Compactação dos Solos

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Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE 
Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho
Unidade Curricular: Mecânica dos Solos 1
Docente: Profa. Laiana Ferreira da Costa 
Aula 06: Compactação dos solos 
Material adaptado das notas de aula da professora Thalita Maria, titular da disciplina 
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
INTRODUÇÃO
CONCEITO: Procedimento com objetivo de AUMENTAR a COMPACIDADE de um solo pela 
REDUÇÃO DE VAZIOS através de esforços externos gerados por MEIOS MECÂNICOS.
OBJETIVO: MELHORIA e ESTABILIDADE das PROPRIEDADES MECÂNICAS dos solos:
Redução da 
Compressibilidade
Aumento da 
Resistência 
Redução da Variação 
Volumétrica
Redução da 
Permeabilidade
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COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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TÉCNICA BÁSICA
➢ Lançamento de MATERIAL DE EMPRÉSTIMO (oriundo de jazidas) ou do PRÓPRIO LOCAL 
(Reenchimento); 
➢ Passagem de EQUIPAMENTO que transmitam ao solo a ENERGIA DE COMPACTAÇÃO => 
CARGA MÓVEL (Amassamento, impacto ou vibração) ou CARGA ESTÁTICA; 
➢ O tipo de OBRA e SOLO utilizado => Vai depender do processo de COMPACTAÇÃO empregado, 
a UMIDADE do solo na ocasião e a DENSIDADE almejada. 
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS NA COMPACTAÇÃO
Engenheiro americano Ralph Proctor (1933) => Estabeleceu os princípios básicos da 
técnica e controle de compactação.
A densidade que um solo atinge 
quando compactado sob uma dada 
ENERGIA DE COMPACTAÇÃO 
depende da UMIDADE do solo no 
momento da compactação.
γ𝑑 =
γ𝑠. 𝑆. γ𝑤
(𝑆. γ𝑤 + 𝑤. γ𝑠)
γ𝑑 =
γ𝑠 . γ𝑤
 (γ𝑤 + 𝑤. γ𝑠)
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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CURVAS DE COMPACTAÇÃO
São pares de γd x w no GRÁFICO DE COMPACTAÇÃO obtidos ao se realizar a 
compactação do solo por uma mesma energia de compactação para diferentes valores 
de TEOR DE UMIDADE.
CURVAS DE COMPACTAÇÃO
CURVAS DE VAZIOS DE AR 
IGUAL A ZERO
γ𝑛 =
𝑃𝑡
𝑉𝑡
Compactação de amostras de solos:
w
γ𝑛 = γ𝑑 (1 + 𝑤) γ𝑑 =
γ𝑛
 (1 + 𝑤)
PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO 
MÁXIMO e UMIDADE ÓTIMA
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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CURVAS DE COMPACTAÇÃO
São pares de γd x w no GRÁFICO DE COMPACTAÇÃO obtidos ao se realizar a 
compactação do solo por uma mesma energia de compactação para diferentes valores 
de TEOR DE UMIDADE.
RAMO SECO
BAIXO TEOR DE UMIDADE => O atrito 
entre partículas é ALTO => DIFICULTA 
A COMPACTAÇÃO;
AUMENTO DO TEOR DE UMIDADE => 
Efeito de LUBRIFIACAÇÃO entre as 
partículas => AUMENTO da 
compactação enquanto a SAÍDA DE AR;
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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CURVAS DE COMPACTAÇÃO
São pares de γd x w no GRÁFICO DE COMPACTAÇÃO obtidos ao se realizar a 
compactação do solo por uma mesma energia de compactação para diferentes valores 
de TEOR DE UMIDADE.
UMIDADE ÓTIMA
LUBRIFICAÇÃO DOS GRÃOS => 
QUANTIDADE IDEIAL DE ÁGUA => 
Objetivo: LUBRIFICAR OS GRÃOS => 
Ajuda na COMPACTAÇÃO do solo => 
Atingir a MÁXIMA DENSIDADE possível 
do solo;
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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CURVAS DE COMPACTAÇÃO
São pares de γd x w no GRÁFICO DE COMPACTAÇÃO obtidos ao se realizar a 
compactação do solo por uma mesma energia de compactação para diferentes valores 
de TEOR DE UMIDADE.
RAMO ÚMIDO
TEOR DE UMIDADE PRÓXIMO A 
SATURAÇÃO => UMIDADE ÓTIMA 
(Wot) => A compactação NÃO 
consegue mais expulsar o ar dos vazios 
=> MAIOR quantidade de ÁGUA => 
DIMINUIÇÃO da densidade;
MATERIAL EMBORRACHADO
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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RAMO SECO: A 
atração aresta-face 
das partículas não é 
vencida pela 
ENERGIA DE 
COMPACTAÇÃO 
=> ESTRUTURA 
FLOCULADA;
RAMO ÚMIDO: A 
repulsão entre as 
partículas 
AUMENTA e a 
COMPACTAÇÃO 
ORIENTA as 
partículas=> 
ESTRUTURA 
DISPERSA.
