.com.br/

http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/normas/DNER-ME213-94.pdf




http://ipr.dnit.gov.br/



Para determinar o teor de umidade do solo utiliza-se o método da estufa, sendo a operação mais frequente em

um laboratório de solos. Outros meios, mais simples e rápidos, para determinar a umidade de uma amostra

de solo consistem: método Speedy, método da frigideira e método do álcool. A vantagem destes métodos é

que eles podem ser executados em campo.

1. MÉTODO DA ESTUFA

1.1 MÉTODO

1. Determinar a tara de três conjuntos de cápsulas – Mt (cápsula + tampa)

2. Retirar três porções de solo representativas da amostra

3. Acondicionar cada porção em uma cápsula e tampar

4. Pesar o conjunto cápsula + solo (solo no seu estado natural, razão pela qual a amostra a examinar não

deve perder umidade) – Mt+u (massa da cápsula + solo úmido)

5. Abrir a cápsula e colocar em estufa a 105ºC e 115°C (±110ºC) até constância de peso (24 horas). Retira-

se da estufa e deixa-se no dessecador

6. Pesar novamente o pesar o conjunto cápsula + solo – Mt+s (massa da cápsula + solo seco)

1.2 RESULTADOS

O teor de umidade (w) para cada uma das cápsulas é calculado pela fórmula:

onde, w = teor de umidade, em %; Mu = massa úmida, em g; Ma = massa da água, em g; Ms = massa seca (ou

massa dos grãos), em g.

O teor de umidade da amostra de solo será a média aritmética dos valores que não se afastam mais do que

5% do valor médio calculado.

1.3 CONSIDERAÇÕES DE LABORATÓRIO

A temperatura da estufa não deverá ser superior a ±110ºC, pois se corre o risco da decomposição de alguns

tipos de matérias orgânicas as quais ocorrem em solos. Geralmente a amostra é seca de um dia para o outro

em estufa, mesmo sabendo que o tempo real de secagem necessário depende do tipo, quantidade e forma do

solo utilizado. Como indicação preliminar: para solos arenosos, um mínimo de seis horas, e para solos

argilosos um mínimo de doze horas de permanência em estufa.



TEOR DE UMIDADE HIGROSCÓPICA

AMOSTRA: DATA: ___/___/___

DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO DA ESTUFA (NBR 6457/1986) (DNER-ME 213/1994)

CÁPSULA TARA (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Múmida (g) Mseca (g) Mágua (g) W (%)

W (médio) =

DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO DA FRIGIDEIRA (NBR 16097/2012)

ENSAIO TARA (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Múmida (g) Mseca (g) Mágua (g) W (%)

W (médio) =

DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO DO ÁLCOOL (DNER-ME 088/1994)

ENSAIO TARA (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Múmida (g) Mseca (g) Mágua (g) W (%)

W (médio) =

DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO SPEEDY (DNER - ME 052/1994) (NBR 16097/2012)

ENSAIO LEITURA MANÔMETRO (kg/cm2) TEOR DE UMIDADE (%)

W (médio) =



AULA 3

• DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE DO SOLO

ABNT NBR MB 2887/1988 Solo - Determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas, com emprego de balança hidrostática

1. MÉTODO

2. Aparar a amostra de solo, utilizando-se faca ou espátula, de forma a obter um corpo de prova (torrão de

solo) o mais arredondado possível, evitando-se arestas, com diâmetro da ordem de 2 cm, mas de forma a

se obter uma amostra representativa do solo em estudo

3. Pesar o corpo de prova e anotar o valor como Msolo

4. Envolver, com auxílio de um pincel, toda a superfície do corpo de prova em parafina derretida, para

preencher os vazios superficiais da amostra

5. Amarrar o corpo de prova com linha ou fio de nylon, e recobri-lo completamente com parafina através de

sucessivas imersões na parafina derretida, em especial a região com o laço do fio, formando camadas

finas a cada imersão. A parafina não deve estar superaquecida

6. Aguardar o resfriamento da parafina e pesar o corpo de prova parafinado, anotar o valor como

M(solo+parafina)ar

7. Montar o equipamento (balança + moldura + recipiente), usando água destilada no recipiente. O corpo de

prova deve ser fixado na moldura de forma que possa ser completamente imerso na água

8. Imergir completamente o corpo de prova na água, certificando-se que não existam bolhas de ar aderidas à

superfície do mesmo, anotar a leitura da balança como M(solo+parafina)imersa. A temperatura da água

destilada deve ser medida

9. Retirar o corpo de prova da água e esperar que sua superfície seque. Depois, retirar toda a camada de

parafina e separar duas porções do corpo de prova para a determinação do teor de umidade da amostra de

solo

10. Realizar o ensaio duas vezes para confirmação dos resultados. O peso específico natural do solo deve ser

expresso com três casas decimais



2. RESULTADOS

A massa específica natural do solo (), definido como a massa de solo existente em dado volume de solo, é

determinada pela equação: Vsolo

Msolo .

Baseado no Princípio de Arquimedes – Lei de Empuxo (“Se um corpo sólido é total ou parcialmente imerso

em um líquido, o empuxo agindo no corpo é igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo, e age

verticalmente para cima através do centro de gravidade do líquido deslocado. A massa aparente de um

corpo sólido imerso em água é portando igual à massa do corpo menos a massa de água deslocada.”), o

volume do solo (Vsolo) é obtido por meio do peso imerso na água e dado pela sequência de equações abaixo:

1. )()()( parafinasoloVparafinasoloMparafinasoloME imersaar

2. MsoloparafinasoloMMparafina ar )(

3. parafina

MparafinaVparafina

4. VparafinaparafinasoloVVsolo )(

onde, E = empuxo; parafina = massa específica da parafina igual a 0,916 g/cm3.

A massa específica natural do solo () não varia muito entre os diferentes solos e situa-se em torno de 1,9 a

2,0 g/cm3, podendo ser um pouco maior (2,1 g/cm

3) ou um pouco menor (1,7 g/cm

3) e diminuindo mais para

os solos que contêm elevado teor de matéria orgânica.

A partir dos valores de e w obtidos no ensaio é possível determinar a massa específica do solo seco (d),

definida como a massa de sólidos existente em dado volume de solo, através da correlação: w

d

1

; que

situa-se entre 1,3 e 1,9 g/cm3 e diminuindo para os solos que contêm elevado teor de matéria orgânica. De

maneira que é uma ferramenta valiosa com relação ao controle de compactação (Grau de Compactação - GC)

para aterros ou camadas de base e sub-bases de pavimentos.



MASSA ESPECÍFICA APARENTE DO SOLO (NBR MB 2887/1988)


DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO DA ESTUFA (NBR 6457/1986) (DNER-ME 213/1994)

CÁPSULA TARA (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Múmida (g) Mseca (g) Mágua (g) W (%)

W (médio) =

ENSAIO 1 ENSAIO 2

MASSA SOLO - Msolo (g) MASSA SOLO - Msolo (g)

MASSA SOLO C/ PARAFINA - M(solo+parafina)ar (g)

MASSA SOLO C/ PARAFINA - M(solo+parafina)ar (g)

MASSA SOLO IMERSO -M(solo+parafina)imersa (g)

MASSA SOLO IMERSO - M(solo+parafina)imersa (g)

parafina (g/cm3) 0,916 parafina (g/cm3) 0,916

Volume Amostra (cm3) Volume Amostra (cm3)

Massa da parafina (g) Massa da parafina (g)

Volume da parafina (cm3) Volume da parafina (cm3)

Volume do Solo (cm3) Volume do Solo (cm3)

solo(g/cm3) solo(g/cm3)

solo (g/cm3) =

d (g/cm3) =



AULA 4

• DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS SÓLIDOS

ABNT NBR 6508/1984 - Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm - Determinação da massa específica

Um solo consiste de uma acumulação de partículas as quais podem ser de um tipo mineral único, como uma

areia pura de quartzo, ou mais usualmente uma mistura de tipos de minerais, cada um apresentando uma

massa especifica diferente. Para cada solo consistindo de uma variedade de minerais se encontrará a massa

específica dos sólidos média da massa como um todo.

MASSA ESPECÍFICA VALORES DE PARA VÁRIOS MINERAIS (g/cm3)

Quartzo 2,65

Feldspato 2,54 – 2,76

Calcita 2,72

Muscovita 2,7 – 3,1

Biotita 2,9 – 3,2

Colinita 2,61

Ilita 2,84

Montmorilonita 2,74

1. MÉTODO

1. Desmanchar os torrões da amostra de solo com cuidado e homogeneizar a amostra

2. Passar a amostra pela peneira de abertura 4,8 mm

3. Colocar 50g (M1) de solo que tenha passado na peneira nº 10 em uma cápsula com água destilada, de

forma a imergir o material, por no mínimo 12 horas (para separar e desfazer os grumos)

4. Transferir o material para o copo dispersor lavando a cápsula com água destilada para a completa

remoção do material, evitando perdas

5. Completar o copo dispersor com água destilada até a metade de sua capacidade e dispersar a solução por

15 minutos

6. Com o auxílio do funil de vidro, transferir a solução para o picnômetro, removendo todo o material com a

ajuda de água destilada, evitando perda de material

7. Adicionar água destilada até ultrapassar 1 cm a altura da camada de solo depositada e aplicar vácuo por

pelo menos 15 minutos, para a completa retirada do ar da solução. Agitando suavemente o frasco para

aumentar a eficiência do processo. O processo deverá ser encerrado quando não mais ocorrer o

aparecimento de bolhas à superfície da água

8. Adicionar água deaerada ao picnômetro até cerca de 1 cm abaixo da marca de referência e deixá-lo em

repouso para que a temperatura entre em equilíbrio com o meio ambiente



9. Com auxílio do conta-gotas, completar o picnômetro com água deaerada até a marca de referência,

secando a parte externa e o gargalo acima da marca de referência

10. Pesar o conjunto picnômetro+sólidos+água e anotar o valor como M2

11. Determinar, logo a seguir, com resolução de 0,1ºC, a temperatura do conteúdo do picnômetro. Com esse

valor, obter na curva de calibração correspondente, com resolução de 0,01g, a massa do picnômetro

cheio de água (M3) (por exemplo figura 1)

12. Para obter um alto grau de precisão, repetir o ensaio três vezes consecutivas

2. RESULTADOS

A massa específica dos sólidos, definido como a massa de sólidos existente em dado volume de solo seco,

representa a média das massas específicas dos minerais componentes do solo e é determinada pela equação:

Vs

Mss . Para o ensaio, s é obtido pela equação:

231

1

100

100100

100

MMw

Mw

M

s

Após calcular os valores de s para cada repetição do ensaio, transformar esses valores para a temperatura de

20ºC através da relação abaixo: sTwCs º20

onde, (w)T = massa específica da água, na temperatura de ensaio, obtida na tabela em anexo na norma

técnica correspondente.

Considerar os ensaios satisfatórios quando os seus resultados não diferirem de mais que 0,02g/cm3. O

resultado final, média obtida de pelo menos dois ensaios considerados satisfatórios, deve ser expresso com

três algarismos significativos, em g/cm3.



O valor da massa específica dos sólidos não varia muito entre os diferentes solos e situa-se em torno de 2,7

g/cm3, sendo este valor adotado quando não se dispõe do valor específico para o solo em estudo, diminuindo

para as areias (2,65 g/cm3) e aumentando para as argilas lateríticas (até 3,0 g/cm

3).

Na ausência de dados, valores típicos de massa específica dos sólidos podem ser tomados:

SOLO s (g/cm3)

Areia 2,65 – 2,68

Pedregulho 2,65 – 2,68

Argila inorgânica 2,68 – 2,72

Argila orgânica 2,62 – 2,66

Silte 2,65 – 2,68

A partir dos valores de s, w e d, obtido a partir do valor de (segundo a NBR 10838), é possível

determinar os índices físicos da amostra de solo em estudo, que são relações entre massas ou entre volumes

ou ainda entre massas e volumes das fases sólida, líquida e gasosa constituintes de um solo que permitem

conhecer as características físicas do solo num determinado estado em que o mesmo se encontra, através das

correlações apresentadas na tabela abaixo:

ÍNDICE FÍSICO CORRELAÇÃO LIMITES DE VARIAÇÃO

Índice de vazios

1d

se

0,5 – 1,5, aumentado para as argilas

orgânicas

Porosidade (%) e

e

1 0 – 100

Grau de saturação (%)

w

s

e

wS

0 – 100

Massa específica do solo saturado (g/cm3) e

e wssat

1

da ordem de 2,0

MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS (NBR 6508/1984) AMOSTRA: DATA: ___/___/___

DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO DA ESTUFA (NBR 6457/1986) (DNER-ME 213/1994) CÁPSULA TARA (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Múmida (g) Mseca (g) Mágua (g) W (%)

W (médio) =

ENSAIO 1 ENSAIO 2

SOLO ÚMIDO (M1) (g) SOLO ÚMIDO (M1) (g)

PIC. + ÁGUA (M3) (g) PIC. + ÁGUA (M3) (g)

PIC. + ÁGUA + SOLIDOS (M2) (g) PIC. + ÁGUA + SOLIDOS (M2) (g)

TEMPERATURA (°C) TEMPERATURA (°C)

(água em T) (g/cm3) (água em T) (g/cm

3)

(grãos) (g/cm3) (grãos) (g/cm

3)

grãos (g/cm3) =



AULA 5

• DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE ATTERBERG

ABNT NBR 6459/1984 - Solo - Determinação do limite de liquidez ABNT NBR 7180/1984 Versão Corrigida: 1988 - Solo - Determinação do limite de plasticidade ABNT NBR 7183/1982 - Determinação do Limite e Relação de Contração dos Solos

Os solos arenosos são perfeitamente identificáveis por meio de suas curvas granulométricas, isto é, areias ou

pedregulhos de iguais curvas granulométricas comportam-se semelhantemente na prática.

No entanto, a experiência mostrou que para os solos em cuja textura haja certa porcentagem de fração fina,

em especial as argilas, apenas a granulometria não é suficiente para determinar o comportamento do solo na

prática, mas é necessário analisar também o seu comportamento frente à água, a sua consistência. As argilas

apresentam propriedades físico-química de atração de água em suas superfícies que fazem com que um solo

argiloso tenha consistência e comportamentos muito diferentes conforme o seu teor de umidade: quando

muito úmido, ele se comporta como líquido, quando perde parte de sua água, fica plástico, e quando mais

seco, torna-se quebradiço. Ou seja, o comportamento físico dos solos de granulometria fina (argilas e siltes),

em relação a propriedades como compressibilidade, resistência ao cisalhamento e permeabilidade, é

relacionado ao grau de umidade da amostra.

