PUC_GEOI_04_Cap3_Compactação

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Geotecnia I – SLIDES 04
Capítulo 3
Compactação dos 
Solos
Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt
prof.douglas.pucgo@gmail.com
SLIDES 04 – Capítulo 3 – Compactação dos Solos
GEOTECNIA I – Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt
Introdução
 Solo como material de construção ou de fundação
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Introdução
 O que é compactação?
 Processo de “densificação” do solo no qual se promove
a aproximação de suas partículas
 Objetivos da compactação
 Conferir “homogeneidade” ao material
 Aumentar a resistência
 Diminuir a compressibilidade, a permeabilidade e a
absorção de água
 Propiciar estabilidade ao longo do tempo
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Introdução
 Proctor (1933)
 Relacionou energia de compactação, massa específica
e umidade
 Quando se compacta com umidade baixa, o atrito entre
as partículas é muito alto e não se consegue uma
significativa redução dos vazios
 Para umidades mais elevadas, a água já provoca um
certo efeito de lubrificação entre as partículas, que
deslizam entre si, acomodando-se num arranjo mais
compacto
 A partir de certa umidade, não se consegue mais expulsar
água dos vazios (bolhas de ar oclusas)
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Introdução
 Proctor (1933)
 Durante a compactação a massa de sólidos e o teor de
umidade são constantes
 O que varia é o índice de vazios!
 Assim, para uma energia aplicada e uma umidade
específica, existe um valor máximo de densidade seca:
 Densidade seca máxima!
 Esse teor de umidade é chamado de “umidade ótima”
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Introdução
 Curva de Compactação
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 Curvas de compactação e curvas de saturação
wS
S
sw
ws
d






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 Curvas de compactação para solos diferentes
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 Curvas de compactação para solos diferentes
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Solo Umidade ótima (%) Densidade seca 
max. (g/cm³) - média
Areia 7 a 12 2,0
Silte 18 a 25 1,6
Argila 30 a 40 1,3
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
 Ensaio de Proctor Normal:
 Consiste em compactar uma amostra dentro de um
recipiente cilíndrico, na forma:
 3 camadas;
 26 golpes por camada;
 peso do soquete = 2,5 kgf
 altura de queda = 30,5 cm
 Cilindro padrão = 10 cm de diâmetro, altura de 12,73 cm,
volume de 1.000 cm³
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
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30,5 cm
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
 Ensaio de Proctor Normal:
 O ensaio é feito para 4 ou 5 amostras, pelo menos:
 2 abaixo e 2 acima da wot e 1 próxima à wot
 Argilas: wot tende a quase o valor de LP
 Elabora-se a curva de compactação
 Reta no ramo seco
 Reta no ramo úmido
 Concordância por meio de uma parábola
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
 Cálculo da Energia em laboratório
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V
nNhP
E


