Avaliação - Técnicas de Melhoramento de Solos

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UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO 
CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP 
FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
1 
 
AVALIAÇÃO 1 – TÉCNICAS DE MELHORAMENTO DE SOLOS 
 
Acadêmica: Daniella Neia de Freitas 
Docente: Gustavo Benetti 
Data: 27/05/2021 
 
1. Para a tabela abaixo, solicita-se realizar a mistura de três materiais: brita 
¾’’, pedrisco e pó de pedra. Encontre, dentro da especificação, a porcentagem 
de cada material a ser misturada e que irá produzir uma mistura satisfatória. 
Peneiras Materiais disponíveis Especificação Brita ¾’’ Pedrisco Pó de Pedra 
¾’’ 19,1 98,2 100 100 99,8 
½’’ 12,7 38 100 100 93,2 
3/8’’ 9,52 6,6 93,9 100 87,2 
4 4,76 0,7 31,8 98,2 60,3 
10 2 0,6 2,5 57,8 28,8 
40 0,42 0,5 0,6 16,4 8,2 
80 0,18 0,4 0,6 9,5 4,9 
200 0,074 0,2 0,3 5,9 3 
 
Montando-se um sistema de equações, tem-se: 
98,2𝑥𝑥 + 100𝑦𝑦 + 100𝑧𝑧 = 99,8 
38𝑥𝑥 + 100𝑦𝑦 + 100𝑧𝑧 = 93,2 
6,6𝑥𝑥 + 93,9𝑦𝑦 + 100𝑧𝑧 = 87,2 
0,7𝑥𝑥 + 31,8𝑦𝑦 + 98,2𝑧𝑧 = 60,3 
0,6𝑥𝑥 + 2,5𝑦𝑦 + 57,8𝑧𝑧 = 28,8 
0,5𝑥𝑥 + 0,6𝑦𝑦 + 16,4𝑧𝑧 = 8,2 
0,4𝑥𝑥 + 0,6𝑦𝑦 + 9,5𝑧𝑧 = 4,9 
0,2𝑥𝑥 + 0,3𝑦𝑦 + 5,9𝑧𝑧 = 3 
Selecionando-se as três primeiras equações para resolver o sistema: 
�
98,2𝑥𝑥 + 100𝑦𝑦 + 100𝑧𝑧 = 99,8
38𝑥𝑥 + 100𝑦𝑦 + 100𝑧𝑧 = 93,2
6,6𝑥𝑥 + 93,9𝑦𝑦 + 100𝑧𝑧 = 87,2
 
Aplicando-se o método de resolução de sistemas lineares de Gauss-Jordan: 
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2 
 
 �
98,2 100 100
38 100 100
6,6 93,9 100
 � 
99,8
93,2
87,2
�𝐿𝐿1 =
𝐿𝐿1
98,2
→ �
1 1,018 1,018
38 100 100
6,6 93,9 100
 � 
1,016
93,2
87,2
�𝐿𝐿2 = 𝐿𝐿2 − 38𝐿𝐿1 
�
1 1,018 1,018
0 61,303 61,303
6,6 93,9 100
 � 
1,016
54,581
87,2
�𝐿𝐿3 = 𝐿𝐿3 − 6,6𝐿𝐿1 → �
1 1,018 1,018
0 61,303 61,303
0 87,179 93,279
 � 
1,016
54,581
80,492
� 
𝐿𝐿2 =
𝐿𝐿2
61,303
→ �
1 1,018 1,018
0 1 1
0 87,179 93,279
 � 
1,016
0,89
80,492
�𝐿𝐿3 = 𝐿𝐿3 − 87,179𝐿𝐿2 
�
1 1,018 1,018
0 1 1
0 0 6,1
 � 
1,016
0,89
2,874
�𝐿𝐿3 =
𝐿𝐿3
6,1
→ �
1 1,018 1,018
0 1 1
0 0 1
 � 
1,016
0,89
0,471
�𝐿𝐿2 = 𝐿𝐿2 − 𝐿𝐿3 
�
1 1,018 1,018
0 1 0
0 0 1
 � 
1,016
0,419
0,471
�𝐿𝐿1 = 𝐿𝐿1 − 1,018𝐿𝐿3 → �
1 1,018 0
0 1 0
0 0 1
 � 
0,536
0,419
0,471
� 
𝐿𝐿1 = 𝐿𝐿1 − 1,018𝐿𝐿2 → �
1 0 0
0 1 0
0 0 1
 � 
0,109
0,419
0,471
� ⇒ �
𝑥𝑥 = 0,11 → 11%
𝑦𝑦 = 0,42 → 42%
𝑧𝑧 = 0,47 → 47%
 
Logo, a mistura será composta por 11% de brita ¾’’, 42% de pedrisco e 47% 
de pó de pedra. 
 