Os teores de umidade correspondentes às mudanças de estado, como mostra a figura abaixo, são definidos

como Limite de Contração (LC), Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP) dos solos, índices

propostos pelo engenheiro químico Atterberg.

O LL é o teor de umidade de um solo passante na peneira nº 40 (# 0,42 mm) quando são necessários 25

golpes no aparelho de Casagrande para fechar uma ranhura padrão na amostra com um cinzel padronizada. O

LP é teor de umidade de um solo passante na peneira nº 40 (# 0,42 mm) quando em um ensaio padronizado o

cilindro de solo atinge as primeiras fissuras com 3 mm de diâmetro. O LC é definido como sendo o teor de

umidade de um solo passante na peneira nº 40 (# 0,42 mm) a partir da qual o solo não mais diminui de

volume ao continuar perdendo umidade. O LL e o LP, junto com a granulometria, são propriedades que

permitem identificar qualquer solo quanto ao seu comportamento físico (como material de construção),

principalmente para fins rodoviários, não indicando o seu comportamento mecânico.



1. LIMITE DE LIQUIDEZ

1.1 CALIBRAÇÃO DO APARELHO DE CASAGRANDE

Verificar a altura de queda, regulando o aparelho

Verificar a base de ebonite e a base da concha

Verificar as dimensões do cinzel (padronizadas)

Verificar as condições gerais do aparelho – polimento da parte interna, folgas no sistema excêntrico-

manivela

Características da base de ebonite do aparelho: deixar a esfera de aço cair em queda livre de uma altura de

250 mm sobre sua superfície. A altura de restituição deve estar entre 185 e 230 mm

A massa do conjunto concha + guia do excêntrico deve estar entre 185 e 230 g

O excêntrico deve ter forma tal que durante os últimos 3 mm o movimento do mesmo não provoque

variações na altura da concha, em relação à base (raio constante)

O pino que conecta a concha deve estar firme, não se deslocando lateralmente

Os parafusos que conectam a concha devem estar apertados

Os pontos de contato, tanto da base quanto da concha, não podem estar gastos

A concha não deve apresentar ranhuras perceptíveis ao tato

O cinzel deve estar em perfeito estado

Afrouxar os parafusos de fixação e ajustar o aparelho de modo que o ponto de contato da concha com a base

esteja 10 mm acima da base, quando aquela estiver no ponto mais alto do seu curso, utilizando para tal um

gabarito. Após o ajuste e o aperto dos parafusos, testar o ajuste girando rapidamente a manivela várias vezes

e verificando novamente a altura de queda da concha.

1.2 MÉTODO

1. Destorroar o material no almofariz

2. Passar o material pela peneira nº 40 (# 0,42 mm), obtendo cerca de 100g passada

3. Adicionar água destilada no material, revolvendo vigorosamente com a espátula de forma a se obter uma

pasta homogênea



4. Transferir parte da mistura para a concha do aparelho de CASAGRANDE, alisando a superfície, obtendo

uma pasta com espessura de 10 mm e ocupando no máximo um comprimento de 2/3 da concha

5. Dividir a pasta ao meio com o cinzel (chato para solos arenosos e curvo para solos argilosos) de forma a

abrir uma ranhura ao longo da concha, mantendo o cinzel perpendicular ao fundo da concha

6. Colocar a concha no aparelho, evitando choques e rodar a manivela à razão de duas voltas por segundo,

contando o número de golpes dados

7. Anotar o número de golpes necessários para fechar 10 mm na base da ranhura

8. Retirar uma pequena porção de amostra junto à ranhura para a determinação do teor de umidade da

amostra

9. Retornar o material para o almofariz, adicionando água destilada e homogeneizando o material

10. Limpar a concha e repetir o procedimento, aumentando cada vez o teor de umidade da amostra pela

adição de água destilada, de forma a se obter cinco pares de valores teor de umidade versus número de

golpes. O número de golpes deve estar entre 10 e 40, sendo dois abaixo 25 e dois acima de 25 e um bem

próximo a este valor

1.3 RESULTADOS

Colocar em papel semi-log os pares de valores teor de umidade versus número de golpes (no eixo das

ordenadas marca-se o teor de umidade em escala linear e no eixo das abscissas marca-se o número de golpes

em escala logarítmica) e traçar uma reta média por estes pontos.

O Limite de Liquidez (LL) será o teor de umidade para 25 golpes, e o resultado obtido será levado ao

inteiro mais próximo e dado em porcentagem. Na impossibilidade de se obter o fechamento da

ranhura com mais de 25 golpes, considerar a amostra como não apresentando LL (NL).

2. LIMITE DE PLASTICIDADE

2.1 MÉTODO

1. Destorroar o material no almofariz



2. Passar o material pela peneira nº 40 (# 0,42 mm), obtendo cerca de 50 g passada

3. Adicionar água destilada no material, obtendo uma pasta uniforme. O tempo de homogeneização deve ser

de 15 minutos

4. Separar cerca de 10 g de material, fazer uma pequena bola e, com a palma da mão, rolar esta bola sobre a

placa de vidro de forma a lhe dar formato cilíndrico

5. Interromper o processo quando as duas condições forem obtidas: o cilindro estiver com diâmetro de 3 mm

(comparar com o gabarito) e aparecimento de fissuras no cilindro

6. Caso o cilindro atinja 3 mm sem se fissurar, amassar o material nas mãos e refazer a bolinha, rolando

novamente sobre o vidro

7. Caso o material fissure antes de 3 mm, retorná-lo ao almofariz e acrescentar mais água, homogeneizando,

e refazer o ensaio

8. Quando atingida as duas condições descritas, colocar o trecho de solo fissurado em uma cápsula de

alumínio e determinar o teor de umidade da amostra

9. Repetir o ensaio cinco vezes

2.2 RESULTADOS

Para cada um dos cinco ensaios realizados com a amostra de solo, determinar o teor de umidade (w).

O Limite de Plasticidade (LP) será a média dos teores de umidade, considerando-se como válidos os

valores que não diferem da média em 5%. Caso isto ocorra, desprezar estes pontos e refazer a média



com os outros valores. A definição do LP de um solo deverá ser dada pela média de pelo menos três

determinações, e o valor da média será levado ao inteiro mais próximo e dado em porcentagem. Caso

isso não aconteça o ensaio deverá ser refeito.

Na impossibilidade de se obter um cilindro nas condições já descritas, considerar a amostra como não

apresentando LP (NP).

A quantidade de água necessária para alterar a consistência de um dado solo, levando seu teor de

umidade do LP para o LL é um indicativo da plasticidade deste solo, e é traduzida pelo índice de

Plasticidade (IP), onde LPLLIP . Geralmente, o IP é máximo para as argilas e mínimo, ou nulo

(NP), para as areias.

ÍNDICE DE PLASTICIDADE IP (%) CLASSIFICAÇÃO

1 a 7 Fracamente plástico 7 a 15 Mediamente plástico > 15 Altamente plástico

A partir dos valores de teor de umidade, LL e LP é possível determinar de forma direta a consistência de um

solo no seu estado natural, expressa pela relação: LPLL

wLLIC

, que se denomina Índice de Consistência. O

IC serve para caracterizar uma argila, ou solo predominantemente argiloso, em relação a sua resistência da

seguinte forma:

CONSISTÊNCIA ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA (IC) RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES (kPa)

Muito mole < 0 < 25 Mole 0 a 0,5 25 a 50

Média 0,5 a 0,75 50 a 100 Rija 0,75 a 1,0 100 a 400

Dura > 1,0 > 400

O IC só pode ser utilizado para classificar argilas saturadas, uma vez que argilas não saturadas podem

apresentar índice de vazios elevado, baixa resistência e baixa umidade, o que indicaria alto IC (alta

resistência).



LIMITES DE ATTERBERG


Limite de Liquidez (LL) (NBR 6459/1984)

Cápsula Tara (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Mágua (g) Mseca (g) w (%) Número

de golpes (un)

Limite de Plasticidade (LP) (NBR 7180/1984) Cápsula Tara (g) Tara + Múmida (g) Tara + Mseca (g) Mágua (g) Mseca (g) w (%)

Resultados

LL (%)

NL

LP (%)

NP

IP (%)

NP

ÍNDICE DE PLASTICIDADE

(IP)

Classificação

ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA (IC)

IP

wLLIC

Classificação

ATIVIDADE COLOIDAL (Ac)

ila

IPAc

arg%

Classificação

0 Não plástico < 0 Muito mole < 0,75 Atividade baixa

1 -5 Ligeiramente plástico 0 - 0,5 Mole 0,75 – 1,25 Atividade normal

5 -10 Plasticidade baixa 0,5 - 0,75 Média > 1,25 Atividade alta

10 -20 Plasticidade média 0,75 - 1,0 Rija

20 - 40 Plasticidade alta > 1,0 Dura

> 40 Plasticidade muito alta

Valores típicos de LL, LP, LC, e Ac de alguns minerais argila

MINERAL ARGILA LL (%) LP (%) LC (%) Ac

Caulinita 35 – 100 20 – 40 25 – 29 0,3 – 0,5

Ilita 60 – 120 35 – 60 15 – 17 0,5 – 1,2

Montmorilonita 100 - 900 50 - 100 8,5 - 15 1,5 – 7,0



AULA 6

• DETERMINAÇÃO DA GRANULOMETRIA COMPLETA

NBR 7181/1984 - Solo - Análise granulométrica NBR 6502/1995 - Solo - Escala granulométrica

Uma análise da distribuição do tamanho das partículas é um índice necessário para os solos, de modo a saber

qual fração (pedregulho, areia, silte ou argila) é predominantemente no solo e, de forma limitada, qual dessas

faixas de tamanho determinará seu comportamento no que tange à engenharia.

Faz-se a distinção entre dois processos de laboratório imprescindíveis para a montagem da curva de

distribuição granulométrica: 1) o peneiramento, para os solos grossos (pedregulhos e areias); 2) a

sedimentação, para solos finos (siltes e argilas). Para solos contendo ambas as partículas grossas e finas, os

dois processos são realizados (granulometria completa).

Para a fração de solos grosso as proporções dos vários tamanhos são determinadas a partir do lado da

abertura do quadrado da malha das peneiras, enquanto que para os solos finos elas são determinadas pelo

diâmetro de esferas equivalentes obtidas da análise por sedimentação, apesar das partículas de siltes e, em

especial, de argilas não serem perfeitamente esféricas. Esta aproximação é feita, pois é mais importante a

distribuição de tamanhos do que a magnitude absoluta do tamanho da partícula.

Embora o comportamento de solos não coesivos (grossos) possa, geralmente, ser ligado ao tamanho da

partícula, o comportamento dos solos coesivos depende mais de fatores como: tipo de mineral e história

geológica, do que do tamanho das partículas. O comportamento físico de uma argila é mais importante do

que sua distribuição granulométrica, e para isso os Limites de Atterberg dão informações mais significativas.

1. PREPARAÇÃO DA AMOSTRA

1. Secar a amostra ao ar até umidade higroscópica.

2. Obter a quantidade de amostra seca ao ar (Mt), de acordo com a tabela

Dimensão dos grãos maiores contidos na amostra (mm)

Balança a ser utilizada

Capacidade nominal (kg) Resolução (g)

> 25 10 1

5 - 25 5 0,5

< 5 1,5 0,1

3. Destorroar o material no almofariz com mão de gral revestida de borracha e passa-se o material na peneira

nº 10 (# 2,0mm)

4. 1ª etapa - peneiramento grosso ( > 2,0mm): para o material retido na peneira nº 10 (# 2,0mm), lavar para

eliminar o material fino aderente e secar em estufa



5. 2ª e 3ª etapas - sedimentação e peneiramento fino ( < 2,0mm): para o material que passa na peneira nº 10

(# 2,0mm), tomar cerca de 120g no caso de solos arenosos, ou 70 g se solos siltosos e argilosos, para a

sedimentação e o peneiramento fino. Tomar ainda cerca de 100g para três determinações da umidade

higroscópica (w), de acordo com a NBR 6457/1986.

2. PENEIRAMENTO GROSSO

2.1 MÉTODO

1. Pesar o material seco retido na peneira nº 10 (# 2,0mm) e anotar Mg

2. Utilizando-se o agitador mecânico, passar esse material pelo conjunto de peneiras: # 50mm, # 38mm, #

25mm, # 19mm, # 9,5mm, # 4,8mm, nº 10 (# 2,0mm). O peneiramento grosso deverá ser feito com

auxílio do vibrador automático de peneiras por, no mínimo, 10 minutos

3. Pesar as massas retidas acumuladas em cada peneira e anotar os valores. O material deverá ser manuseado

com bastante cuidado de forma a evitar perda de massa, prejudicando a pesagem

2.2 RESULTADOS

Calcular a massa total da amostra seca (Ms):

onde, w = umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0mm.

As porcentagens de materiais que passam nas peneiras acima referidas são determinadas em função da massa

total da amostra seca:

onde, Qg = porcentagem de material passado em cada peneira; Mi = massa do material retido acumulado em

cada peneira, em g.

Traçar, em um gráfico semi-log, a curva granulométrica para o solo granular com os pares de valores obtidos

de diâmetro dos grãos (abertura da malha da peneira em mm) versus porcentagem passada (Qg) para

partículas ≥ 2mm.

A curva granulométrica possibilita as areias e pedregulhos sejam identificados como sendo de três tipos,

baseando-se na distribuição por tamanho das partículas:

1. Solos uniformes: nos quais a maioria dos grãos são muito próximos e um mesmo tamanho, sendo que a

curva granulométrica apresenta-se íngreme; são considerados como mal graduados

2. Solos bem graduados: contendo uma ampla e completa distribuição de tamanho de partículas, sendo que

apresenta uma curva granulométrica contínua que varre diferentes peneiras

3. Solos mal graduados: apresentam-se deficientes em certos tamanhos, sendo que a curva granulométrica

apresenta seções distintas separadas por uma porção quase horizontal



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100

% q

ue

pa

ss

a

Diâmetro dos grãos (mm)

Representação de diferentes Curvas Granulométricas

Solo bem graduado (não uniforme) Solo mal graduado (curva descontínua)

Solo mal graduado (uniforme)

A curva de distribuição granulométrica é frequentemente representada por três parâmetros:

1. Coeficiente de não Uniformidade (CNU): dá uma ideia da inclinação da curva granulométrica. Quanto

maior o CNU mais bem graduado é a areia; areias com CNU < 2 são chamadas areias uniformes e solos

residuais apresentam CNU entre 300 e 400.

