Relatório Ensaio de Compactação Proctor Normal

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Universidade Estadual de Maringá – UEM – Campus Sede
Graduação em Engenharia Civil Mecânica dos Solos I
Mecânica dos Solos I
Ensaio de Compactação de
Solo – Proctor Normal
Alunos:
José Augusto Rodrigues Junior RA : 90798
Leonardo Caloi Santos RA: 90796
Professor:
Antonio Belincanta
Maringá – 2016
Sumário
	1.
	Introdução ..........................................................................................................................
	3
	2.
	Objetivos ............................................................................................................................
	4
	3.
	Métodos e materiais utilizados .........................................................................................
	5
	
	3.1.
	Identificação do solo ..................................................................................................
	5
	
	3.2.
	Preparo das amostras ................................................................................................
	5
	
	3.3.
	Ensaio Proctor Normal ..............................................................................................
	7
	4.
	Resultados ........................................................................................................................
	10
	
	4.1.
	Identificação do solo ................................................................................................
	10
	
	4.2.
	Preparo das amostras ..............................................................................................
	10
	
	4.3.
	Ensaio Proctor Normal ............................................................................................
	10
	5.
	Conclusão .........................................................................................................................
	12
	6.
	Bibliografia ......................................................................................................................
	13
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1.	Introdução
Compactação é a densificação (redução de vazios) do solo por meios de equipamentos mecânicos, geralmente rolos e soquetes.
Antes dos anos de 1930, a compactação era um processo de tentativa e erro. Foi depois das publicações feitas por Proctor, em 1933, que se começou a entender o princípio básico desta técnica tão importante do ponto de vista da engenharia. Ele, através dos seus testes pioneiros, determinou que moldando uma série de corpos de prova com um peso que é solto de uma determinada altura, e usando vários teores de umidade, poderia obter uma relação de massa específica seco versus umidade.
Os solos, para que possam ser utilizados nos aterros das obras de terraplenagem, devem preencher certos requisitos, ou seja, devem apresentar certas propriedades que melhoram o seu comportamento, sob o aspecto técnico, transformando-os em verdadeiro material de construção. Esse objetivo é atingido de maneira rápida e econômica através das operações de compactação.
A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por aplicação de alguma forma de energia (no caso, o impacto do soquete na amostra). Seu efeito confere ao solo um aumento de seu massa específica e resistência ao cisalhamento, e uma diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade.
Através do ensaio de compactação, pode-se obter a correlação entre o teor de umidade e a peso específico seco de um solo, quando este é compactado com determinada energia.
Na compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes; o aumento da massa específica corresponde à eliminação de ar dos vazios. Há, portanto, para a energia aplicada, um certo teor de umidade, denominado umidade ótima, que conduz a uma massa específica máxima.
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2.	Objetivos
O ensaio realizado tem por objetivo determinar a correlação existente entre o teor de umidade e o peso específico seco do solo compactado, utilizando-se para isso, o ensaio Proctor Normal, sem a reutilização das amostras do solo.
Será determinada a umidade ótima (Wot) do solo analisado, em função do seu peso específico seco, quando submetido a uma dada energia de compactação.
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3.	Métodos e materiais utilizados
Abaixo, estão listados os materiais utilizados para que fosse realizado o ensaio de compactação Proctor Normal na amostra de solo.
Identificação do solo
Materiais
Amostra de solo;
Almofariz e mão de gral com borracha;
Proveta com água;
Espátula;
Recipiente de vidro.
 Procedimento
Primeiramente, o solo foi estorroado no almofariz, com a ajuda da mão de gral. Essa amostra estorroada foi colocada no recipiente de vidro, onde foi-se adicionando água até adquirir consistência adequada para a identificação tátil.
Colocou-se uma porção da amostra na mão, e passou-se à análise tátil do mesmo. Após esse processo, foi feita a análise de como o solo se comporta quando submetido a uma corrente de água.
Preparo das amostras
Materiais
Amostra de solo;
Estufa elétrica, que atinja 105° C, aproximadamente;
Bandeja de metal;
Espátulas;
Almofariz e mão de gral com borracha;
Becker;
Peneira de abertura 4,76mm;
Balança de precisão de 0,001g;
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 Procedimento
Primeiramente, colocou-se a amostra de solo na bandeja para secar. Após a amostra encontrar-se na umidade higroscópica, procedeu-se no destorroamento da mesma, com a ajuda do almofariz e mão de gral com borracha.
Passou-se a amostra pela peneira de abertura de 4,76mm, e procedeu-se a sua pesagem. 
Imagem 1
Com a ajuda da curva de compactação para os diferentes tipos de solos (imagem 1) e com a classificação do solo obtida anteriormente, obteve-se a curva de compactação para o solo em questão (curva “c” da imagem 1), assim como a sua umidade ótima.
Foram preparadas as amostras a serem utilizadas, pesando-se no becker e adicionando-se a quantidade de água calculada para se obter cada uma das umidades que seriam usadas.
Ensaio Proctor Normal
Materiais
Amostras de solo preparadas com as umidades adequadas;
Bandeja de metal;
Cilindro;
Soquete com peso de 2,5 kg;
Extrator de amostra;
Balança com precisão de 0,001 g;
Cápsulas de metal;
Espátula;
 Procedimento
A amostra devidamente preparada, após atingir a umidade higroscópica. Com a espátula, faz se o quarteamento e se pega um pouco da amostra e preenche-se cerca de um terço do volume do cilindro. Com o soquete, distribui-se 26 (vinte e seis) golpes uniformemente sobre a superfície de solo no cilindro.
A energia desprendida nesse processo pode ser calculada com a seguinte fórmula:
Energia de Compactação:
 
