Ensaio de adensamento unidimensional

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CENTRO UNIVERSITÁ RI O N EWTON PAIVA 
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas – F AC ET 
 
 
 
 
 
Jeferson Reis - 11510010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECANICA DOS SOLOS II 
 
 
 
Ensaio de adensamento unidimensional 
 
 
 
 
 
 
Orientadora: Ana Paula Barroso Correa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte – 2017 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO 
OBJETIVO 
DESENVOLVIMENTO 
Materiais 
Procedimento do Ensaio 
Execução do Ensaio 
Resultados 
CONCLUSAO 
REFERÊNCIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 Adensamento é um processo lento e gradual de redução do índice de vazios de um 
solo por expulsão do fluido intersticial e transferência da pressão do fluido (água) para o 
esqueleto sólido, devido a cargas aplicadas ou ao peso próprio das camadas 
sobrejacentes. 
 Um depósito de solo saturado e de baixa permeabilidade, quando submetido a uma 
sobrecarga, apresenta recalques que tendem a aumentar lentamente com o tempo. 
 Aterros em solos aluvionares de baixada ou em regiões de formação marinha, como 
os mangues, e até mesmo edificações assentadas sobre camadas fracas, como é o 
caso de muitos prédios altos construídos sobre argila de Santos, SP, são exemplos 
típicos da ocorrência desse fenômeno. 
 O comportamento do solo quanto ao seu adensamento, pode ser ilustrado através 
do gráfico semilogarítmico da figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Neste gráfico são plotados nas ordenadas às variações de volume representadas pelos 
índices de vazios, e nas abscissas, em escala logarítmica, as respectivas tensões axiais 
aplicadas durante o ensaio. Podem se distinguir nesse gráfico, três partes distintas: a 
primeira, quase horizontal; a segunda, reta e inclinada; e a terceira parte ligeiramente 
curva. O primeiro trecho representa uma recompressão do solo, até um valor 
característico de tensão, correspondente a máxima tensão que o solo já sofreu na 
natureza. Ao retirar a amostra indeformada do solo, para ensaiar no laboratório, está 
sendo eliminadas as tensões de confinamento dadas pelo solo sobrejacente, o que 
permite a amostra um alívio de tensões e, conseqüentemente, uma ligeira expansão. 
Tal reta apresenta um coeficiente angular denominado índice de recompressão (Cr). 
Ultrapassando o valor característico de tensão, o solo principia a comprimisse, sob 
tensões superiores às tensões máximas por ele já suportadas na natureza. Assim, as 
 
 
 
deformações são bem pronunciadas e o trecho reto do gráfico que as representa é 
chamado de reta virgem de adensamento. Tal reta possui um coeficiente angular 
denominado índice de compressão (Cc). O índice de compressão ou compressibilidade 
é utilizado para o cálculo de recalque, em solos que estejam comprimindo, ao longo da 
reta virgem de adensamento. Por último, o terceiro trecho corresponde fase de 
descarregamento onde o solo experimenta ligeiras expansões. É de conhecimento 
geral que qualquer material sujeito a uma determinada solicitação se deforma no 
sentido de suportar essa solicitação. Isto é, nenhum material pode suportar uma 
solicitação sem se deformar, sendo o valor dessa deformação dependente do tipo de 
solicitação e do tipo de material em questão. Ao solicitar um solo confinado ele 
deforma-se no sentido de absorver essa solicitação. Do facto de o solo se encontrar 
confinado, ocorre apenas extensões verticais. Do exposto conclui-se que num estrato 
confinado só existe deformação se ocorrer variação de volume. O ensaio consiste na 
compressão do solo (compressibilidade) contido dentro de um molde que impede 
qualquer deformação lateral. O ensaio simula o comportamento do solo quando ele é 
comprimido pela ação do peso de novas camadas que sobre ele se depositam. 
Entende-se por adensamento a deformação plástica e a redução do índice de vazios de 
uma massa de solo em função do tempo e da pressão aplicada. O ensaio é feito em 
estágios de pressão aplicada em corpos de prova, geralmente indeformados e 
saturados, confinados lateralmente com a consequente aferição da redução de sua 
altura. Desse ensaio são interpretados parâmetros fundamentais para o cálculo de 
recalques por adensamento. 
 
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OBJETIVO 
 
Prescrever o método de determinação das propriedades de adensamento 
do solo, caracterizadas pela velocidade magnitudes das deformações 
quando o solo é lateralmente confinado e axialmente carregado e drenado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
Materiais Utilizados 
 
Balança de capacidade 1 kg e precisão de 0,01 g. 
Cápsulas metálicas para umidade. 
Estufa de secagem entre 105° e 110°C. 
Talhador 
Paquímetro. 
Bureta graduada. 
Espátulas e facas. 
Serras de fio metálico. 
Régua biselada. 
Anel de adensamento. 
Pedras Porosas. 
Papel filtro. 
Prensa de adensamento. 
Célula de adensamento. 
 
