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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 2 – TÉCNICAS DE MELHORAMENTO DE SOLOS Acadêmica: Daniella Neia de Freitas Docente: Gustavo Benetti Data: 01/07/2021 Descreva todas as etapas de cálculo, bem como o processo de conclusão e valores obtidos. 1. Para os dados apresentados, obtenha: a) Verifique para o solo abaixo qual teor de cimento deve ser escolhido. Obtenha o peso específico das misturas utilizando o ábaco, visto que não foi fornecido as curvas de compactação. (3,0 pontos) b) Realize os cálculos e obtenha o número de viagens da jazida até a pista, o espaçamento entre as descargas de material proveniente da jazida, o número de sacos de cimento Portland de 50 kg necessários no trecho e o espaçamento entre as fileiras de sacos de cimento, apresente também o volume de água necessário na mistura e o número de viagens necessárias para umidificação da camada. (7,0 pontos). Massa Específica (kN/m³) 27,8 Limite de Liquidez 21 Limite de Plasticidade 8 Massa Específica Seca Máx. (g/cm³) 1,800 Granulometria % Passante #4 85 #10 61 #40 16 #200 5 AASHTO – TRB A-5 % < 76 mm = 100% % < 4,8 mm = 50 a 100% % < 0,42 mm = 15 a 100% % < 0,074 mm = 5 a 35% LL < 40% IP < 18% RCNC7 > RCNCK (dosagem) RCNC7 > 2,1 MPa UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 2 Ponderações: • Para o solo, utilize o peso específico do solo solto igual a 89%; • Utilize o peso específico da mistura solta igual a 80% da mistura compactada; • PS.: Utilize para a espessura da camada compactada de 15 cm; • Eventuais valores não encontrados no exercício podem ser atribuídos e indicados na resolução, embasados nos critérios vistos em aula. Especificação do Serviço Extensão (m) 30000 Espessura da camada (m) Largura da faixa (m) 4 Teor de cimento em massa (%) Teor de cimento em volume (%) Massa específica do cimento (g/cm³) 1,50 Umidade ótima de compactação da mistura (%) 14,55 Umidade natural do solo (%) 1,25 Perda de umidade da mistura (%) 3,30 Massa específica da mistura compactada (g/cm³) Massa específica da mistura solta (g/cm³) Massa específica do solo compactado (g/cm³) Massa específica do solo solto (g/cm³) Capacidade do caminhão basculante (m³) 11,00 Capacidade da Irrigadeira/Caminhão pipa (L) 7000,00 Número de sacos por linha de esparrame 4,00 Massa específica da água (g/cm³) 1,00 UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 3 1. a) Porcentagem passante na peneira #4 ≠ 100% → Método B. Aproximando-se o teor de cimento para 9%, os demais teores serão de 2% a mais e a menos, ou seja, 7% e 11%. 9% 15 15 UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 4 Assim, os valores determinados para a massa específica aparente seca da mistura foram: 1700 g/dm³ (para o teor de 11%), 1820 g/dm³ (para o teor de 9%) e 1945 g/dm³ (para o teor de 7%). Ou, escrevendo de outra maneira: 𝑃𝑑7% = 1,945 𝑔/𝑐𝑚³; 𝑃𝑑9% = 1,820 𝑔/𝑐𝑚 3 e 𝑃𝑑11% = 1,700 𝑔/𝑐𝑚³. Portanto, os teores de cimento em volume são, respectivamente, 9%, 10,50% e 11,75%. De acordo com o gráfico disponibilizado da evolução da resistência à compressão não confinada com aumento de teor de cimento, o único teor que apresentou RCNC igual ou superior à resistência mínima exigida de 2,1 Mpa foi o teor de 11%. Logo, o teor de cimento em volume ótimo é de 11,75%, pelo ábaco. b) Sendo 𝑙 a largura da faixa (4 m), 𝑒𝑐 a espessura da camada (0,15 m) e 𝐿 a extensão do trecho (30000 m), o volume total da camada compactada é: 11,75% 10,50% 9% UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 5 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑜𝑚𝑝 = 2 ∙ 𝑙 ∙ 𝑒𝑐 ∙ 𝐿 = 2 ∙ 4 ∙ 0,15 ∙ 30000 → 𝑽𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍,𝒄𝒐𝒎𝒑 = 𝟑𝟔𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝟑 Já o volume total de cimento é dado por: 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = %𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜,𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 ∙ 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑜𝑚𝑝 = 0,1175 ∙ 36000 𝑽𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍,𝒄𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝟒𝟐𝟑𝟎 