10

60

D

DCNU , onde D60 = diâmetro que corresponde, na curva granulométrica, à porcentagem que passa

igual a 60% e D10 = diâmetro que corresponde à porcentagem que passa igual a 10%, chamado como

diâmetro efetivo.

2. Coeficiente de Curvatura (CC): dá uma ideia do formato da curva granulométrica e permite identificar

eventuais descontinuidades ou concentração muito elevada de grãos mais grossos no conjunto.

Considera-se o solo como bem graduado quando CC está entre 1 e 3 (curva suave) (figura 1). Quando

CC < 1 a curva tende a ser descontínua, há falta de grãos de determinado diâmetro (figura 2). Quando CC

> 3 a curva tende a ser muito uniforme na sua parte central (figura 3).

6010

2

30

DD

DCC

, onde D30 = diâmetro que corresponde, na curva granulométrica, à porcentagem que

passa igual a 30%.



3. SEDIMENTAÇÃO E PENEIRAMENTO FINO

3.1 MÉTODO

1. Para o material que passa na peneira nº 10 (# 2,0mm), tomar cerca de 120 g, no caso de solos arenosos, ou

70 g, se solos siltosos e argilosos, para a sedimentação e o peneiramento fino, e anotar como Mh. Tomar

ainda cerca de 100 g para três determinações da umidade higroscópica (w), de acordo com a NBR 6457

2. Transferir o material em um béquer e acrescentar a solução de defloculante (45,7 g hexametafosfato de

sódio para cada 1000 cm3 de água destilada), na razão de 125 ml de solução para cada 100 g de amostra.

Agitar o béquer e deixar o material imerso na solução por no mínimo 12 horas, de modo que as partículas

finas se desagreguem e, assim, possam atuar individualmente durante a sedimentação

3. Transferir a mistura para o copo dispersor, removendo o material do fundo do béquer com o auxílio de

água destilada, e agitar por 15 minutos

4. Transferir a dispersão para a proveta, removendo o material do fundo do copo dispersor com auxílio de

água destilada, e completar a proveta até a marca de referência de 1000 cm3

5. Tampar a boca da proveta com a palma da mão e agitá-la de forma enérgica durante 1 minuto, de modo a

homogeneizar todo o material

6. Imediatamente após terminada a agitação, colocar a proveta sobre uma mesa, anotar o tempo exato do

início da sedimentação e mergulhar cuidadosamente o densímetro na dispersão



7. Efetuar as leituras do densímetro (na parte superior do menisco) correspondentes aos tempos: 30 s, 1 min

e 2 min, sem retirar o densímetro. Nas leituras seguintes, retirar o densímetro cuidadosamente da

dispersão e mergulhá-lo em uma proveta com água limpa

8. Fazer as leituras subsequentes a: 4 min, 8 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h, 4 h, 8 h e 24 h, a contar do início

da sedimentação. A introdução do densímetro na dispersão deve ser feita lentamente e com cerca de 15 a

20 segundos de antecedência da leitura

9. Após cada leitura, mergulhar o densímetro em uma proveta com água limpa e medir a temperatura da

dispersão

10. Realizada a última leitura, verter o material da proveta na peneira nº 200 (# 0,075mm) e lavar o material

com água potável à baixa pressão

11. Secar em estufa o material retido na peneira de 0,075mm e proceder o peneiramento fino, passando pelas

peneiras: nº 16 (# 1,2mm), nº 30 (# 0,6mm), nº 40 (# 0,42mm), nº 50 (# 0,30mm), nº 100 (# 0,15mm), nº

200 (# 0,075mm)

12. Pesar as massas retidas acumuladas em cada peneira e anotar os valores (Mi). O material deverá ser

manuseado com bastante cuidado de forma a evitar perda de massa, prejudicando a pesagem

3.2 RESULTADOS

3.2.1 SEDIMENTAÇÃO

A teoria da sedimentação é baseada no fato de que partículas grandes em suspensão em um líquido decantam

mais rapidamente do que partículas pequenas, assumindo-se que todas as partículas têm densidade e

formatos similares (aproximadamente esférica). De forma geral, as areia levam de 30 a 60 segundos para se

sedimentarem, os siltes de 4 horas e as argilas várias horas e até vários dias.

A lei de Stokes estabelece uma relação entre o diâmetro da partícula esférica e sua velocidade de queda em

um meio líquido de viscosidade e peso específico conhecidos, na qual a velocidade de queda é proporcional

ao quadrado do diâmetro da partícula:

onde, a = altura de queda das partículas, correspondente à leitura do densímetro (obtida na curva de

calibração do densímetro), em cm; t = tempo de sedimentação, em segundos; s = massa específica dos grãos

(de acordo com a NBR 6508, mas a partir de cerca de 500 g de material passado na peneira 2,0mm), em

g/cm3; m = massa específica do meio dispersor, à temperatura do ensaio, em g/cm

3, que para efeito de

cálculo deve-se considerar igual a 1 g/cm3; = coeficiente de viscosidade do meio dispersor, à temperatura

do ensaio, em g.s/cm2 (de acordo com a tabela 2 anexa na NBR 7181); D = diâmetro máximos das partículas,

em mm. Esta lei é válida para partículas com diâmetro entre 0,0002 e 0,2 mm, incluindo as frações argila que

não aproximadamente esféricas. Portanto, a lei de Stokes nos dá o diâmetro máximo equivalente das

partículas em suspensão no momento de cada leitura do densímetro:



.

As porcentagens correspondentes a cada leitura do densímetro, referida à massa total da amostra, são obtidas

por:

onde, Qs = porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura do densímetro; N = porcentagem de

material passado na peneira de 2,0 mm, calculado conforme item 1.2 (Qg); P2 = peso de material seco

submetido à sedimentação, em g; LC = leitura corrigida do densímetro, definida como a diferença entre a

leitura do densímetro na suspensão e a leitura do densímetro no meio dispersor na mesma temperatura da

suspensão (por exemplo figura 4). A correção da leitura obtida no densímetro é para eliminar a influência do

hexametafosfato de sódio na densidade da solução solo+água.

Com os valores do diâmetro dos grãos (D) e as respectivas porcentagens passadas (Qs) é possível construir a

curva granulométrica para partículas < 0,075mm.

3.2.2 PENEIRAMENTO FINO

Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras nº 16 (# 1,2mm), nº 30 (# 0,6mm), nº 40 (#

0,42mm), nº 50 (# 0,30mm), nº 100 (# 0,15mm) e nº 200 (# 0,075mm):

onde, Qf = porcentagem de material passado em cada peneira; N = porcentagem de material passado na

peneira de 2,0 mm, calculado conforme item 1.2 (Qg); Mh = massa do material úmido submetido ao

peneiramento fino; w = umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0 mm; Mi = massa do

material retido acumulado em cada peneira.

Com os pares de valores obtidos de diâmetro dos grãos (abertura da malha da peneira em mm) e as

respectivas porcentagens passadas (Qf) é possível construir a curva granulométrica para partículas 2mm <

≥ 0,075mm.



RH = 11,4 cm 0,6 cm h = 13,4 cm

995 1050

Proveta de 1000 ml, encher até 800 ml colocar o densímetro dentro e medir a água deslocada Reta A a' = RH+C+H/2

Volume do densímetro (VD) a' = 11,4+0,6+6,70

VD = Lf-Li800-845 a' = 18,7

VD = 45 cm³ Reta A a" = C+H/2

Área da proveta (A) É a medida entre duas graduação da proveta, 800 a 900=3,3 cm a" = 0,6+6,70

d = 3,3 cm a" = 7,3

A = V/d

A = 100/3,3 Como achar o Erro nas 3 primeiras leitura

A = 30,3 cm² Reta B = Reta A - E Erro (E)

Reta B = 18,7 - 0,74 E = VD/2xA

Reta B = 17,96 E = 45/(2x30,3)

b' = 17,96 E = 0,74

b" = 6,56

Densímetro n° 17212-01

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

995 1000 1005 1010 1015 1020 1025 1030 1035 1040 1045 1050

Alt

ura

de q

ued

a (

cm

)

Leitura do densímetro

Curva de Calibração do Densímetro nº 17212-01



6

7

8

9

10

11

12

13

14

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Vis

co

sid

ad

e (

gxs/c

m²)

Temperatura (�C)

Tabela 2 (NBR 7181) - Viscosidade da Água (10-6 gxs/cm²)

999

1000

1001

1002

1003

1004

1005

1006

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Le

itu

ra d

o D

en

sím

etr

o n

o m

eio

dis

pe

rso

r (L

d)

Temperatura em (�C)

Figura 4 - Leitura Corrigida (LC)



AULA 7

• CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS

Visa separa os solos em classes de mesmas propriedades geotécnicas.

1. SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS)

Os solos são identificados por duas letras, sendo que a primeira indica o tipo principal do solo e a segunda

dados complemetares do mesmo.

Sistemas de

Classificação

Geotécnica

dos Solos

Solos de climas

temperados

Solos de climas

tropicais

Sistema de Casagrande

ou Unificado de

Classificação dos Solos

(SUCS)

Sistema AASHTO

Highway Research Board

(HRB)

Parâmetros:

Granulometria

LL; LP

Metodologia Miniatura

Compactada Tropical

(MCT)



O Sistema SUSC considera ainda a classificação de turfa (Pt), que são os solos muito orgânicos onde a

presença de fibras vegetais em decomposição parcial é preponderante.

Solos Grossos

% P #0,075mm < 50

Pedregulho (G)

% P #4,8mm < 50

Pedregulho limpo

% P #0,075mm < 5

GW CNU > 4 e 1 < CC < 3

GP CNU < 4 e 1 > CC > 3

Pedregulho com finos

% P #0,075mm > 12

GM

GC

5 < #0,075mm < 12 GW-GM; GP-GM; GW-GC; GP-

GC

Areia (S)

% P #4,8mm > 50

Areia limpa

% P #0,075mm < 5

SW CNU > 6 e 1 < CC < 3

SP CNU < 6 e 1 > CC > 3

Areia com finos

% P #0,075mm > 12

SM

SC

5 < #0,075mm < 12 SW-SM; SP-SM; SW-SC; SP-

SC

Solos Finos

% P #0,075mm > 50

Silte (M)

MH

ML

Argila (C)

CH

CL

Orgânico (O)

(identificação

visual)

OH

OL

PROPRIEDADES ESPERADAS DOS GRUPOS DE SOLOS DO SUCS

GRUPO TRABALHABILIDADE COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO

PERMEABILIDADE QUANDO

COMPACTADO

RESISTÊNCIA COMPACTADA E SATURADA

COMPRESSIBILIDADE COMPACTADA E

SATURADA

dmax (Proctor Normal)

VALOR COMO

FUNDAÇÃO

CARACTERÍSTICAS DE DRENAGEM

GW Excelente Permeável Excelente Desprezível 20 a 22 Boa a

excelente Excelente

GP Boa Desprezível Boa Desprezível 18 a 20 Boa a

excelente Excelente

GM Boa Semipermeável

a permeável Boa Desprezível 19 a 22

Boa a excelente

Regular a má

GC Boa Impermeável Regular a

boa Muito pequena

15,8 a 21

Boa a excelente

Má

SW Excelente Permeável Excelente Desprezível 17,5 a

21 Boa a

excelente Excelente

SP Regular Permeável Boa Muito pequena 16 a 19 Má a boa Excelente

SM Regular Semipermeável

a permeável Boa Pequena

17,5 a 20

Má a boa Regular a má

GC GM

SC SM

IP

Lin

ha

B

CH

OH

7 MH

4

ML

0 LL50

CL

OL



SC Boa Impermeável Regular a

boa Pequena 17 a 20 Má a boa Má

ML Regular Semipermeável

a permeável Regular Média 15 a 19 Muito má Regular a má

CL Regular a boa Impermeável Regular Média 15 a 19 Má a boa Má

OL Regular Semipermeável

a permeável Baixa Média 13 a 16 Má Má

MH Má Semipermeável

a permeável Baixa a regular

Alta 11 a 15 Má Regular a má

CH Má Impermeável Baixa Alta 12 a 17 Regular a

má Má

OH Má Impermeável Baixa Alta 11 a 16 Muito má Má

PT Compactação extremamente difícil. Não utilizados como aterro. Devem ser removidos das fundações, quando

possível. Recalques excessivos

2. SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (HRB - AASHTO)

% P #10

2,0mm

% P #40

0,42mm

% P #200

0,075mm IP Característica

Solos Grossos

% P #0,075mm < 35

A-1a < 50 < 30 < 15 < 6 Pedregulho bem

graduado (GW)

A-1b

< 50 < 25 < 6 Areia bem

graduada (SW)

A-3 > 50 < 10 NP Areia fina mal

graduada (SP)

A-2

A-2-4

Areia com finos

A-2-5

A-2-6

A-2-7

Solos Finos

% P #0,075mm > 35

A-4

IP

A-7-6

A-7-5

0 LL40

A-6

10A-4 A-5

Solos siltosos A-5

A-6

Solos argilosos A-7-5*

A-7-6*

*Índice de plasticidade do subgrupo A-7-5 é igual ou menor do que (LL-30)

A1; A2; A3 = solos granulares (%Passa na peneira de 0,075mm é menor do que 35), com comportamento

excelente a bom para compor camadas da estrutura do pavimento;

IP

0 LL

A-2-6

40

10A-2-4

A-2-7

A-2-5



A4; A5; A6; A7 = solos finos (% Passa na peneira de 0,075mm é maior do que 35), com comportamento

regular a mau para compor camadas da estrutura do pavimento;

A8 = solos orgânicos (identificação visual).