 
Procedimento do Ensaio 
 
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 poros tenha sido 
dissipado. Durante o processo de compressão, medidas de variação da altura na 
amostra são feitas, e estes dados são usados no cálculo dos parâmetros que 
descrevem a relação entre a pressão efetiva e o índice de vazios, e a evolução das 
deformações em função do tempo. A aparelhagem é constituída de um sistema de 
aplicação de carga (prensa de adensamento ou edométrico) e da célula de 
adensamento. A prensa permite a aplicação e manutenção das cargas verticais 
 
 
 
especificadas, ao longo do período necessário de tempo. A célula de adensamento é 
um dispositivo apropriado para conter o corpo de prova confinado lateralmente, que 
deve proporcionar meio para aplicação das cargas verticais e medidas da variação de 
altura do corpo de prova. Consiste de uma base rígida, um anel para conter o corpo de 
prova (anel fixo ou flutuante), pedras porosas e um cabeçote rígido de carregamento. A 
figura abaixo apresenta de forma esquemática a prensa de adensamento e a célula de 
adensamento. 
 
 
 
Execução do Ensaio 
 
A execução do ensaio é iniciada com a colocação da célula de adensamento no 
sistema de carga. Transmitir as cargas à célula de adensamento, em estágios, para 
obter pressões totais sobre o solo. As cargas aplicadas são de 10, 20, 40, 80, 160, 320, 
640, 1280 e 1920 kPa, mantendo-se cada pressão pelo período de tempo de 24 horas 
(dependendo do solo). Para cada um dos estágios de pressão, fazem-se leituras no 
extensômetro da altura ou variação de altura do corpo de prova, imediatamente antes 
do carregamento (tempo zero) e, a seguir, nos intervalos de tempo 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, 4, 
8, 15, 30 min; 1, 2, 4, 8 e 24h. Completadas as leituras correspondentes ao máximo 
carregamento empregado, efetua-se o descarregamento do corpo de prova em estágio 
de no mínimo 3, fazendo leituras no extensômetro de expansão do corpo de prova, 
devido ao alívio de pressão. Por último, com os resultados obtidos, plota-se o gráfico de 
 
 
 
adensamento, a partir do qual é possível extrair os parâmetros para aplicação nos 
cálculos da magnitude e velocidade dos recalques do solo em questão. 
 
Resultados 
 
Curva Deformação-Tempo: Marcam-se os valores das deformações nas ordenadas em 
escala aritmética e dos tempos nas abscissas, para cada estágio de carga. O 
adensamento total (U=100%) ocorrerá no ponto de interseção das tangentes à parte 
central acentuada da curva. O adensamento nulo (U=0%) será determinado 
escolhendo-se dois instantes t e 4t em cima da curva. Obtém-se a diferença entre suas 
ordenadas e este valor é lançada verticalmente acima da ordenada correspondente a t. 
A leitura no eixo das deformações será o valor procurado. O adensamento 50% será 
lido exatamente a meio caminho entreU=100% e U=0%. O valor do tempo para os 50% 
de adensamento servirá para que o coeficiente de adensamento (cv) seja calculado 
através da relação: cv = 0,197.Hd 2 /t50, onde: Hd - metade da altura do corpo de 
prova. 
Curva Índice de Vazios-Pressão: Marcam-se os valores dos índices de vazios em 
escala aritmética, nas ordenadas, e as pressões em escala logarítmica, nas abscissas. 
Deste gráfico é extraído o índice de compressão (cc), o qual define a inclinação da reta 
virgem: cc = (e1 - e2)/(log p2 - log p1) Para obtenção da pressão de pré-adensamento 
procede-se da seguinte maneira: por um ponto de maior curvatura traça-se uma 
tangente à curva e um segmento de reta horizontal. A bissetriz do ângulo formado por 
essas duas linhas interceptará o prolongamento do trecho reto num certo ponto, cujo 
valor lido nas abscissas é a pressão de pré-adensamento do solo ensaiado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
 Analisando os dados obtidos com a realização do ensaio pode-se concluir que, o 
solo apresenta algumas características que a engenharia civil considera aceitável, para 
que o solo seja utilizado como fundação ou material de aterro. 
 
Aplicando-se cargas maiores que as do ensaio observa-se que, o recalque e o índice 
de vazios tendem a diminuir com o tempo. Tudo isso, pela queda do coeficiente de 
permeabilidade e pela expulsão da água presente nos interstícios dos grãos de solo. 
 
 Trata-se de um material argiloso, pois apresenta valores de permeabilidade que 
indicam um período mais longo para que a água seja expulsa dos vazios, mesmo com o 
aumento da tensão aplicada, e que o solo atinja um estado de equilíbrio, sob as 
tensões aplicadas. 
 Como não é possível saber a profundidade da amostra e o nível do lençol freático, 
não se pode calcular o OCR. Portanto não se pode afirmar se é um solo normalmente 
adensado, pré-adensado ou adensado. 
 O cálculo do coeficiente de adensamento (Cv) determina a velocidade 
de adensamento de uma camada de solo sujeito a um carregamento. Ele pode ser 
obtido tanto pelo processo gráfico de Casagrande assim como pelo processo gráfico de 
Taylor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS – ABNT. NBR 12007 
Solo – Ensaio de adensamento unidimensional 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS – ABNT. NBR 10719 
Informação e documentação — Relatório técnico e/ou científico — Apresentação