E = energia de compactação específica 
(trabalho por unidade de volume)
P = peso do soquete (N)
h = altura de queda do soquete (m)
N = número de golpes por camada
n = número de camadas
V = volume do cilindro (m³)
Qual o valor da Energia no ensaio de Proctor com energia normal?
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
 Ensaio de Proctor Normal – cilindro grande:
 5 camadas
 12 golpes por camada
 peso do soquete = 4,5 kgf
 altura de queda = 46 cm
 Cilindro grande = volume de 2.085 cm³
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Qual o valor da Energia no ensaio de Proctor com energia normal e 
cilindro grande?
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
 Ensaio de Proctor – Energia Intermediária:
 5 camadas
 26 golpes por camada
 peso do soquete = 4,5 kgf
 altura de queda = 45 cm
 Cilindro grande = volume de 2.085 cm³
 E ≈ 12,63 kgf.cm/cm³
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Ensaio de compactação (NBR 7182)
 Ensaio de Proctor – Energia Modificada:
 5 camadas
 55 golpes por camada;
 peso do soquete = 4,5 kgf
 altura de queda = 45 cm
 Cilindro grande = volume de 2.085 cm³
 E ≈ 26,71 kgf.cm/cm³
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Influência da Energia de Compactação
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Estrutura do solo compactado
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Compactação no campo
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Esquema de compactação por camadas; caminhão 
basculante, trator de esteiras e rolo de compactação
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Compactação no campo
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Caminhões de transporte
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Compactação no campo
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Motoniveladoras
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Compactação no campo
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Compactação no campo
 Compactadores:
 Compressão (rolo compactador / “pé de carneiro”)
 Solos argilosos
 Vibração (rolo vibratório)
 Solos granulares
 Impacto (“sapo”)
 Áreas pequenas ou próximo à estruturas
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Compactação no campo
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Compactação no campo
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Compactação no campo
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Compactação no campo
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Compactação no campo
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Compactadores manuais
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Controle de compactação
 É feito medindo-se a umidade e o peso específico
da cada camada compactada
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 Umidade e desvio de umidade (Δw):
 Aparelho Speedy
 Água + carbureto de cálcio em um recipiente
fechado: liberação de gás
 Pressão de gás é medida e relacionada à
umidade
 Método da Frigideira
 Método expedito do álcool
ótimacampo www 
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Controle de compactação
 Peso específico
 Cilindro de Hilf
 Solos argilosos
 Frasco de areia
 A diferença de peso, antes e depois
do enchimento do furo observada
no frasco de areia, dividido pelo
peso específico da areia, fornece o
volume V procurado31
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Controle de compactação
 Grau de Compactação (GC)
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%100
,
,

olaboratórid
campod
GC


Normalmente especifica-se o grau de compactação desejado para um
aterro. Ex.: 95%, 98%, 100%.
Para solos granulares, também é muito empregada a compacidade
relativa para o controle do nível de compactação (CR > 70%)
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Comportamento de solos compactados
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Comportamento de 
solos compactados
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Teor de Umidade (%
P
e
s
o
 E
s
p
e
c
if
ic
o
 S
e
c
o
 (
k
N
/m
3
)
P
e
rm
e
a
b
ili
d
a
d
e
 (
m
/s
e
c
)
S
=
1
0
0
%
Teor de Umidade (%
P
e
s
o
 E
s
p
e
c
if
ic
o
 S
e
c
o
 (
k
N
/m
3
)
P
e
rm
e
a
b
ili
d
a
d
e
 (
m
/s
e
c
)
S
=
1
0
0
%
Fonte: Assis et. al. (2003)
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Ensaio de CBR
 Denominado “Índice de Suporte Califórnia – ISC
ou “California Bearing Ratio – CBR”
 O ensaio é muito utilizado para o dimensionamento de
pavimentos
 Sequência do ensaio:
 Determinação do γd,máx e wot pelo ensaio de compactação;
 Compactar uma amostra na umidade ótima;
 Deixar a(s) amostra(s) imersas em água por 4 dias e medir
sua expansão;
 Romper as amostras em prensas, determinando-se o ISC
ou CBR.
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Ensaio de CBR
 O índice CBR é medido a partir da penetração de um
pistão, sob velocidade controlada, na amostra recém
retirada do tanque de imersão;
 Este pistão está ligado a um anel dinamométrico que
registra a tensão necessária à cravação;
 São feitas leituras periódicas;
 Os valores medidos são comparados com índices
padrões e expressos em porcentagem.
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Ensaio de CBR
 O CBR é o maior valor dentre os cálculos a seguir:
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%100
kgf/cm² 70
 )(0,1" leitura Pressão
CBR
%100
kgf/cm² 051
 )(0,2" leitura Pressão
CBR
Obs.: 1) leitura (0,1”) = pressão correspondente a uma penetração de 0,1 polegada = 2,54mm.
2) as pressões padrões foram obtidas com uma brita da Califórnia.
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Ensaio de CBR
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Ensaio de CBR
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Aplicações em Pavimentos
 Especificações (DNIT, 2006)
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