De modo a definir a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento, além de se basear nas

propriedades índice do solo (granulometria e limites de Atterberg), a classificação HRB-ASSHTO utiliza o

Índice de Grupo (IG), que considera os valores de porcentagem passada na peneira n°200 (# 0,075mm), do

LL e do IP:

Onde a = % passante na peneira de 0,075mm menos 35 (caso esta % passante na peneira de 0,075 mm >

75% adota-se 75 (a = 40), caso for < 35% adota-se 35 (a = 0)); b = % passante na peneira de 0,075mm

menos 15 (caso esta % passante na peneira de 0,075 mm > 55% adota-se 55 (a = 40), caso for < 15% adota-

se 15 (a = 0)); c = LL menos 40 (caso LL > 60% adota-se 60 (c = 20), caso for LL < 40 adota-se 40 (c = 0));

d = IP menos 10 (caso IP > 30% adota-se 30 (d = 20), caso IP < 10% adota-se 10 (d = 0)).

O IG pode assumir qualquer valor positivo inteiro, inclusive o zero. E, varia inversamente à capacidade de

suporte do subleito, sob boas condições de drenagem e compactação, ou seja, se um solo possuir IG igual à

zero será considerado bom material e, quanto mais elevado for seu valor, pior será o material.

PROPRIEDADES ESPERADAS DOS GRUPOS DE SOLOS DO HRB

CLASSES GRUPO

COMPORTAMENTO COMO BASE DE PAVIMENTO OU REVESTIMENTO

CARACTERÍSITCAS

SOLOS GROSSOS (%P < 35 na peneira

nº200 (#0,075mm))

Pedregulho A1 Ótimo Bem graduado

A2 Satisfatório Mal graduado, com

finos

Areia A3 Precário quanto ao ligante, bom como

base Sem finos

SOLOS FINOS (%P > 35 na peneira nº200

(#0,075mm))

Solo siltoso

A4 Precário quanto ao inchamento devido

às chuvas

Siltes e argilas de baixa plasticidade

A5 Contraindicado total como base, tolerado

como sub-bsae Siltes elásticos

Solo argiloso

A6 Contraindicado

como base ou sub-base

Argilas inorgânicas de média e alta

plasticidade

A7

Empregado só com finalidades especiais (ex: revestimento de

valetas)

Grande maioria de argilas inorgânicas



Os sistemas SUCS e HRB-ASSHTO são bastante semelhantes:

1. Consideram a predominância dos grãos graúdos ou miúdos;

2. Dão ênfase à curva granulométrica só no caso de solos graúdos com pouco finos;

3. Classificam os solos graúdos com razoável quantidade de finos;

4. Classificam os solos finos com base exclusivamente nos índice de Atterberg.



AULA 8

• DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE

NBR 13292/1995 - Determinação do coeficiente de permeabilidade à carga constante NBR 14545/2000 - Determinação do coeficiente de permeabilidade à carga variável

Solos consistem de partículas sólidas com vazios interligados entre elas. Com muita frequência, a água

ocupa a maior parte ou a totalidade dos vazios do solo e está em equilíbrio hidrostático ou, quando

submetida a diferenças de potenciais, a água se descola entre os vazios sob a ação da gravidade, ou seja, o

solo é permeável à água.

O coeficiente de permeabilidade (K) é um índice da maior ou menor dificuldade que o solo opõe à

percolação da água através de seus poros, isto é, mede a permeabilidade do solo; e varia numa faixa muito

ampla de valores. Denomina-se permeabilidade a propriedade dos solos que indica a maior ou menor

facilidade que os solos oferecem à passagem da água através dos seus vazios. É uma das características mais

importantes dos solos e intervém em grande número de problemas da engenharia: percolação pelas

fundações e através de barragens de terra, drenagem, recalques por adensamento, etc.

O coeficiente de permeabilidade é calculado a partir da Lei de Darcy, medindo-se a quantidade de água que

atravessa a amostra de solo completamente, de seção transversal A, durante um intervalo de tempo t. Henry

Darcy mostrou que, para um fluxo d’água em percolação através de um solo saturado, a taxa de fluxo d’água

(vazão de água) (Q) será proporcional ao gradiente hidráulico (i) imposto a este solo, sendo o fluxo

suspostamente obedecendo ao regime de escoamento laminar (Lei de Darcy): AiKQ

onde Q = vazão de água, em cm3/s; K = coeficiente de permeabilidade do solo, em cm/s; i = gradiente

hidráulico, isto é, a perda de carga total por unidade de comprimento, adimensional; A = área da seção

transversal do corpo de prova de solo submetido à vazão de água, isto é, a área da seção transversal do

permeâmetro, em cm2.

No curso de Mecânica dos Solos, no estudo da percolação da água em meio porosos, adota-se, basicamente

duas hipóteses: 1) A estrutura do solo é rígida, isto é, o solo não sofre deformação e não há o carreamento de

partículas durante o fluxo; 2) É válida a Lei de Darcy e o fluxo é, portanto, laminar.

Para os casos normais, o fluxo laminar existe somente em solo mais finos do que areias grossas. Porém, no

caso de solo com granulometria muito grossa (com partículas um pouco maiores do que as da areia grossa)

onde o fluxo será preferencialmente turbulento, infringindo a hipótese de escoamento laminar da Lei de

Darcy, o erro mostra-se pequeno. Portanto, o fluxo d’água através de solos de todos os tipos, de pedregulhos,

com drenagem livre, de areias até argilas "impermeáveis", é governado pelas mesmas leis físicas. A

diferença em termos de permeabilidade entre solos bem diferentes é simplesmente de ordem de grandeza,

mesmo que uma argila possa ser milhões de vezes menos permeável do que uma areia.

Os solos podem ser classificados, quanto a sua permeabilidade nas seguintes classes:



PERMEABILIDADE GRAU DE

PERMEABILIDADE TIPOS DE SOLOS

COEFIENTE DE

PERMEABILIDADE

A 20ºC (cm/s)

Solos Permeáveis

Alta

Média

Baixa

Pedregulhos

Areias

Siltes e argilas

> 10-1

10-1

a 10-3

10-3

a 10-5

Solos Impermeáveis Muito baixa

Baixíssima

Argilas

Argilas

10-5

a 10-7

< 10-7

Para efeito de comparação, um concreto bem dosado e vibrado e sem fissuras tem coeficiente de

permeabilidade da ordem de 10-12

cm/s, não diferindo muito de uma argila muito plástica (bentonita ou

montmorilonita).

O coeficiente de permeabilidade depende principalmente do tamanho médio dos vazios do solo, o que por

sua vez está relacionado com a distribuição do tamanho das partículas, a forma das partículas e a estrutura do

solo: quanto menores as partículas, menor será o tamanho médio dos vazios e o coeficiente de

permeabilidade. A presença de uma pequena porcentagem de finos em um solo de granulação grossa resulta

em um valor de K significativamente menor do que o valor para o mesmo solo sem a presença de finos.

Portanto, o valor de K que varia para os diferentes solos e, para um mesmo solo, depende essencialmente do

índice de vazios e da temperatura da água: 1) quanto mais compacto estiver o solo, menor o valor do K, pois

os tamanhos dos vazios serão menores; 2) quanto maior for a temperatura da água, menor a sua viscosidade,

portanto, mais facilmente ela escoa pelos vazios do solo, com o correspondente aumento do valor do K.

O grau de saturação do solo tem influência marcante na permeabilidade. Verifica-se que a presença de ar,

mesmo em pequenas quantidades, dificulta a passagem da água pelos poros, resultando, então, em maiores

permeabilidades à medida que o solo tende a tornar-se saturado.

Em depósito de solo com estratificação, a permeabilidade para o fluxo paralelo à direção da estratificação

será maior do que para o fluxo perpendicular àquela direção, resultando disso uma anisotropia em relação à

permeabilidade. Sendo que, frequentemente, no sentido da estratificação o valor do K é 5 a 50 vezes maior

que no sentido perpendicular a ela.

A determinação do coeficiente de permeabilidade pode ser feita por meio de fórmulas que o relacionam com

a granulometria (por exemplo, a fórmula de Hazen), in loco pelo “ensaio de bombeamento” ou pelo “ensaio

de tubo aberto”, e no laboratório utilizando-se os permeâmetros. Em laboratório, os métodos usados para

mensuração do coeficiente de permeabilidade dependem das características granulométricas do solo: 1)

Permeâmetro à Carga Constante, para solos arenosos; 2) Permeâmetro à Carga Variável, para solos siltosos e

argilosos.

Ambos os ensaios podem ser feitos sobre amostras moldadas no laboratório (amolgadas ou compactadas) nas

condições que se deseja, ou sobre amostras indeformadas retirados do terreno natural, de forma a conservar

não só o índice de vazios e umidade natural, como também, sua estrutura.



1. ENSAIO PERMEÂMETRO À CARGA CONSTANTE

A) MONTAGEM DO PERMEÂMETRO COM A AMOSTRA INDEFORMADA:

Retirar um corpo de prova

Aplainar a base e o topo do corpo de prova coloca-lo no torno e raspar o material até a obtenção de um

cilindro com as dimensões especificadas

Durante a talhagem do corpo de prova, retirar amostras para obtenção da umidade

Determinar as dimensões do corpo de prova

Determinar o peso do corpo de prova

Construir na base do permeâmetro um filtro para a amostra de solo em estudo, que servirá de base e de

camada drenante ao corpo de prova

Apoiar o corpo de prova sobre o filtro

Saturar o corpo de prova por contrapressão (fluxo ascendente)

B) MONTAGEM DO PERMEÂMETRO COM A AMOSTRA DEFORMADA:

Peneirar o material a ser ensaiado de acordo com o diâmetro desejado

Homogeneizar o material, quartear e retirar cerca de 3 kg, pesando o material

Construir na base do permeâmetro um filtro para a amostra de solo em estudo, que servirá de base e de

camada drenante ao corpo de prova

Moldar o corpo de prova diretamente dentro do cilindro sobre o filtro, através de pisoteamento, obtendo-

se o peso específico desejado

Saturar o corpo de prova por contrapressão (fluxo ascendente)

1.1 MÉTODO

1. Fixar uma vazão a ser mantida constante durante o ensaio (distância entre os níveis de água no

permeâmetro - H)

2. Efetuar a medição do tempo (t) necessário para um volume de água definido (V) percolar pelo solo, e a

temperatura da água (T)

3. Realizar o ensaio 3 vezes

1.2 RESULTADO

O coeficiente de permeabilidade do solo (K) será obtido pela expressão: tHA

LVK

onde, K = coeficiente de permeabilidade do solo, em cm/s; V = volume de água que percola no tempo t, em

cm3; L = altura do corpo de prova, em cm; A = área da seção transversal do corpo de prova, em cm

2; H =



carga hidráulica mantida constante durante o ensaio, em cm; t = tempo decorrido para a percolação do

volume V, em segundos.

É necessário corrigir o valor do coeficiente de permeabilidade do solo (K) de acordo com a temperatura

durante o ensaio para a temperatura de 20ºC (definição do coeficiente) pela expressão: 20

20

TTKK

onde, K20 = coeficiente de permeabilidade do solo para 20ºC, em cm/s; KT = coeficiente de permeabilidade

do solo para a temperatura de ensaio; T = viscosidade da água para a temperatura de ensaio; 20 =

viscosidade da água para a 20ºC.

2. ENSAIO PERMEÂMETRO À CARGA VARIÁVEL

A) MONTAGEM DO PERMEÂMETRO COM A AMOSTRA INDEFORMADA

Seguir o mesmo procedimento do ensaio à carga constante

B) MONTAGEM DO PERMEÂMETRO COM A AMOSTRA DEFORMADA

Seguir o mesmo procedimento do ensaio à carga constante

2.1 MÉTODO

1. Determinar o diâmetro interno da bureta

2. Fazer duas marcas de referência na bureta, que estipulará o início (hi) e o fim do ensaio (hf)

3. Permitir que a água percole pelo solo, de forma a atingir a marca inferior na bureta

4. Anotar o tempo (t) necessário para que ocorra a variação no nível da bureta

5. Repetir o procedimento 3 vezes

2.2 RESULTADO

O coeficiente de permeabilidade do solo (K) será obtido pela expressão:

f

i

h

h

tA

LaK log3,2

onde, K = coeficiente de permeabilidade do solo, em cm/s; a = área da bureta, em cm2; L = altura do corpo

de prova, em cm; A = área da seção transversal do corpo de prova, em cm2; t = tempo decorrido para a

variação do nível de água na bureta, em segundos, hi = altura de carga inicial na bureta, em cm; hf = altura de

carga final na bureta, em cm.

É necessário corrigir o valor do coeficiente de permeabilidade do solo (K) de acordo com a temperatura

durante o ensaio para a temperatura de 20ºC (definição do coeficiente).

Durante a realização dos ensaios pode-se observar fontes de erro que podem levar a resultados errôneos.

Sendo que, as principais dificuldades e fontes de erros são:



montagem irregular do corpo de prova no permeâmetro;

impermeabilização irregular da área não ocupada pelo solo;

saturação incompleta do corpo de prova;

utilização de água não deaerada.

3. FILTROS DE PROTEÇÃO

Os filtros usados no controle da percolação devem satisfazer determinadas exigências fundamentais: 1) Os

vazios devem ser suficientemente pequenos para evitar que partículas do solo adjacentes sejam

transportadas; 2) A permeabilidade deve ser suficientemente alta para assegurar uma drenagem livre da água

que entra no filtro.

O desempenho do filtro pode estar relacionado ao tamanho D15, obtido da curva de distribuição

granulométrica do material do filtro. As características do solo adjacente, no que diz respeito à sua retenção

pelo filtro, podem ser representadas pelo tamanho D85 para esse solo.

O critério recomendado por Terzaghi para desempenho satisfatório do filtro:

1. Para limitar o tamanho dos finos do filtro, de forma que não deixem passagem para os grãos do solo:

5

)(

85

15

s

f

D

D, onde (D15)f e (D85)s referem-se ao filtro e ao solo adjacente. Entretanto, no caso de filtros para

solos finos o limite a seguir é recomendado para o material do filtro: mmD 5,015 .

2. Para assegurar que o filtro seja mais permeável que o solo adjacente:

5

15

15

s

f

D

D.

Também podem ser usados filtros graduados constituídos de duas (ou mais) camadas com diferentes

graduações, com a camada mais fina colocada do lado de montante. E, o critério 1 acima também seria

aplicado às camadas componentes do filtro.