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
OBJETIVO: Determinar, de forma EXPERIMENTAL, a correlação entre γd x w para uma 
dada ENERGIA DE COMPACTAÇÃO.
Engenheiro americano Ralph Proctor (1933) => ENSAIO PROCTOR NORMAL => 
NBR 7182/86 – ENSAIO NORMAL DE COMPACTAÇÃO
Equipamentos: 
• Cilindro de compactação => V = 1L;
• Soquete => P = 2,5Kg => Altura de queda = 30,5cm.
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PROCEDIMENTO DE ENSAIO:
• Prévia secagem ao ar e destorroamento do solo;
• Acrescenta-se água a porção destinada ao ensaio para a umidade cerca de 5% abaixo da wot estimada 
para o solo (em torno do limite de plasticidade), homogeneizando a umidade do material;
• O material é disposto no cilindro de compactação em três camadas. Cada uma recebe 26 golpes do 
soquete. Cada camada compactada deve ocupar 1/3 da altura do cilindro e é escarificada previamente a 
compactação da camada seguinte;
• Obtém-se o peso específico e a umidade do corpo de prova obtido;
• Novos pontos da curva de compactação são obtidos destorroando o corpo de prova e adicionando 
mais água em intervalos de 2% de umidade, ficando dois pontos abaixo, 2 acima e 1 no entorno da wot.
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CÁLCULO DO ENSAIO:
1. Peso específico aparente úmido:
2. Teor de umidade de uma amostra do interior do cP:
3. Peso específico aparente seco:
γ =
𝑃
𝑉
w =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
. 100
γ𝑑 =
γ
(1 + 𝑤)
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
ENERGIA DE COMPACTAÇÃO:
1. ENERGIA NORMAL DE COMPACTAÇÃO: E = 5,95Kg.cm/cm³;
2. ENERGIA PROCTOR INTERMEDIÁRIO: E = 12,9Kg.cm/cm³; 
3. ENERGIA PROCTOR MODIFICADO: E = 27,4Kg.cm/cm³.
Onde:
P = Peso do soquete;
h = Altura de queda do soquete;
N = Número de golpes por camada;
n = Número de camadas;
V = Volume de solo compactado.
𝐸 =
𝑃. ℎ. 𝑁. 𝑛
𝑉
Novas técnicas de 
compactação e para atender 
as exigências do padrão de 
compactação.
Representação da energia de 
compactação em CAMPO 
(Equipamentos de 
compactação).
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MAIOR ENERGIA DE COMPACTAÇÃO => MAIS ADENSADO;
MAIOR ENERGIA DE COMPACTAÇÃO => MAIOR PESO 
ESPECÍFICO APARENTE SECO => MENOR UMIDADE 
ÓTIMA;
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Wot => Não se tem a MAIOR RESISTÊNCIA 
=> Tem-se a MAIOR ESTABILIDADE;
Wot => Se tem a MENOR REDUÇÃO DA 
RESISTÊNCIA => Com AUMENTO DO 
TEOR DE UMIDADE DAS CHUVAS;
• MAIOR DENSIDADE;
• MAIOR ESTABILIDADE DA RESISTÊNCIA;
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ENSAIO DE SUPORTE CALIFORNIANO
OBJETIVO: Determinar, de forma EXPERIMENTAL, o CBR ou ISC (Índice Suporte 
California) como índice de resistência do solo compactado.
Porter (1929) => NBR 9895/87 – SOLO – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFORNIA
Ensaio de 
Compactação
Ensaio de 
Expansão
Determinação 
do Índice 
Suporte (CBR)
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ENSAIO DE SUPORTE CALIFORNIANO
OBJETIVO: Determinar, de forma EXPERIMENTAL, o CBR ou ISC (Índice Suporte 
California) como índice de resistência do solo compactado.
Porter (1929) => NBR 9895/87 – SOLO – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFORNIA
Ensaio de 
Compactação
• γd e wot;
• Material => Passante na peneira ¾”;
• Cilindro => ø = 15cm e h = 17,5cm;
• Soquete => 4,5Kg => h = 45cm;
• Compactação em 5 camadas;
• Energia de compactação => 55, 26 e 12 golpes/camada.
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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ENSAIO DE SUPORTE CALIFORNIANO
OBJETIVO: Determinar, de forma EXPERIMENTAL, o CBR ou ISC (Índice SuporteCalifornia) como índice de resistência do solo compactado.