2. Qual a diferença entre compactação e consolidação? Explique também 
qual a necessidade de se estabilizar um solo e dê exemplos de máquinas e 
métodos utilizados no processo. 
Na compactação, reduz-se o índice de vazios do solo por meio da expulsão do 
ar nas partículas, geralmente através de um processo rápido (aplicação mecânica de 
cargas variáveis em função do tempo), mantendo-se constante o teor de umidade. Já 
na consolidação, os vazios do solo são reduzidos pela expulsão da água, em um 
processo relativamente lento (aplicação de carga estática e contínua, que aproxima 
progressivamente as partículas e provoca o escoamento da fase líquida), alterando, 
assim, o teor de umidade. 
A compactação do solo é uma etapa extremamente importante em qualquer 
obra, visto que, quando bem executada, promove um aumento na resistência 
mecânica do solo, redução de possíveis recalques, aumento da estabilidade, redução 
da infiltração de água e da sedimentação do solo. 
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A compactação exige sistemas vibratórios que geram impacto no solo, e este 
processo é realizado através de equipamentos, tais como: compactadores de 
percussão (“sapos” mecânicos que aplicam impactos no solo através de pistões); rolos 
compactadores tripulados e não tripulados (rolo liso, pé de carneiro, tandem, 
pneumático etc.); placas compactadoras (muito usadas na compactação de solos 
granulares soltos e pedras de pavimentação. 
 
3. Para o solo abaixo, especifique a quantidade de cimento a ser adicionado 
de forma a estabilizá-lo. 
Solo 
Massa Específica (kN/m²) 18,5 
Limite de Liquidez 23 
Limite de Plasticidade NP 
Granulometria % Passante 
#4 90 
#10 85 
#40 80 
#200 25 
AASHTO – TRB A – 4 (2) 
 
Obs.: Para os três teores escolhidos, considere que os valores de RCNC 
médios obtidos serão, respectivamente, do menor teor para o maior: 1650 kPa, 
1900 kPa e 2200 kPa. 
 Como pela peneira #4 passa 90% do material, será utilizado o Método B. O 
primeiro passo é estimar a massa específica aparente seca, através do ábaco: 
 
 A porcentagem de Silte + Areia a ser utilizada é a porcentagem de solo fino que 
passa pela peneira #200; neste caso, 25%. Já a porcentagem de Pedregulho fino + 
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grosso que será adotada é a porcentagem de solo que ficou retido nas peneiras #4 
(grosso) e #10 (fino); neste caso, 10% na #4 e 5% na #10, logo, 15%. 
 Cruzando-se estes valores (25 e 15) no ábaco, encontra-se: 
 
 Estimou-se, então, uma massa específica aparente seca de 1,925 g/cm³. 
 O segundo passo é estimar três teores de cimento, através do seguinte ábaco: 
 
 Utilizando-se a massa específica aparente seca encontrada de 1925 g/dm³ e a 
porcentagem de 25% de solos finos que passaram pela peneira #200, obtém-se: 
1,925 
15 
25 
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 Como, normativamente, 5% não é uma porcentagem aceitável de cimento, 
utilizaremos 6% e outros dois teores para comparação, de 2% a mais cada; neste 
caso, 8% e 10%. O terceiro passo é estimar a massa específica aparente seca da 
mistura, através do ábaco: 
 
 Adotou-se, portanto, os seguintes valores para a massa específica aparente 
seca da mistura: 1675 g/dm³ (para o teor de 6%); 1792 g/dm³ (para o teor de 8%) e 
1930 g/dm³ (para o teor de 10%). 
5% 1925 
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 O quarto passo é a determinação da resistência mínima em 7 dias, pelo ábaco: 
 
 Estimou-se, então, uma resistência à compressão não confinada de 
aproximadamente 20,8 kg/cm² ou 2080 kPa. 
 Conforme foi informado no enunciado, os valores médios de RCNC para cada 
teor são: 1650 kPa (para o teor de 6%); 1900 kPa (para o teor de 8%) e 2200 kPa 
(para o teor de 10%). 
 O último passo é, portanto, a comparação dos três teores de cimento com 
relação à resistência: 
 
 Portanto, o teor de cimento ideal a ser adicionado é o de 10%, que foi o único 
a atingir (neste caso, superar) o valor de resistência mínima de 2080 kPa. 
1650
1900
2200
2080
1900
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
5% 6% 7% 8% 9% 10% 11%
R
C
N
C
 (k
Pa
)
Teor de Cimento em Massa (%)
Evolução da Resistência à Compressão Não Confinada 
com aumento do Teor de Cimento
25