AULA 9

• ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL

NBR MB 3336/1990 – Ensaio de adensamento unidimensional

1. COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS

Um aumento da tensão total causado pela construção de fundações ou outras cargas comprime as camadas de

solo. A compressão é causada por: 1) expulsão da água ou do ar dos vazios, e 2) deslocamento das partículas

do solo. Em geral, o recalque do solo causado por cargas pode ser divido em três categorias:

1. Recalque elástico (ou recalque imediato): causado pela deformação plástica do solo seco e de solos não

saturados e saturados sem qualquer alteração no teor de umidade, imediatamente após a aplicação de uma

carga. O cálculo do recalque elástico tem como base equações derivadas da teoria da elasticidade;

2. Recalque por adensamento primário: resultado de alteração volumétrica em solos coesivos saturados por

causa da expulsão da água dos vazios. Quando as fundações são construídas sobre argilas muito

compressíveis, o recalque por adensamento pode ser muitas vezes maior que o recalque elástico. O cálculo

do recalque por adensamento é baseado na teoria de adensamento de Terzaghi;

3. Recalque por compressão secundária: observado em solos coesivos saturados e resultado do rearranjo

plástico adicional do sol, após o adensamento primário. É uma forma adicional de compressão sob tensão

efetiva constante.

2. RECALQUE POR ADENSAMENTO: FUNDAMENTOS DO ADENSAMENTO

Quando uma camada de solo saturado é submetida a um aumento de tensão total, a pressão neutra aumenta, a

qual sob pressão tende a escoar através dos vazios do solo. Em solos arenosos que são muito permeáveis, a

drenagem causada pelo aumento na pressão neutra é completada imediatamente, e a tensão suportada pelos

sólidos do solo aumentará imediatamente. A drenagem da água dos vazios é acompanhada por uma redução

no volume da massa de solo, o que resulta em recalque. Porém, por causa da drenagem rápida da água dos

vazios em solos arenosos, o recalque elástico e o adensamento ocorrem simultaneamente.

No momento em que uma camada de argila compressível saturada é submetida a um aumento de tensão

total, o recalque elástico ocorre imediatamente. Como o coeficiente de permeabilidade da argila é

significativamente menor do que a da areia, o excesso de pressão neutra gerado pelo carregamento

gradualmente de dissipa, durante um longo período de tempo. À medida que a água escoa, a pressão externa

vai sendo transferida para os sólidos do solo e esse vai deformando, diminuindo o volume de vazios

(considerando os grãos incompressíveis). Quando toda a pressão externa for transferida os grãos, a água

deixa de escoar, pois já não mais estará sob pressão. Assim, a mudança de volume associada (ou seja,

adensamento) na argila pode continuar por um longo tempo após o recalque elástico. O recalque provocado

pelo adensamento na argila pode ser várias vezes maior que o recalque elástico. Esse processo gradual de



gradual de drenagem sob aplicação de carga e a transferência associada do excesso de pressão neutra para a

tensão efetiva causam o recalque por adensamento dependente do tempo na camada de argila saturada do

solo.

Portanto, o adensamento é um processo dependente do tempo, de recalque de camadas de argila saturadas

localizadas abaixo do nível do lençol freático por dissipação da pressão neutra excessiva gerada por

aplicação de carga de fundação. O valor do recalque total de uma fundação é função do índice de

compressão (CC), do índice de recompressão (CR), do índice de vazios (e) e do aumento médio da tensão

efetiva na camada de argila. O grau de adensamento para uma dada camada de solo em um determinado

momento após a aplicação de carga depende do seu coeficiente de adensamento (Cv) e também do

comprimento do caminho mínimo de drenagem (Hd). A instalação de drenos de areai ajuda a reduzir o tempo

para se conseguir o desejado grau de adensamento para um dado projeto de construção.

O desenvolvimento da Teoria de Adensamento de Terzaghi se baseia nas seguintes hipóteses:

1) O solo é homogêneo;

2) O solo é totalmente saturado;

3) O fluxo d’água é ocorre somente em uma direção (na direção de compressão) e governado pela Lei de

Darcy;

4) As partículas sólidas e a água são praticamente incompressíveis, mas os grãos do solo se rearranjam;

5) O índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão efetiva durante o processo de

adensamento.

2. ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL (OU OEDOMÉTRICO OU

EDOMÉTRICO)



O método requer que um elemento de solo, mantido lateralmente confinado, seja axialmente carregado em

incrementos, com pressão mantida constante em cada incremento, até que todo o excesso de pressão na água

dos vazios tenha sido dissipado. Durante o processo de compressão, medidas de variação da altura da

amostra são feitas, e estes dados são usados no cálculo dos parâmetros que descrevem a relação entre a

pressão efetiva e do índice de vazios, e a evolução das deformações em função do tempo. Os dados do ensaio

de adensamento entre podem ser utilizados na estimativa, tanto da magnitude dos recalques totais e parciais

de uma estrutura ou de um aterro, como a velocidade desses recalques.

Os corpos de prova podem ser obtidos a partir de amostras indeformadas (coletadas na forma de blocos ou

por meio de tubos amostradores de parede fina), ou de amostras deformadas compactadas em laboratório. As

amostras indeformadas mantêm, não só o teor de umidade e massa específica aparente, como a estrutura

natural do solo. Essa estrutura pode ser destruída por amolgamento, durante as operações de amostragem ou

de manuseio da amostra no laboratório, e é impossível reconstruí-la, pois ela é o resultado de processos

naturais geológicos demoradíssimos; e os resultados do ensaio de adensamento são altamente dependentes da

qualidade da amostra.

O corpo de prova tem a forma de um disco, colocado e confinado, lateralmente, dentro de um anel metálico

e, confinado, no topo e base, por duas pedras porosas. A pedra superior, que pode se mover no interior do

anel com uma pequena folga, está presa abaixo de uma placa de carregamento superior através da qual a

pressão pode ser aplicada ao corpo de prova. Todo o aparato localiza-se dentro de uma célula aberta e cheia

de água, à qual a água dos vazios do solo tem livre acesso; ou seja, o corpo de prova é mantido sob a água

durante o ensaio. A carga sobre o corpo de prova é aplicada por meio de um braço de alavanca, e a

compressão é medida com um relógio comparador ou extensômetro micrométrico. Cada carga normalmente

é mantida por 24 horas (em casos excepcionais pode ser necessário um período de 48h), após esse intervalo,

a carga normalmente é dobrada (o que dobra a pressão no corpo de prova) e a medição da compressão

continua. As leituras de compressão devem ser feitas em intervalos convenientes dentro desse período. No

final de cada período de incremento de carga, quando a pressão neutra em excesso for completamente

dissipada, a pressão total aplicada se igualará a tensão efetiva vertical do corpo de prova. É usual, também o

traçado da curva de expansão correspondente ao descarregamento. No final do ensaio, o peso seco do corpo

de prova do ensaio é determinado.

O anel confinante impede as deformações laterais do corpo de prova, permitindo apenas que se efetuem as de

adensamento. Portanto, para cada incremento de pressão aplicada e mantida durante 24h, são feitas leituras

das deformações de altura do corpo de prova. Para cada pressão aplicada, as diminuições de altura são

colocadas em gráfico semilogarítmico, em função do tempo, como se vê na figura 1. No gráfico, pode-se

observar três estágios distintos, que podem ser descritos da seguinte forma:

1) Estágio I: Compressão inicial, causada predominantemente por pré-carregamento;



2) Estágio II: Adensamento primário, durante o qual o excesso de pressão neutra é gradualmente

transferido para a tensão efetiva por causa da expulsão da água dos vazios;

3) Estágio III: Compressão secundária, que ocorre após a dissipação completa do excesso de pressão

neutra (fim do adensamento primário), quando alguma deformação do corpo de prova acontece por causa

do reajuste plástico da estrutura do solo. Durante a compressão secundária, o gráfico da deformação em

função do logaritmo do tempo é praticamente linear.

4,8

4,9

5,0

5,1

5,2

5,3

5,4

5,5

5,6

5,7

5,8

0,1 1 10 100 1000 10000

alt

ura

do

co

rpo

de

pro

va

(m

m)

tempo (min)(escala logarítmica)

Figura 1. Tempo x Recalque (Pressão = 200kPa)

Estágio I

Estágio II

Estágio III

A cada incremento de carga corresponde uma redução de altura do corpo de prova, a qual se expressa

segundo a variação do índice de vazios. Os resultados são apresentados na curva de adensamento, que mostra

a espessura (ou a variação percentual da espessura) do corpo de prova, ou índice de vazios no final de cada

período de incremento de carga, em relação à tensão efetiva correspondente, como se vê na figura 2.

A figura 2 mostra que na parte superior do gráfico e versus log’ é um pouco curvada com uma inclinação

pequena, seguida por uma relação linear apresentando uma inclinação maior. Esse fenômeno pode ser

explicado da seguinte maneira: “Um solo no campo a alguma profundidade foi submetido à certa pressão

efetiva máxima passada em sua história geológica. Essa pressão efetiva máxima pode ser igual ou maior

que a pressão efetiva existente no momento da amostragem; a redução da pressão efetiva no campo pode

ser provocada por processos geológicos naturais. Durante a amostragem do solo, a pressão efetiva existente



é também liberada, o que resulta em alguma dilatação. Quando este corpo de prova é submetido a um

ensaio de adensamento, uma pequena quantidade de compressão (isto é, uma pequena redução no índice de

vazios) ocorrerá quando a pressão efetiva aplicada for menor que a pressão efetiva máxima no campo ao

qual o solo foi submetido no passado. Quando a pressão efetiva no corpo de prova tornar-se superior à

pressão efetiva máxima passada, a mudança no índice de vazios será muito maior e a relação e versus log’

será praticamente linear com uma inclinação maior”.

Isso nos conduz às duas definições básicas de argila com base no histórico de tensões:

1) Trecho I: Argila Sobreadensada, cuja pressão efetiva presente é inferior àquela que o solo

experimentos no passado. Seu estado será representado por um ponto na parte de recompressão ou de

expansão do gráfico e versus log’. Durante a recompressão, ocorrem continuamente variações na

estrutura do solo e a argila não retorna à sua estrutura original durante a expansão. O coeficiente

angular deste trecho é denominado índice de recompressão (CR);

2) Trecho II: Argila Normalmente adensada, cuja pressão efetiva presente é a pressão máxima a que o

solo foi submetido no passado. O relacionamento e versus log’ é linear (ou aproximadamente

linear), e é chamado reta de compressão virgem. O coeficiente angular da reta virgem é denominado

índice de compressão (CC).

3) Trecho III: Curva de expansão ou de descarregamento, curva quase horizontal, corresponde à parte

final do ensaio quando o corpo de prova é descarregado gradualmente.



2. MÉTODO

2.1 DETERMINAÇÕES PRELIMINARES

2.1.1 Massa, diâmetro interno e altura (H) do anel de adensamento;

2.1.2 Massa específica dos grãos do solo (s), determinada de acordo com a MB-28;

2.1.3 Teor de umidade inicial do corpo de prova (w);

2.1.4 Massa específica aparente inicial do corpo de prova (): Calcular a massa do corpo de prova,

subtraindo-se do valor obtido a massa do anel. Calcular o volume do corpo de prova a partir da sua altura e

do diâmetro interno do anel.

2.2 EXECUÇÃO DO ENSAIO

2.2.1 Após a colocação da célula de adensamento na prensa de adensamento, instalar o extensômetro e

aplicar uma pressão de assentamento de 5kPa para solo resistentes ou 2kPa para solos moles. O

extensômetro deve ser zerado, cinco minutos após a aplicação dessa pressão de assentamento.

2.2.2 Decorrido este período de tempo, transmitir cargas adicionais à célula de adensamento, em estágios,

para obter pressões totais sobre o solo de aproximadamente 10kPa; 20kPa; 40kPa; 80kPa; 160kPa; etc.

2.2.3 Para cada um dos estágios de pressão, fazer leituras no extensômetro da altura ou variação de altura do

corpo de prova, imediatamente, antes do carregamento e a: 0,12mim; 0,25mim; 0,5mim; 1mim; 2mim;

4mim; 8min; 15min; 30min; 1h; 2h; 4h; 8h e 24h contados a partir do instante de aplicação do incremento de

carga. A leitura deve continuar, caso necessário, por intervalo de tempo maior, até que fique definida a reta

de compressão secundária no gráfico altura do corpo de prova em função do logaritmo do tempo, ou seja,

até que sejam atingidos 100% de adensamento primário no gráfico.

2.2.4 Completadas as leituras correspondentes ao máximo carregamento empregado, efetuar o

descarregamento do corpo de prova em estágios, fazendo-se leituras no extensômetro. O descarregamento

deve ocorrer em, no mínimo, três estágios.

2.2.5 Após ter-se atingido no descarregamento a pressão de 10kPa e verificada a estabilização da altura do

corpo de prova , descarregar totalmente o corpo de prova e, imediatamente, retirar o anel com o corpo de

prova da célula de adensamento. Determinar a massa e o teor de umidade final do corpo de prova (wf).

3. CÁLCULOS

Com os valores de índice de vazios final (ef) e as tensões efetivas aplicadas para cada estágio de pressão (’),

elabora-se a curva de adensamento, como a figura 2.

3.1 ÍNDICES FÍSICOS INICIAIS DO CORPO DE PROVA

3.1.1 Massa específica seca w

d

1



Onde d = massa específica seca incial, em g/cm3; = massa específica aparente, determinada de acordo

com 2.1.4, em g/cm3; w = teor de umidade inicial, determinado de acordo com 2.1.3, em %.

3.1.2 Índice de vazios inicial 10 d

se

Onde e0 = índice de vazios incial; s = massa específica dos grãos, determinada em 2.1.2, em g/cm3; d =

massa específica seca incial, determinada de acordo com 3.1.1, em g/cm3.

3.1.3 Grau de saturação inicial a

s

e

wS

Onde S = grau de saturação inicial, em %; w = teor de umidade inicial, determinado de acordo com 2.1.3, em

%; s = massa específica dos grãos, determinada em 2.1.2, em g/cm3; e0 = índice de vazios incial,

determinado em 3.1.2; a= massa específica da água, em g/cm3, considerar igual a 1 g/cm

3.

3.2 ÍNDICE DE VAZIOS AO FINAL DE CADA ESTÁGIO DE PRESSÃO

3.2.1 Altura dos sólidos do corpo de prova 01 e

HH s

Onde Hs = altura dos sólidos, em cm; H = altura inicial do corpo de prova, determinado de acordo com 2.1.1,

em cm; e0 = índice de vazios incial, determinado em 3.1.2.