Porter (1929) => NBR 9895/87 – SOLO – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFORNIA
• É a medida de EXPANSÃO do material devido a ABSORÇÃO de 
água, colocando em imersão os cPs moldados em wot;Ensaio de 
Expansão Anéis de Sobrecarga (4,5 a 5Kg) => Simulação do pavimento;
Imerso em água => 4 dias;
EXTENSÔMETRO => EXPANSÃO 
DO SOLO
RESULTADO = Expresso em PORCENTAGEM da ALTURA INICIAL do cP => 1 a 3%.
Determinação 
do Índice 
Suporte (CBR)
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
• Os três cPs imersos são sujeitos a puncionamento na prensa do CBR => Pistão 
cilíndrico (ø = 5cm e v= 1,25mm/min);
• Mede-se a PRESSÃO APLICADA e as respectivas DEFORMAÇÕES => CURVA 
DO CBR;
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CBR => Relação 
entre a CARGA 
necessária para 
DEFORMAÇÃO DE 
0,1” OU 0,2” DO 
MATERIAL 
ENSAIADO e a 
CARGA obtida para 
a PEDRA BRITADA: 
70 e 105Kf/cm², 
respectivamente 
=> Adota-se o 
maior valor. 
Determinação 
do Índice 
Suporte (CBR)
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
• Os três cPs imersos são sujeitos a puncionamento na prensa do CBR => Pistão 
cilíndrico (ø = 5cm e v= 1,25mm/min);
• Mede-se a PRESSÃO APLICADA e as respectivas DEFORMAÇÕES => CURVA 
DO CBR;
UFRPE – Mecânica dos solos 1 – Profa. Laiana Ferreira 
CBR = 
𝑃0,1"
70
. 100%
CBR = 
𝑃0,2"
105
. 100%
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
SOLOS COMPACTADOS (wót e γdmáx) => 
apresentam as MÁXIMAS RESISTÊNCIAS 
ESTÁVEIS => MENOR VARIAÇÃO COM A 
SATURAÇÃO;
Na wót => MAIOR VALOR DO CBR SATURADO;
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
GRAU DE COMPACTAÇÃO
CONCEITO: Porcentagem do peso específico aparente seco máximo que foi obtido no 
campo.
𝐶𝐺 =
γ𝑠 (𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜)
γ𝑠𝑚á𝑥 (𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜)
 𝑥 100
As exigências de especificação variam conforme o tipo de obra e exigência de órgão 
contratante. Para o DNER:
➢ Camada de sub-leito ou reforço (esforços menores):
• GC ≥ 95% do proctor normal;
• w ± 2% em torno da ótima.
➢ Camada de base e sub-base (esforços maiores):
• GC ≥ 100% do proctor intermediário;
• w ± 1% em torno da ótima.
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS - EXERCÍCIO
Um ensaio de compactação forneceu os seguintes pontos:
Calcular a wot e 𝞀dmáx. 
W(%) 5,60 9,80 12,60 18,10 22,40
𝞀s (g/cm³) 1,45 1,59 1,88 1,75 1,56
R.: wót = 13% e 𝞀smáx = 1,89g/cm³ 
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
0 5 10 15 20 25
M
a
ss
a
 E
sp
e
cí
fi
ca
 A
p
a
re
n
te
 s
e
ca
 (
g
/c
m
³)
Umidade (%)
Para uma amostra deste material, quando compactada no campo, obtivemos, através do frasco de areia, 
que para um volume de 997,0 cm³ a amostra retirada pesou 2.045,0g. Para determinação da umidade 
temos:
Solo + Tara + Água = 42,735g;
Solo + Tara = 38,670g;
Tara = 11,135g.
Qual o grau de compactação?
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS - EXERCÍCIO
UFRPE – Mecânica dos solos 1 – Prof.(a) Thalita Maria 
Propriedades das Partículas e Índices Físicos
Capítulo 4 – Compactação dos Solos (Págs. 
77 a 88).
Canais - Youtube
Obras de Terra
Mecânica dos Solos UFC
IFSERTÃO PE – Campus de Petrolina
LABGEO – Ensaio de Compactação dos Solos
Principais referências utilizadas na produção deste material: 
• Notas de aula da professora Thalita Pôrto – UFRPE/UACSA
• CAPUTO, Homero P.; CAPUTO, Armando N. Mecânica dos Solos: Teoria e Aplicações. Grupo 
GEN, 2022. E-book. ISBN 9788521638032. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521638032/. Acesso em: 30 mar. 2024.
• PINTO, C. DE S. Curso básico de Mecânica dos solos. 3. ed. São Paulo. Oficina de textos, 
2006, 355p 
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	Design, Transformar, Anotação, Trabalhe em Conjunto, Diga-me
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	Slide 29: Principais referências utilizadas na produção deste material: