Influência do Método de Compactação na Curva de Compactação de um Solo Residual Jovem da Zona da Mata Norte de Minas Gerais Elisson Fontes Lima Brandão, Flávio Alessandro Crispim, Dario Cardoso de Lima, Cláudio Henrique de Carvalho Silva, Carlos Alexandre Braz de Carvalho, Carlos Ernesto Gonçalves Reynaud Schaefer Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brasil RESUMO: O presente trabalho aborda o estudo de parâmetros de compactação de um solo residual jovem de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais. Trabalhou-se com conjuntos de corpos-de-prova compactados na energia do ensaio Proctor normal via os métodos estático e dinâmico, considerando-se o teor ótimo de umidade (Wot) e as variações de menos 3% e de mais 2% em torno deste. Para cada método de compactação, usou-se a média de nove determinações da curva de compactação. Os resultados obtidos permitiram concluir que variações na forma das curvas de compactação são mais expressivas no ramo úmido. PALAVRAS-CHAVE: Ensaios de laboratório, Curva de compactação, Métodos estático e dinâmico. 1 INTRODUÇÃO A compactação pode ser entendida como a diminuição de volume do solo sem variação no teor de umidade ou massa do mesmo (MELO 1985), sendo portanto um processo que essencialmente altera a estrutura do solo. Ralph Proctor, na década de 1930, trouxe importante contribuição para desenvolvimento da técnica de compactação de solos, mostrando a relação entre peso específico seco, teor de umidade e energia de compactação. Em geral, essa relação pode ser descrita por uma parábola, tendo seu ponto máximo definido pelo par peso específico máximo e teor ótimo de umidade. O ensaio de compactação mais comum é o desenvolvido por Proctor, no Brasil normalizado pela NBR 7182/86 “Solo – Ensaio de Compactação” (ABNT 1986). No entanto, em laboratórios geotécnicos, são utilizados vários métodos de compactação, procurando-se aproximar tanto quanto possível das condições encontradas em campo, bem como agilizar o processo de compactação de corpos-de-prova. Neste trabalho procurou-se verificar as mudanças estruturais ocorridas em um solo, ao compactá-lo empregando-se a energia de compactação do ensaio Proctor normal e dois métodos de compactação, a saber: ensaio de compactação com o cilindro Proctor (método aqui denominado de dinâmico) e compressão

estática. 2 MATERIAIS E MÉTODOS Este estudo foi realizado com um solo residual jovem de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil. Esse material pertence ao manto saprolítico, sendo classificado pelo TRB como A-2-4(0), bem como apresenta coloração acinzentada, com granulometria areno-silto-argilosa (13% de argila, 17% de silte e 70% de areia) e γs = 27,23 kN/m³. O solo analisado já é bastante utilizado em pesquisas no laboratório de Engenharia Civil/UFV, sendo, por este motivo, escolhido para o presente estudo. Busca-se também, contribuir para a ampliação do conhecimento dos solos da região de Viçosa. O local de coleta da amostra foi um talude de corte localizado na Vila Secundino, no Campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV), na cidade de Viçosa. Os trabalhos foram desenvolvidos como se segue: i) corpos-de-prova compactados usando-se métodos dinâmico (ensaio de compactação na energia normal segundo a NBR 7182/86) e estático (compactação através de aplicação de carga por meio de uma prensa, em três camadas iguais - utilizando o cilindro do ensaio Proctor Normal, NBR 7182/86 - de maneira a reproduzir a massa específica úmida obtida no

ensaio dinâmico), na energia do ensaio Proctor Normal, considerando-se o teor ótimo de umidade (Wot) e as variações de umidade de menos 3% (Wot - 3%) e mais 2% (Wot + 2%); ii) para cada método de compactação, foram obtidas nove curvas de compactação, trabalhando-se com a média das mesmas; iii) na moldagem dos corpos-de-prova, admitiu-se um desvio máximo de ± 0,3% no teor de umidade de cada corpo-de-prova; iv) realização de análise estatística dos dados utilizando testes de média t e F (STEEL et al. 1997), adotando-se um nível de probabilidade de 0,05. 3 RESULTADOS E ANÁLISES Os teores de umidade utilizados para a compactação dos corpos-de-prova utilizados neste estudo estão apresentados na Tabela 1, respeitando-se o desvio máximo de ± 0,3%. Tabela 1 – Teores de umidade obtidos

Wot – 2% Wot Wot + 3% 11,9 14,9 16,9

As curvas de compactação obtidas para os métodos estático e dinâmico são apresentadas na Figura 1.