3.2.2 Índice de vazios ao final de cada estágio de pressão 1s

f

fH

He

Onde ef = índice de vazios ao final de cada estágio de pressão; Hf = altura do corpo de prova ao final de cada

estágio de pressão, em cm; Hs = altura dos sólidos, determinada de acordo com 3.2.1, em cm.

3.3 GRAU DE SATURAÇÃO FINAL DO CORPO DE PROVA adescar

f

fe

swS

Onde Sf = índice de vazios final, em %; wf = teor de umidade final, determinado de acordo 2.2.5, em %; s =

massa específica dos grãos, determinada em 2.1.2, em g/cm3; edescar = índice de vazios ao final do último

estágio de descarregamento; a= massa específica da água, em g/cm3, considerar igual a 1 g/cm

3.

4. OBTENÇÃO DA TENSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO (a’) DA CURVA DE ADENSAMENTO

4.1 MÉTODO DE CASAGRANDE



4.2 MÉTODO DE PACHECO SILVA

5. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ADENSAMENTO (CV)

5.1 MÉTODO DE CASAGRANDE



50

2

50

t

HTC d

V

Sendo

2

2

2

1000

50

HH

HHd

197,0100

50

41004

22

50

UT ; sendo U = 50%

Onde Cv = coeficiente de adensamento, em cm2/s; T50 = fator tempo correspondente a 50% do adensamento

primário; Hd = altura de drenagem, em cm; t50 = tempo correspondente a 50% do adensamento primário, em

s; H50 = altura do corpo de prova correspondente a 50% do adensamento primário, em cm; H0 = altura do

corpo de prova correspondente a 0% do adensamento primário, em cm; H100 = altura do corpo de prova

correspondente a 100% do adensamento primário, em cm; U = grau do adensamento primário, em %.

5.2 MÉTODO DE TAYLOR



90

2

90

t

HTC d

V

Sendo

2

9

5

2

9000

50

HHH

HHd

848,0100log933,0781,190 UT ; sendo U = 90%

Onde Cv = coeficiente de adensamento, em cm2/s; T90 = fator tempo correspondente a 90% do adensamento

primário; Hd = altura de drenagem, em cm; t90 = tempo correspondente a 90% do adensamento primário, em

s; H50 = altura do corpo de prova correspondente a 50% do adensamento primário, em cm; H0 = altura do

corpo de prova correspondente a 0% do adensamento primário, em cm; H90 = altura do corpo de prova

correspondente a 90% do adensamento primário, em cm; U = grau do adensamento primário, em %.



AULA 10

• DETERMINAÇAO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO NÃO CONFINADA DE

SOLOS COESIVOS

NBR 12770/1992 – Solo coesivo – Determinação da resistência não confinada

O objetivo deste ensaio é a determinação da resistência à compressão não confinada (ou simples) (qu) de

corpos de prova cilíndricos, constituídos por solos coesivos, sob carga axial. Sendo esta, a máxima tensão

axial que leva o solo à ruptura por cisalhamento, ou seja, a máxima tensão de compressão a que o solo pode

ser submetido.

Este ensaio se aplica apenas a solos coesivos que não expulsam água durante a fase de carregamento do

ensaio e que retêm uma resistência após o alívio das pressões confinantes de campo, tais como argilas ou

solos cimentados saturados. Materiais fissurados ou estratificados, turfas, argilas muito moles, solos

insaturados ou que contenham porções significativas de areia ou silte, ou ambos, frequentemente apresentam

resistência maiores, quando ensaiados com confinamento.

Tais corpos de prova podem ser indeformados ou obtidos por processo de compactação. A realização do

ensaio para um mesmo solo, nos estados indeformado e amolgado, permite a determinação da sensitividade

(S) do solo.

No ensaio de compressão não confinada a tensão axial é a única tensão aplicada (3=0), sendo considerado

um caso especial do ensaio de compressão triaxial. Os planos onde essas tensões são aplicadas são

conhecidos como planos principais e essas tensões são conhecidas como tensões principais, sendo a tensão

de cisalhamento nos planos principais iguais a zero. As tensões principais são conhecidas como tensão

principal maior (1) e tensão principal menor (3), sendo que, normalmente, 1 age verticalmente e 3 age

horizontalmente.

Com o valor da resistência à compressão não confinada (qu), obtém-se a resistência ao cisalhamento não

drenada (Su) do solo, em termos de tensão total. Sendo esta correspondente à metade da tensão de

compressão na ruptura.

1. MÉTODO

O corpo de prova pode ter diâmetro () de 5cm e altura (H) de 12,5cm, ou qualquer outra dimensão

conveniente

Pesar e medir o corpo de prova (; H)

Obter o teor de umidade do solo (w), de acordo com a NBR 6457

Colocar o corpo de prova na prensa, encaixando-o nos discos superior e inferior



Zerar o extensômetro e o anel dinamométrico. O extensômetro é o medidor de deslocamentos axiais do

corpo de prova. O anel dinamométrico é utilizado para determinar os esforços de compressão aplicados, e

deve permitir determinar tensões de compressão de 1kPa, 3 kPa ou 5kPa, para solos que apresentem

resistência à compressão não confinada menor que 100kPa, entre 100kPa e 200kPa ou maior que 200kPa,

respectivamente, e deve ter um curso de pelo menos 20% da altura do corpo de prova.

Ligar a prensa, permitindo a subida do corpo de prova com velocidade constante. A velocidade de

deformação deve ser tal que não o tempo para a ruptura não exceda 15 minutos. Solos mais duros, que se

rompem com pequenas deformações, devem ser ensaiados com menor velocidade de deformação

Fazer leituras dos valores de carga, no anel dinamométrico, e de deslocamento axial, no extensômetro, a

intervalos regulares, para definir a forma da curva tensão versus deformação

Prosseguir com o carregamento até a ruptura do corpo de prova por cisalhamento, ou até que se obtenha

15% de deformação axial específica ()

Observar e desenhar o plano de ruptura com a horizontal, se este estiver razoavelmente caracterizado,

assinalando o ângulo da superfície de ruptura

2. CÁLCULO

2.1 Deformação axial específica para uma dada carga aplicada H

H

Onde = deformação axial específica, em %; H = variação da altura do corpo de prova, em mm; H = altura

inicial do corpo de prova, em mm.

2.2 Área da seção transversal média para cada carga aplicada

100

100 iAA



Onde Ai = área da seção transversal média inicial, em m2; = deformação axial específica, correspondente a

esse carregamento.

2.3 Tensão de compressão para uma da carga aplicada A

Pq

Onde P = carga aplicada, em kN.

2.4 Elaborar o gráfico tensão de compressão versus deformação axial, para obter a resistência à

compressão não drenada (qu)

0

100

200

300

400

500

600

700

0 1 2 3 4 5

(k

Pa

)

(x10-2) (%)

Tensão de compressão x Deformação

2.5 Caso se tenha realizado também o ensaio sobre corpo de prova amolgado, calcular a sensitividade

adoamoq

oindeformadqS

u

u

lg

2.4 Elaborar o Círculo de Mohr e determinar a Resistência ao Cisalhamento não drenada (Su)

1. O eixo das abscissas representa as tensões principais (normais) e o eixo das ordenadas representa das

tensões de cisalhamento;

2. As extremidades do diâmetro do círculo representa os valores de 3 e 1, medidos a partir da origem;

3. O ponto P, cujas coordenadas são as tensões normal (OQ) e cisalhante (PQ) em um plano inclinado de

com a horizontal, é determinado traçando-se uma reta a partir de 3 inclinada de com a

horizontal ou a partir do centro do círculo (C) inclinada de 2 com a horizontal;

4. A tensão cisalhante máxima (max) é representada pelo ponto T e é igual ao raio do círculo:

2

31 .

E, ocorre num plano inclinado de = 45° com a horizontal;

qu = 600kPa



5. O centro do círculo (C) esta a uma distância

2

31 OC da origem;

6. A partir de uma série de testes de compressão em amostras idênticas, ensaiadas a diferentes tensões de

confinamento (3), uma gama de círculos de Mohr representando a ruptura podem ser desenhados e

uma linha reta ou curva traçada tangencialmente a esses círculos é conhecida como Envoltória de

Mohr, ou envoltória de ruptura, representa o conceito de ruptura de Mohr-Coulomb. A envoltória de

Mohr de usada para se obter os parâmetros de resistência ao cisalhamento, coesão (c’) e ângulo de

atrito (’), quando tensões efetivas são consideradas, e isso requer o conhecimento da pressão neutra;

caso contrário, obtém-se os parâmetros em termos de tensões totais.

7. No caso de um círculo de Mohr, para um estado particular de tensão ( x ) embaixo da envoltória o

solo está em condição estável, de outro modo, se estiver tocando a envoltória, a resistência máxima

de cisalhamento do solo terá sido alcançada, ou seja, a ruína por cisalhamento ocorrerá em algum no

plano correspondente a este estado de tensão.



AULA 11

• ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO

O objetivo do ensaio é obter a Envoltória de Resistência ao Cisalhamento e os Parâmetros de Resistência ao

Cisalhamento: coesão (c) e ângulo de atrito ().

1. INTRODUÇÃO

Ao solicitar-se o solo, tensões totais serão propagadas através do mesmo que produzirão deformações: 1)

Deformações elásticas das partículas do solo; 2) Deformações pela mudança de volume do solo, resultante da

expulsão de água dos vazios (adensamento); 3) Pelo escorregamento das partículas de solo uma sobre as

outras, devido a esforços cisalhantes resultantes das tensões solicitantes, qual pode acarretar deslizamentos

de um corpo de solo à massa circundante, ou seja, uma ruptura por cisalhamento.

Em muitas obras de engenharia de solos é necessária uma análise de estabilidade visando o conhecimento da

resistência ao cisalhamento do solo para as condições de projeto. Esta análise deve garantir que as tensões

cisalhantes sejam, em qualquer ponto do maciço, menores do que sua resistência ao cisalhamento por uma

margem adequada, a qual deve garantir segurança e também economia.

O ensaio de resistência ao cisalhamento pelo método direto utiliza-se do movimento relativo de duas

metades de uma amostra de solo ao longo de uma superfície horizontal, com um plano de cisalhamento pré-

definido. É o ensaio mais simples e antigo, onde uma força cisalhante horizontal é exercida conjuntamente

com uma carga normal constante ao plano de plano de cisalhamento.

O equipamento usual para o ensaio não contempla controle de drenagem e nem modo de se medir o excesso

de a pressão neutra gerada pelos esforços aplicados (normal e de cisalhamento), portanto não é viável para a

realização de ensaios não drenados, sendo sua aplicação usual restrita a ensaios drenados nos quais as

tensões efetivas são iguais às tensões totais.

O ensaio, através da medida da força de cisalhamento aplicada e do deslocamento relativo entre as duas

metades da amostra máxima, para cada uma das diferentes cargas normais aplicadas (), permite obter a

tensão de cisalhamento máxima (max) da amostra para cada tensão normal aplicada e o valor do

deslocamento relativo sofrido (d). A deformação vertical da amostra é também medida, a qual indica

mudanças de volume e de índice de vazios durante o cisalhamento.

Com os pares de valores e max, obtêm-se uma curva retilínea conhecida como envoltória de resistência (ou

de ruptura), a qual é descrita pela de lei de Coulomb: ''' tgc (em termos de tensões efetivas)

onde ’ = ângulo de atrito efetivo; tg’ = atrito devido ao travamento interno das partículas e a fricção entre

elas quando sujeitas a tensões normais efetivas; c’ = coesão efetiva devido a forças internas aglutinando as

partículas de solo em uma massa sólida.



Demostra-se que os resultados de resistência ao cisalhamento direto obtido em areias saturadas são muito

parecidos com aqueles de areia seca, uma vez que a areai permanece saturada e a drenagem ocorre

livremente durante o cisalhamento.

A medida da resistência ao cisalhamento drenada de argilas e siltes segue o mesmo princípio das areias,

sendo a única diferença prática o tempo requerido, pois solos baixa permeabilidade necessitam de mais

tempo para a drenagem do excesso de pressão neutra do que as areias.

Os parâmetros de resistência ao cisalhamento drenada (c’ e ’, em termos efetivos) são requeridos para a

análise da estabilidade a longo prazo de aterros, barragens de terra, muros de contenção, sendo que para

problemas da estabilidade de curta duração, como para por exemplo estabilidade de taludes imediatamente

após a escavação, o ensaio de resistência ao cisalhamento não drenada se faz mais adequada.

O ensaio de cisalhamento direto apresenta algumas limitações e vantagens: 1) O ensaio é muito prático; 2) A

análise do estado de tensões durante o carregamento, entretanto, é bastante complexa. O plano horizontal,

antes da aplicação das tensões cisalhantes, é o plano principal maior, após a aplicação ocorre rotação dos

planos principais; 3) Mesmo impondo o cisalhamento no plano horizontal, este cisalhamento pode ser

precedido de rupturas internas em outras direções; 4) O controle das condições de drenagem é difícil, pois

não há como impedi-las. Ensaios em areias são feitos sempre de forma que os excessos de pressão neutra se

dissipem, e os resultados são considerados em termos de tensões efetivas. No caso de argilas, pode-se

realizar ensaios drenados, que são lentos, ou não drenados. Neste caso, os carregamentos devem ser muito

rápidos, para impossibilitar a saída da água.

2. MÉTODO

Compactar o corpo de prova no molde ou talhar o corpo de prova, determinando o teor de umidade do

solo;

Pesar o conjunto (solo + molde);

Transferir a amostra para a caixa de cisalhamento, que possui a metade inferior fixa à base, uma pedra

porosa (saturada) e placa metálica ranhurada;



Colocar placa metálica ranhurada e a placa porosa (saturada) superior, sobre o corpo de prova, encaixando

todo o conjunto;

Inundar a caixa de cisalhamento para manter a saturação do corpo de prova;

Ajustar os extensômetros (vertical e horizontal) e o anel dinamométrico, zerando-os;

Aplicar a carga vertical (N) (esperar o adensamento ou não, conforme o caso);

Aplicar a força horizontal (T);

Fazer leituras da deformação vertical (H), no extensômetro vertical, do deslocamento horizontal (d), no

extensômetro horizontal, e da força de cisalhante (T), no anel dinamométrico, a tempos regulares até a

ruptura;

Repetir o ensaio variando a tensão normal (mínimo de três ensaios).

3. CONDIÇÕES DE DRENAGEM

3.1 CISALHAMENTO DIRETO RÁPIDO

Aplica-se simultaneamente a tensão normal e a tensão cisalhante, que é aumentada até ruptura;

Ensaio indicado para argilas, pois não permite a drenagem.

3.2 CISALHAMENTO DIRETO ADENSADO RÁPIDO

Aplica-se a tensão normal e espera-se o adensamento (estabilização do extensômetro vertical);

Aplica-se a tensão cisalhante, crescente até a ruptura.

3.2 CISALHAMENTO DIRETO LENTO

Aplica-se a tensão normal e espera-se o adensamento (estabilização do extensômetro vertical);

Aplica-se a tensão cisalhante, crescente até a ruptura. O aumento da tensão cisalhante é lento, de forma

que as deformações sejam no máximo de 10-4

mm/min;

Ensaio indicado para as areias.

4. RESULTADOS

4.1 Calcular a Tensão normal () e Tensão de Cisalhamento () para cada ensaio

A

N

A

Tii

onde A = área da seção transversal do corpo de prova

4.2 Traçar o gráfico Tensão de Cisalhamento versus Deslocamento Horizontal

4.3 Traçar o gráfico Variação de Altura versus Deslocamento Horizontal

4.4 Traçar o gráfico Tensão de Cisalhamento versus Tensão Normal



AULA 12

• ENSAIO DE COMPRESSÃO TRIAXIAL

O objetivo do ensaio é obter a Envoltória de Resistência ao Cisalhamento e os Parâmetros de Resistência ao

Cisalhamento: coesão (c) e ângulo de atrito ().

1. INTRODUÇÃO

Além dos ensaios de resistência ao cisalhamento pelo método direto e de compressão não confinada (ou

simples), tem-se o ensaio de compressão triaxial. No entanto, pelas restrições daqueles ensaios, são

considerados menos interessantes que o ensaio de compressão triaxial.

Nesse ensaio, uma amostra de solo de formato cilíndrico é primeiramente submetida a uma pressão

confinante, a qual é mantida constante, enquanto a carga axial é aumentada até a ruptura. Em um teste de

compressão cilíndrica, a ruína também ocorre como no método direto, por cisalhamento, porém esse não é

direcionado a um plano pré-determinado. A pressão confinante atua em todas as direções, inclusive na

direção vertical, e é aplicada através da água. O corpo de prova fica sob um estado hidrostático de tensões.

Os três plano perpendiculares onde essas forças ou tensões agem são conhecidos como planos principais e

essas tensões são conhecidas como tensões principais, sendo que as tensões de cisalhamento nos planos

principais são iguais à zero. Sendo que, normalmente a tensão principal (1) age verticalmente e as outras

agem horizontalmente (2 = 3). Em planos de inclinação outra do que 90° em relação aos planos principais

as tensões de cisalhamento são diferentes de zero e as tensões normais são diferentes das tensões principais,

porém não sendo maiores que a maior delas.



2. MÉTODO

O corpo de prova pode ser compactado com diâmetro de 5 cm e altura de 12,5 cm ou qualquer outra

dimensão conveniente. Também pode ser obtido de uma amostra indeformada coletada. Para se obter

resultados fiéis, as amostras devem ser grandes o suficientes para permitir a estrutura da amostra do solo

serem adequadamente representadas

Obter o teor de umidade da amostra, pesar e medir as dimensões do corpo de prova

Verificar se todas as torneiras estão inicialmente fechadas

Regular o manômetro para aplicação da tensão confinante desejada (3)

Nivelar ou/e zerar os marcadores de pressão

Encaixar o corpo de prova sobre a base que possui uma pedra porosa, colocando o cabeçote sobre o

mesmo (também possui uma pedra porosa)

Envolver o corpo de prova lateralmente com uma membrana de látex, prendendo com anéis de borracha a

base e o topo

Fechar a célula triaxial, fixando-a bem na base

Conectar a tubulação de entrada de água e encher a célula

Aplicar a tensão confinante (3), permitindo ou não a drenagem

Ajustar o extensômetro e o anel dinamométrico

Aplicar a tensão axial (1), crescente até a ruptura

Fazer leituras no extensômetro (Liv.) e no anel dinamométrico (Ml) a intervalos regulares até a ruptura

Se possível, fazer leituras após a ruptura

Desmontar o sistema

Retirar a membrana do corpo de prova e observar e desenhar o plano de ruptura

Refazer o ensaio com valores diferentes de tensão confinante (3)

3. CONDIÇÕES DE DRENAGEM

As condições de drenagem durante o ensaio podem ser controladas e uma variedade de condições de ensaio é

possível.

3.1 ENSAIO RÁPIDO (Q - Quica) OU UU (Unconsolidated Undrained)

Não adensado e não drenado;

Aplica-se simultaneamente a tensão confinante (3) e a tensão axial (1), que é aumentada até ruptura,

sem permitir a drenagem da água sob pressão;

Mede-se a resistência em termos de tensões totais;

Pode-se fazer leituras da pressão neutra;



Ensaio indicado para argilas, pois não permite a drenagem.

Em um solo saturado onde nenhuma mudança de umidade possa ocorrer (também não haverá variação de

volume), qualquer incremento na tensão normal média normal resulta virtualmente igual incremento na

pressão neutra. A tensão efetiva média normal permanece inalterada e, portanto, a resistência cisalhante do

solo não é afetada. No caso de uma série de amostras similares provenientes de um mesmo solo saturado seja

ensaiada e cada uma é testada sob condições não drenadas a diferentes pressões confinantes, a tensão

desviadora ( 31 ) medida na ruína será a mesma para cada teste. Os círculos de Mohr das tensões totais

serão todos de mesmo diâmetro e resultarão em uma envoltória horizontal, com = 0 e a resistência não

drenada (cu) e termos de tensões totais a mesma para todas as amostras.

3.2 ENSAIO ADENSADO RÁPIDO (R) OU CU (Consolidated Undrained)

Adensado e não drenado;

Aplica-se a tensão confinante (3) e deixa-se dissipar o excesso de pressão neutra correspondentes, ou

seja, espera-se o adensamento;

Aplica-se a tensão axial (1), que é aumentada até ruptura, sem permitir a drenagem da água sob pressão;

Mede-se a resistência em termos de tensões totais;

Pode-se fazer leituras da pressão neutra Se as pressões neutras forem medidas, a resistência em termos de

tensões efetivas também pode ser determinada, razão pela qual ele é muito empregado, pois permite

determinar a envoltória de resistência em termos de tensões efetivas num tempo muito menor do que o

ensaio CD (Consolidated Drained);

3.2 ENSAIO LENTO (S - Slow) OU CD (Consolidated Drained)

Adensado e drenado;

Aplica-se a tensão confinante (3) e deixa-se dissipar o excesso de pressão neutra correspondentes, ou

seja, espera-se o adensamento;

Aplica-se a tensão axial (1), lentamente até ruptura, permitindo a drenagem da água sob pressão;

Desta forma há permanente drenagem do corpo de prova e o excesso de pressão neutra durante todo o

carregamento é praticamente igual à zero, e as tensões totais aplicadas indicam as tensões efetivas que

estavam ocorrendo. Permitindo medir a resistência em termos de tensões efetivas;

Em o corpo de prova saturado, a quantidade de água que sai do corpo de prova durante o carregamento

axial pode ser medida e indica a variação de volume;

O ensaio é considerado lento, não se referindo à velocidade de carregamento, mas sim à condição de ser

tão lento quanto o necessário para a dissipação dos excessos da pressão neutra gerados. Se o solo for



muito permeável, o ensaio pode ser realizado em poucos minutos, mas para argilas, o carregamento axial

requer 20 dias ou mais;

Ensaio indicado para as areias.

4. RESULTADOS

4.1 Traçar o gráfico Tensão desviadora versus Deformação vertical específica

4.2 Traçar o gráfico Variação volumétrica versus Deslocamento vertical específica

4.3 Traçar o gráfico Tensão de Cisalhamento versus Tensão Normal



AULA 13

• ENSAIO DE COMPACTAÇÃO

NBR 7182/1986 - Ensaio de compactação NBR 7185/1988 – Determinação da massa específica aparente, “in situ”, com emprego do frasco de areia NBR 3443/1991 – Determinação da massa específica aparente in situ, com emprego de cilindro de cravação

1. INTRODUÇÃO

A compactação do solo é o processo mecânico pelo qual as suas partículas são forçadas a se aproximarem

entre si, através da redução dos vazios de ar, com uma aplicação momentânea de cargas (compressão,

amassamento, impacto ou vibração).

A compactação envolve uma expulsão de ar sem mudança significativa na quantidade de água na massa de

solo. Portanto, a umidade do solo é a mesma para um solo não compactado e para o mesmo solo após a

compactação a um estado mais denso.

Como a quantidade de ar é reduzida sem mudança na quantidade de água na massa de solo, o grau de

saturação aumenta. Em muitos solos, entretanto, a expulsão de todo o ar não pode ser alcançada pelo

processo de compactação, de modo que um grau de saturação de 100% não ocorrerá. O ponto ótimo da curva

de compactação situa-se em torno de 80% a 90% de saturação.

Quando o solo é usado como material de construção, as propriedades de engenharia importantes são sua

resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade. Com a compactação do solo, tem-se: 1)

Aumento da resistência ao cisalhamento do solo, o que, por sua vez, aumenta a resistência das fundações

construídas sobre sua superfície e a estabilidade de taludes de aterros; 2) Diminuição da compressibilidade

do solo (aumenta o módulo de elasticidade), o que reduz o recalque indesejado das estruturas construídas

sobre a sua superfície; 3) Diminuição da permeabilidade do solo, o que reduz a infiltração de águas.

2. FATORES QUE AFETAM A COMPACTAÇÃO

2.1 ENERGIA DE COMPACTAÇÃO

CILINDRO CARACTERÍSTICAS ENERGIA

NORMAL INTERMEDIÁRIA MODIFICADA

PEQUENO

SOQUETE Pequeno Grande Grande

NÚMERO DE CAMADAS 3 3 5

NÚMERO DE GOLPES/CAMADA 26 21 27

ALTURA DE QUEDA (cm) 30,48 45,72 45,72

GRANDE

SOQUETE Grande Grande Grande



ALTURA DE QUEDA 45,72 45,72 45,72



ENERGIA DE COMPACTAÇÃO* (kg.cm/cm3) APLICAÇÃO

NORMAL 6,2 Aterros de barragens, rodoviários, e

ferroviários

INTERMEDIÁRIA 13,5 Bases e sub-bases de pavimentos

rodoviários (no Brasil)

MODIFICADA 27,9 Pavimentos aeroportuários

*Energia de compactação: V

NgNchME

, onde E = energia de compactação, em kg.cm/cm

3; M =

massa do soquete, em kg; Nc = número de camadas; Ng = número de golpes/camada; V = volume do cilindro

de compactação.

2.2 TEOR DE UMIDADE

Na compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes; o aumento da massa

específica corresponde à eliminação de ar dos vazios. A saída do ar é facilidade porque, quando a umidade



não é muito elevada, o ar se encontra intercomunicado. A redução do atrito pela água e o ar permitem uma

massa específica maior quando o teor de umidade é maior. A partir de um certo teor de umidade maior,

entretanto, a compactação não consegue mais expulsar o ar dos vazios pois o grau de saturação já é elevado e

o ar está ocluso (envolto pela água). Há, portanto, para a energia aplicada, um certo teor de umidade,

denominado umidade ótima, que conduz a uma massa específica seca máxima.

Quando o solo se encontra com uma umidade baixo da ótima, a aplicação de mais esforço de compactação

provoca aumento de massa específica seca, mas quando a umidade é maior que a ótima, mais esforço de

compactação pouco ou nada provoca de aumento da massa específica seca, pois não consegue expelir o ar

ocluso dos vazios. Isso ocorre também no campo. A insistência da passagem de equipamento compactador

quando o solo se encontra muito úmido faz com que ocorra o fenômeno de “borrachudo”, o solo se

comprime na passagem do equipamento para, logo a seguir, se dilatar, como se fosse uma borracha. O que se

comprime são as bolhas de ar ocluso.

O solo compactado fica com uma estrutura que depende da energia aplicada e da umidade e da umidade do

solo por ocasião da compactação: 1) Quando com baixa umidade, a atração face-aresta das partículas não é

vencida pela energia aplicada e o solo fica com estrutura denominada estrutura floculada; 2) Para maiores

umidades, a repulsão entre as partículas aumenta, e a compactação as orienta, posicionando-as

paralelamente, ficando com estrutura dispersa. Para uma mesma umidade, quanto maior a energia, maior o

grau de dispersão.

Portanto, no ponto de ótimo não se obtém o máximo desempenho de um solo compactado:

A estrutura floculada, que corresponde ao ramo seco, proporciona uma maior facilidade para a percolação

da água do que a estrutura dispersa característica do ramo úmido. No ramo úmido que a permeabilidade

atinge os seus valores mínimos;

A compressibilidade é menor nos solos mais compactos e nos solos com mais baixo teores de umidade,

resultante da estrutura e da própria tensão de sucção, devido à baixa saturação;

A resistência ao cisalhamento depende quase que exclusivamente da umidade de compactação. Abaixo da

umidade ótima, portanto, no ramo seco, que se obtêm as maiores resistências ao cisalhamento.



2.3 TIPO DE SOLO

Solos coesivos são aqueles que contêm suficiente quantidades de silte ou argila para causar à massa de solo

impermeabilidade e aumento de resistência ao cisalhamento quando apropriadamente compactados. Tais

solos são todas as variedades de argilas, siltes, areias e pedregulhos siltosos ou argilosos: CH, CL, MH, ML,

SC, SM, GC e GM e grupos de fronteira entre quaisquer dois desses.

Solos não coesivos são as areias e pedregulhos relativamente limpos, os quais permanecem permeáveis

mesmo quando bem compactados, sendo os solos dos grupos SW, SP, GW e GP e grupos de fronteira entre

quaisquer dois desses.