𝒎³ Portanto, o volume total de solo compactado será de: 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑜,𝑐𝑜𝑚𝑝 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑜𝑚𝑝 − 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 36000 − 4230 → 𝑽𝒔𝒐𝒍𝒐,𝒄𝒐𝒎𝒑 = 𝟑𝟏𝟕𝟕𝟎 𝒎³ O volume do solo solto é, portanto: 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑜,𝑠𝑜𝑙𝑡𝑜 = 𝛾𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎,𝑐𝑜𝑚𝑝 ∙ 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑜,𝑐𝑜𝑚𝑝 𝛾𝑠𝑜𝑙𝑜 = 1,80 ∙ 31770 1,80 ∙ 0,89 → 𝑽𝒔𝒐𝒍𝒐,𝒔𝒐𝒍𝒕𝒐 = 𝟑𝟓𝟔𝟗𝟔, 𝟔𝟑 𝒎³ Logo, o número de viagens necessárias do caminhão basculante é: 𝑁𝑣𝑖𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠 = 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑜,𝑠𝑜𝑙𝑡𝑜 𝑉𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛ℎã𝑜 = 35696,63 11,00 → 𝑁𝑣𝑖𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠 = 3245,15 ≈ 𝟑𝟐𝟒𝟔 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 Consequentemente, o espaçamento entre as descargas será de: 𝐸𝑑𝑒𝑠𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 = 𝐿 𝑁𝑣𝑖𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠 = 30000 3246 → 𝑬𝒅𝒆𝒔𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒔 = 𝟏𝟏, 𝟓𝟔 𝒎 A espessura da camada fofa é: 𝑒𝑐𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎,𝑓𝑜𝑓𝑎 = 𝛾𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 𝛾𝑠𝑜𝑙𝑜,𝑠𝑜𝑙𝑡𝑜 ∙ 𝑒𝑐 = 1,80 ∙ 0,15 1,80 ∙ 0,89 → 𝒆𝒄𝒂𝒎𝒂𝒅𝒂,𝒇𝒐𝒇𝒂 = 𝟎, 𝟏𝟔𝟖𝟓 𝒎 A próxima etapa é a adição de cimento. A massa total de cimento é: 𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ∙ 𝛾𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 4230 ∙ 1,5 → 𝑴𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍,𝒄𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝟔𝟑𝟒𝟓 𝒕𝒐𝒏𝒆𝒍𝒂𝒅𝒂𝒔 Número de sacos de cimento: 𝑁𝑠𝑎𝑐𝑜𝑠 = 𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ∙ 1000 𝑀𝑠𝑎𝑐𝑜,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 6345 ∙ 1000 50 → 𝑵𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔 = 𝟏𝟐𝟔𝟗𝟎𝟎 𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔 UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 6 Número de sacos por quilômetro: 𝑁𝑠𝑎𝑐𝑜𝑠,𝑘𝑚 = 𝑁𝑠𝑎𝑐𝑜𝑠 𝐿𝑘𝑚 = 126900 30 → 𝑵𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔,𝒌𝒎 = 𝟒𝟐𝟑𝟎 𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔 Número de sacos por metro linear: 𝑁𝑠𝑎𝑐𝑜𝑠,𝑚 = 𝑁𝑠𝑎𝑐𝑜𝑠 𝐿 = 126900 30000 → 𝑵𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔,𝒎 = 𝟒, 𝟐𝟑 𝒔𝒂𝒄𝒐𝒔 Espaçamento entre as linhas de esparrame: Em 1 m --------- 4,23 sacos Em x m --------- 4 m (largura da faixa) 𝑥 = 4 4,23 → 𝒙 = 𝟎, 𝟗𝟓 𝒎 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒑𝒂ç𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 Espessura da camada fofa com adição de cimento: 𝑒𝑐𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎,𝑓𝑜𝑓𝑎,𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝛾𝑑11% ∙ 𝑒𝑐 𝛾𝑑11% ∙ 0,80 = 1,7 ∙ 0,15 1,7 ∙ 0,80 → 𝒆𝒄𝒂𝒎𝒂𝒅𝒂,𝒇𝒐𝒇𝒂,𝒄𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝟎, 𝟏𝟖𝟕𝟓 𝒎 Massa total da mistura: 𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑐𝑜𝑚𝑝 ∙ 𝛾𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 = 36000 ∙ 1,7 𝑴𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍,𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂 = 𝟔𝟏𝟐𝟎𝟎 𝒕𝒐𝒏𝒆𝒍𝒂𝒅𝒂𝒔 A variação do teor de umidade, então, é: ∆𝑤 = 𝑤𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 − 𝑤𝑛𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 + 𝑤𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 = 14,55 − 1,25 + 3,30 → ∆𝒘 = 𝟏𝟔, 𝟔𝟎% Massa de água da mistura: 𝑀á𝑔𝑢𝑎,𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 = 𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 ∙ ∆𝑤 = 61200 ∙ 0,166 → 𝑴á𝒈𝒖𝒂,𝒎𝒊𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂 = 𝟏𝟎𝟏𝟓𝟏𝟗, 𝟐𝟎 𝒕𝒐𝒏 Número de viagens da Irrigadeira: 𝑁𝑣𝑖𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠,𝑝𝑖𝑝𝑎 = 𝑉á𝑔𝑢𝑎 𝑉𝑖𝑟𝑟𝑖𝑔𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 = 10159,20 7 → 𝑁𝑣𝑖𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠,𝑝𝑖𝑝𝑎 = 1451,31 ≈ 𝟏𝟒𝟓𝟐 𝒗𝒊𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔
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