11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0Teor de umidade (%)

16.2

16.4

16.6

16.8

17.0

17.2

17.4

Peso

esp

ecífi

co s

eco

(kN

/m³)

Estático Dinâmico Figura 1 – Curvas de compactação: métodos dinâmico e estático.

As Tabelas 2 e 3 apresentam as médias e desvios padrão correspondentes ao peso específico seco, respectivamente, para os métodos estático e dinâmico.

Tabela 2. Parâmetros estatísticos básicos para o método estático de compactação

Parâmetros avaliados Wot - 3% Wot Wot + 2%

x 16,48 16,77 16,44 γd s 6,91E-02 14,76E-02 6,57E-02

Tabela 3. Parâmetros estatísticos básicos para o método dinâmico de compactação

Parâmetros avaliados Wot - 3% Wot Wot + 2%

x 16,72 17,09 16,96 γd s 6,54E-02 12,95E-02 7,07E-02

A Tabela 4 introduz os resultados estatísticos da comparação de médias ( x ) e desvio padrão (s) do parâmetro peso específico seco (γd) entre os métodos estático e dinâmico. Utilizou-se os testes t e F, para o nível de probabilidade 5%. Tabela 4. Resultados da comparação das médias e desvio padrão do parâmetro peso específico seco obtidos nos métodos de compactação dinâmico (padrão) e estático, empregando-se os testes estatísticos t e F, para o nível de probabilidade 0,05

Parâmetros avaliados Wot - 3% Wot Wot + 2%

x ** ** ** γd s ns ns ns

(*) e (**) indicam diferenças significativas respectivamente a 5% e 1% e (ns) indica que não existem diferenças estatisticamente significativas ao nível de 5% de probabilidade. A análise dos dados apresentados nas Figuras 1 e 2 leva à conclusão de que peso específco seco, para ambos os métodos de compactação, sofre influência mais expressiva no sentido do ramo úmido da curva de compactação. Levando-se em conta os valores médios de peso específico seco estimados para cada método e tomando como base a compactação dinâmica, observa-se diferenças de 1%, 2% e 3% no peso específco seco, respectivamente, para os teores de umidade Wot - 3%, Wot e Wot + 2%. A Tabela 4 mostra que as diferenças entre os métodos analisados são estatisticamente significativas a 5% de probabilidade.

4 CONCLUSÕES O trabalho apresentado procurou investigar a influência de dois métodos de compactação, estático e dinâmico, na estrutura de um solo residual jovem. Dos resultados obtidos pode-se concluir que a influência do método é mais expressiva quanto mais úmido estiver o solo, podendo-se referir a diferenças de 1%, 2% e 3% no peso específico seco, respectivamente, para os teores de umidade Wot - 3%, Wot e Wot + 2%, bem como ao fato que essas diferenças entre os métodos considerados no presente trabalho são estatisticamente significantes a 5% de probabilidade. AGRADECIMENTOS Os autores gostariam de registrar os seus agradecimentos à FAPEMIG, pela concessão de bolsa de iniciação científica ao primeiro autor, ao CNPq, pela concessão de bolsa de mestrado ao segundo autor, bem como à Universidade Federal de Viçosa, onde foi realizado o presente trabalho. REFERÊNCIAS ABNT (1986). Solo - ensaio de compactação:

procedimento, Norma Técnica NBR 7182. Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 10 p.

Melo, F.G. (1985). Compactação de aterros de barragens de terra. Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Lisboa, Portugal, 106 p.

Steel, R.G.D.; Torrie, J.H.; Dickey, D.A. (1997). Principles and procedures of statistics: a biometrical approach. 3rd ed., McGraw-Hill Companies, New York, NY, USA, 666 p.