3. MÉTODO

Secar ao ar, destorroar e homogeneizar a amostra de solo

Tomar a quantidade de solo de acordo com o cilindro a ser utilizado

CILINDRO COM REÚSO DE SOLO (kg) SEM REÚSO DE SOLO

Pequeno 5 25

Grande 8 42



Peneirar a amostra de solo a ser ensaiada na peneira nº 4 (# 4,8mm). O cilindro pequeno pode ser

utilizado somente quando a amostra passar integralmente na peneira de abertura 4,8mm. Caso mais de

10% da amostra ficar retida, utilizar o cilindro grande

Determinar o teor de umidade da amostra de solo

Acrescentar água na amostra de acordo com um plano prévio de aumento progressivo do teor de umidade.

Homogeneizar a amostra

Colocar a amostra no cilindro de compactação, de forma que a altura da camada compactada ocupe

aproximadamente 1/3 ou 1/5 da altura do cilindro, conforme o número de camadas

Aplicar com o soquete o número de golpes especificado, distribuindo-os uniformemente por toda a área

do cilindro de forma a resultar uma superfície plana e horizontal

Colocar mais amostra no cilindro e repetir o procedimento usado na compactação da primeira camada até

completar o cilindro, atingindo-se uma altura um pouco superior à do cilindro, o que é possibilitado pelo

colar complementar. Antes de iniciar a compactação da próxima camada deverá ser feita uma

escarificação no topo da camada compactada, de forma a permitir um maior entrosamento entre as

camadas

Desmontar o colar do cilindro e nivelar o solo, raspando o excesso com régua metálica biselada, de forma

a acertar-se o volume do cilindro

Pesar o conjunto solo+cilindro

Com auxílio do extrator, retirar o corpo de prova do cilindro

Determinar o teor de umidade do corpo de prova, retirando uma porção de solo do interior de cada uma

das camadas compactadas e calculando a média dos três teores de umidade determinados

REÚSO DE MATERIAL: Desmontar o corpo de prova e homogeneizar o solo novamente. Acrescentar

a quantidade de água prevista e compactar novo corpo de prova

SEM REÚSO DE MATERIAL: Tomar nova quantidade de solo da amostra. Acrescentar a quantidade

de água prevista e compactar novo corpo de prova

Para obter a curva de compactação do solo ensaiado deve-se fazer cinco corpos de prova, dois com teor de

umidade abaixo do teor de umidade ótimo estimado (ramo seco), dois com teor de umidade acima do teor

de umidade ótimo estimado (ramo úmido) e um com teor de umidade próximo ao teor de umidade ótimo

estimado.

4. RESULTADOS

4.1 Determinar a massa específica aparente seca: wV

Pd

100

100



onde, d = massa específica aparente seca, em g/cm3; P = massa do solo, em g; V = volume do cilindro, em

cm3; w = teor de umidade do solo compactado, em %.

4.2 Determinar a curva de saturação:

sa

d Sw

S

onde, d = massa específica aparente seca, em g/cm3; S = massa específica dos sólidos (determinada de

acordo com a NBR 6508 ou NBR 6458), em g/cm3; a = massa específica da água, em g/cm

3, considerar

igual a 1 g/cm3; S = grau de saturação, em %; w = teor de umidade, variando em um intervalo que contenha

o teor de umidade ótimo do solo, em %.

4.3 Curva de Compactação: Com os pares de d e w obtidos para corpo de prova compactado, traçar a

curva de compactação, que consiste na representação do peso específico seco em função da umidade, e

obtido o peso específico seco máximo e o teor de umidade ótimo do solo ensaiado. A curva resultante deve

ter um formato aproximadamente parabólico.

5. COMPACTAÇÃO DO SOLO NO CAMPO

A compactação no campo compreende diversas etapas: 1) A escolha da área de empréstimo, considerando a

distância de transporte, volume de material disponível, tipos de solo e seus teores de umidade; 2) A

escavação, transporte e espalhamento do solo em camadas, tais que sua espessura seja compatível com o

equipamento compactador e a espessura final. A espessura da camada solta depende do tipo de solo, mas

geralmente 22 a 23 cm de solo solto resultam numa camada de 15 a 20 cm de solo compactado; 3) A

correção do teor de umidade, para o valor da umidade ótima, através da irrigação ou aeração, seguida de

revolvimento mecânico do solo de modo a homogeneizá-lo; 4) A compactação propriamente dita, com

equipamentos e parâmetros adequados ao tipo de solo.



Compactação por amassamento (estático), com o rolo pé de carneiro, é adequada para solos argilosos, por

penetrar na camada nas primeiras passadas, atingindo a parte inferior da camada e evitando que uma placa

superficial se forme e reduza a ação do equipamento em profundidade. Requerem baixa velocidade.

Compactação por vibração, com rolos lisos vibratórios, é especificamente aplicada para solos granulares.

Requerem velocidades bem maiores.

6. CONTROLE DE COMPACTAÇÃO

Especificações para o controle de compactação podem incluir as seguintes recomendações: 1) O teor de

umidade do solo antes e durante a compactação deve ser controlado para estar na faixa da umidade ótima a

menos 2%; 2) Cada camada deve ser compactada a 100% (ou 98%) da massa específica aparente seca obtida

no ensaio de compactação de laboratório.

A determinação do teor de umidade no campo pode ser feita através de métodos simples e expeditos como o

da frigideira ou o do álcool, que apresentam o perigo de queimar partículas do solo, ou do Speedy, onde a

utilização das cápsulas de carbureto de cálcio leva a resultados pouco precisos com solos plásticos.



O Grau de Compactação (GC) é a relação entre a massa específica aparente seca a ser medida no campo e

massa específica aparente seca máxima obtida no ensaio de laboratório:

%100max

olaboratóri

campoGC

d

d

onde GC = grau de compactação, em %; d(campo) = massa específica aparente seca obtida no campo, em

g/cm3; dmáx(laboratório) = massa específica aparente seca máxima obtida no laboratório, em g/cm

3. A

determinação massa específica aparente seca do solo no campo, após a compactação, pode ser feita com

emprego do frasco de areia (de acordo com a NBR 7185) ou o da cravação do cilindro, no caso do solo ser

fino (de acordo com a NBR 3443).



disco espaçador

Cinco camadas de solo

Soquete grande

Molde grande

AULA 14

• ENSAIO CBR - ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA

NBR 9895/1987 – Índice de Suporte Califórnia

1. INTRODUÇÃO

O objetivo é determinar o valor do Índice de Suporte Califórnia (ou California Bearing Ratio - CBR) e da

expansão de solos em laboratório, utilizando amostras deformadas, não reusadas, de material que passa na

peneira 19 mm, com um mínimo de 5 corpos de prova.

O valor Índice de Suporte Califórnia (ISC) determina as características de suporte de solos para constituírem

camadas de bases, sub-bases e subleitos de pavimentos, onde materiais de melhor qualidade não estão

disponíveis. O ensaio CBR foi projetado para ser um método racional para dimensionamento de pavimentos

flexíveis, mas também pode ser aplicado para projeto de pavimentos rígidos e camadas de base granular.

O ensaio constitui na análise de resistência ao cisalhamento de corpos de prova de solos, compactados e

saturados, à penetração de pistão padrão, medindo carga versus penetração.

A relação carga versus penetração é plotada em gráfico, do qual as cargas correspondentes a penetrações

padrões (2,54 mm e 5,08 mm) são obtidas e expressas como porcentagem de cargas padrões para as mesmas

penetrações na brita padrão compactada que por definição possuem CBR = 100% (6,90 Mpa e 10,35 MPa,

respectivamente). A maior porcentagem é conhecida como o CBR do solo. O valor CBR pode ser relacionado

a uma medida da resistência ao cisalhamento de um solo, mas não pode ser relacionado diretamente a

parâmetros de resistência o cisalhamento do solo (c; ).

Portanto, o CBR é a relação, expressa em porcentagem, da força medida para uma certa penetração para um

força padrão para a mesma penetração: %100oForçaPadrã

daForçaMedidCBR .

2. ENERGIA DE COMPACTAÇÃO (NBR 7182)

CILINDRO CARACTERÍSTICAS ENERGIA

NORMAL INTERMEDIÁRIA MODIFICADA

GRANDE

SOQUETE Grande Grande Grande



ALTURA DE QUEDA 45,72 45,72 45,72

3. MÉTODO



3.1 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA

A quantidade recomendada de material para a execução do ensaio é de 50 kg. A amostra deve ser

preparada de acordo com a NBR 6457

PENEIRA (mm) % DE MATERIAL

RETIDO OBSERVAÇÃO

4,8 Menor que 7 Desprezar o material retido

19 Menor que 10 Desprezar o material retido

19 Maior que 10

Passar o material retido na peneira 19 mm através da peneira de 76 mm e desprezar o material retido nesta última. Substituir o material retido

na peneira de 19 mm e que passe na de 76 mm por igual quantidade de material retido na peneira 4,8 mm e que passe na de 19 mm

19 Maior que 30 Não ensaiar de acordo com a norma NBR 9895

3.2 COMPACTAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

Fixar o cilindro na base, sendo colocado no fundo do cilindro o disco espaçador, cuja função é de que o

solo a ser compactado não ocupe totalmente o volume do cilindro promovendo um espaço para posterior

colocação da sobrecarga a ser utilizada na determinação da expansão. Colocar o colarinho no cilindro e o

papel filtro sobre o disco espaçador

Tomar a amostra preparada para o ensaio, de acordo com o item 3.1

Adicionar água gradativamente e revolver o material, de forma a obter um teor de umidade em torno de

cinco pontos percentuais abaixo da umidade ótima presumível. Determinar o teor de umidade

Após completa homogeneização do material, compactar o solo em cinco camadas com o soquete grande,

sendo o número de golpes dependente da energia de compactação. Sendo que, sempre antes de lançar

nova camada, fazer a escarificação da acamada compactada de maneira a promover a aderência entre as

mesmas

Após a compactação da última camada, retirar o cilindro da base perfurada e inverter o cilindro de forma

que o disco espaçador fique para cima. Retirar o disco espaçador e pesar conjunto cilindro mais solo e,

por subtração da massa do molde cilíndrico, obter a massa úmida do solo compactado

Repetir as operações do item 3.2 para teores crescentes de umidade tantas vezes quantas necessárias para

caracterizar a curva de compactação com um mínimo de 5 corpos de prova. Estes corpos de prova

moldados são utilizados nos ensaios de expansão e penetração

3.3 ENSAIO DE EXPANSÃO

Terminadas as moldagens necessárias para caracterizar a curva de compactação, retirar o disco espaçador

de cada corpo de prova, inverter os moldes e fixa-los nas respectivas bases



Colocar sobre cada corpo de prova, no espaço deixado pelo disco espaçador, o prato perfurado com haste

de expansão e sobre ele dois discos anelares cuja massa total deve ser de 4540±20 g, que corresponde a

uma sobrecarga de aproximadamente 12,7 cm de pavimento

Fixar o porta-extensômetro no cilindro e apoiar a haste do relógio comparador sobre a haste do disco

perfurado, zerando-o

Colocar esta montagem no tanque de imersão, com água até 1 cm acima do cilindro, por no mínimo 4

dias, medindo-se a expansão inicial e registrando leituras diárias (de 24 em 24 horas). O procedimento de

saturar o corpo de prova simula o comportamento do solo com chuvas

Após os 4 dias de imersão, retirar cada o corpo de prova, retirando também o disco perfurado com a

sobrecarga, verter os cilindros para escoar o excesso de água por 15 minutos. Após esse tempo, os corpos

de prova estão preparados para a penetração

3.4 ENSAIO DE PENETRAÇÃO

Colocar no topo de cada corpo de prova as mesmas sobrecargas utilizadas no ensaio de expansão e levar

os cilindros à prensa, ajustando o pistão de penetração no solo e zerando o anel dinamométrico

Acionar a prensa, fazendo com que o pistão penetre no corpo de prova a uma velocidade de 1,27 mm/min

Registrar leituras de pressão do anel dinamométrico para as penetrações de: 0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,17;

3,81; 4,44; 5,08; 6,35; 7,62; 8,89; 10,16; 11,43 e 12,70 mm, sendo que esta última leitura corresponde ao

tempo de 10 min

Descarregar a prensa, desmontar o cilindro e retirar amostras de solo de cerca de 2,5 cm de baixo do local

da penetração para determinação do teor de umidade do corpo de prova. Comparar o valor do teor de

umidade e do peso específico do corpo de prova com os valores de umidade ótima e peso específico seco

máximo obtidos no ensaio de compactação. Caso a verificação seja maior do que 2%, refazer o ensaio



4. RESULTADOS

4.1 Calcular a massa específica aparente seca de cada corpo de prova: wV

Pd

100

100

onde, d = massa específica aparente seca, em g/cm3; P = massa do solo, em g; V = volume do cilindro, em

cm3; w = teor de umidade do solo compactado, em %.

4.2 Calcular a expansão de cada corpo de prova:

%100Pr

ovadeialdoCorpoAlturaInic

cialLeituraInialLeituraFinExpansão

4.3 Calcular o Índice de Suporte Califórnia para cada corpo de prova

Traçar a curva pressão aplicada pelo pistão versus penetração do pistão para cada corpo de prova

Apresentando a curva pressão x penetração um ponto de inflexão, traçar uma tangente à curva neste

ponto até que a mesma intercepte o eixo das abscissas. A curva corrigida será então esta tangente mais a

porção convexa da curva original, considerada a origem mudada para o ponto em que a tangente corta o

eixo das abscissas; seja c a distância deste ponto à origem dos eixos. Somar às abscissas dos pontos

correspondentes às penetrações de 2,54 mm e 5,08 mm a distância c, com o que se determina, na curva

obtida, os valores das pressões correspondentes das novas ordenadas, as quais representam os valores das

pressões corrigidas para as penetrações antes referidas.



Calcular o Índice de Suporte Califórnia correspondente a cada corpo de prova:

%100

Pr

PrPr

oessãoPadrã

gidaessãoCorriouladaessãoCalcuCBR

PENETRAÇÃO (mm) Pressão (MPa)

CBR (%) Calculada Corrigida Padrão

2,54 6,90

5,08 10,35

Adotar o maior dos valores obtidos nas penetrações de 2,54 mm e 5,08 mm

4.4 Índice de Suporte Califórnia e Expansão

Na mesma folha em que se apresenta a curva de compactação, usar a mesma escala das umidades de

moldagem e registrar em escalas adequadas os valores de CBR e expansão obtidos, correspondentes aos

valores das umidades que serviram para a construção da curva de compactação



FIM

apostila - mec solos

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