 E = (P.h.N.n)/V
P - Peso do soquete
h - Altura de queda do soquete
N - Número de golpes por camada n - Número de camadas
V - Volume do cilindro
P = 2,5 kg
H = 30,7cm
N = 26
Em destaque, os fatores selecionados para o cálculo da energia, no ensaio em questão (considera-se a altura de queda do peso de 30 centímetros).
Após essa primeira compactação, coloca-se mais um terço de amostra de solo e aplica-se os golpes novamente. Este procedimento é repetido uma nova vez.
Sucedendo as três compactações, retira-se a parte superior do cilindro(colarinho) e nivela-se as duas faces da amostra com as do cilindro (para que a amostra tenha o mesmo volume do instrumento). Após esse processo, com a ajuda do extrator de amostra, o corpo de prova é retirado de dentro do cilindro e pesado.
Como se sabe o volume do cilindroamostrador (foi previamente calculado) e consequentemente o volume do corpo de prova, e também tem-se a massa do corpo de prova, pode-se calcular o peso específico natural (γnat) da amostra.
Posteriormente, para cada corpo de prova com umidade diferente, corta-se o corpo de prova em três partes iguais e retira-se uma pequena amostra da parte do meio, a qual é colocada em uma cápsula de alumínio e levada à estufa, para que seja possível aferir a massa se água presente na amostra e, consequentemente, sua umidade real, que pode ser conseguida usando-se: 
Teor de umidade: w = [((Peso corpo umido + capsula) – (Peso solo seco + capsula))/ Peso do solo úmido, mais tara do recipiente] x 100 
Peso específico úmido: γ = [(Peso Cilindro + Solo Úmido) - (Peso Cilindro)]/(Volume cilindro)
Peso específico seco: γ d = (γ .100)/(100 + w)
Peso específico seco em função do grau de saturação: γ d = (Sr.γ s.γ w)/(w.γ s+Sr.γ w)
Sr - Grau de saturação 
w- Umidade
 S- Peso específico das partículas sólidas
 W - Peso específico da água.
Peso especifico seco : γs = Ph. 100/ V(100+h)
Ph = peso timid0 do solo compactado, em g;
V = volume útil do molde cilíndrico, em cm3; 
 h = teor de umidade do solo compactado, em %.
Todo esse procedimento descrito acima é realizado para cada adição de água na amostra.
No final, tem-se as umidades reais e os pesos específicos secos correspondentes a cada umidade. Com esses valores faz-se, então o gráfico, que reproduz a curva de compactação da amostra, na qual pode-se ver a umidade ótima e o peso específico referente a esta umidade
– esses são os pontos de máximo no gráfico.
4.	Resultados
Abaixo, estão listados os resultados obtidos nos ensaios feitos no laboratório, quando as amostras foram submetidas aos procedimentos acima descritos.
4.1. Preparo das amostras
	Amostra
	wtab (%)
	Mseca (kg)
	Mumida(kg)
	Mágua(kg)
	
	
	
	
	
	2
	 24,1
	65.32
	81.06
	15.74
	
	
	
	
	
	18
	26,1
	59.48
	75
	15.52
	
	
	
	
	
	21
	28
	60.73
	77.69
	16.96
	
	
	
	
	
	12
	30,41
	80.74
	105.43
	24.59
	
	
	
	
	
	22
	32,85
	76.45
	101,57
	25.12
	
	
	
	
	
Tabela 2 – Resultado do preparo das amostras
	PESO DO CILINDRO: 2472 gf
	
	
	
	VOLUME: 998,2 cm3
	
	26 golpes por camada
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	DETERMINAÇÕES
	01
	02
	03
	04
	05
	Peso Cilindro + Solo Úmido (gf)
	4.150
	4.273
	4.376
	4.376
	4.380
	Peso Solo Úmido (gf)
	1678
	1801
	1904
	1947
	1908
	Peso Específico Umido(gf/cm3)
	1.681
	1.804
	1.907
	1.95
	1.911
	Peso Específico Seco (gf/cm3)
	1.355
	1.431
	1.490
	1.496
	1.439