Ensaio de Compactação Proctor Normal, Ensaio Índice de Suporte Califórnia, Ensaio do Frasco de Areia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO FACEX 
COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
Turma: CIVN5B 
 
BRUNO RODRIGUES XAVIER 
ERIK GILEADE 
IONALDO CRUZ SILVA 
SULLIVAN SUSAN AZEVEDO DA SILVA 
RODRIGO AUGUSTO DA CUNHA SILVA 
JOAO PAULO DE ARAUJO 
EDNEIDE VIEIRA DE LIMA 
 
 
 
DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SOLOS 
 
 
RELATÓRIO DE PRÁTICAS DE LABORATÓRIO 
Ensaio de Compactação Proctor Normal, Ensaio Índice de Suporte Califórnia, Ensaio 
do Frasco de Areia. 
 
 
 
Prof. Alexandre da Costa Pereira 
 
 
 
 
NATAL/RN 
2016 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS 
Introdução 
 A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por aplicação de 
alguma forma de energia (impacto, vibração, compressão estática ou dinâmica). A aplicação 
deste método trás inúmeros benefícios, como a diminuição do índice de vazios, a 
permeabilidade e compressibilidade, além do aumento do peso específico e resistência ao 
cisalhamento. 
 Através da adição de água a um solo seco é constatado que este solo é facilmente 
compactado, porém, existe um limite para que a quantidade de água não venha a prejudicar, 
tendo como referência um teor de umidade ótimo. Quando a quantidade de água ultrapassa 
essa umidade ótima, a densidade do material compactado tende a ter resultados inversos, ou 
seja, sua densidade reduz com o acréscimo de umidade. 
Objetivo 
 Determinar a umidade ótima do solo, para uma dada energia de compactação. 
 Determinar o peso específico aparente seco máximo, associado à umidade ótima. 
Ensaio 
 O ensaio de compactação do solo é normalizado pela NBR 7182/1986,da ABNT. 
Para cada corpo de prova moldado anotam-se os seguintes valores: 
 Quantidade de água acrescentada ao solo. 
 Peso do cilindro + solo compactado. 
 Número da cápsula. 
 Peso da cápsula. 
 Peso da cápsula + solo úmido. 
 Peso da cápsula + solo seco. 
Os dados do volume do cilindro e o peso do cilindro sem solo em seu interior também 
serão necessários. 
 
Procedimento 
Adiciona-se água à amostra até se verificar certa consistência. Deve-se atentar para 
uma perfeita homogeneização da amostra; Compacta-se a amostra no molde cilíndrico em 
três camadas iguais (cada uma cobrindo aproximadamente um terço do molde), aplicando-
se em cada uma delas 25 golpes distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada, 
com o soquete caindo de 0,305m. 
Remove-se o colarinho e a base, aplaina-se a superfície do material à altura do molde e 
pesa-se o conjunto cilindro + solo úmido compactado; - Retira-se a amostra do molde com 
auxílio do extrator, e partindo-a ao meio, coleta-se uma pequena quantidade para a 
determinação da umidade; 
Desmancha-se o material compactado até que possa ser passado pela peneira no .4 
(4,8mm), misturando-o em seguida ao restante da amostra inicial (para o caso de reuso do 
material); 
Adiciona-se água à amostra homogeneizando-a (normalmente acrescenta água numa 
quantidade da ordem de 2% da massa original de solo, em peso). Repete-se o processo 
pelo menos por mais quatro vezes. 
Cálculos 
Peso específico úmido: γ = [(Peso Cilindro + Solo Úmido) - (Peso Cilindro)]/(Volume 
Cilindro) 
Peso específico seco: γd = (γ x 100)/(100 + w) 
Peso específico seco em função do grau de saturação: γd = (Sr.γs.γw)/(w.γs+Sr.γw) 
Sr - Grau de saturação 
w - Umidade 
γs - Peso específico das partículas sólidas 
γw - Peso específico da água. 
A etapa final consiste na elaboração da curva de compactação, onde o teor de umidade é 
colocado no eixo das abscissas e o peso específico aparente seco no eixo das ordenadas. 
Resultados 
 Curva de compactação - é obtida marcando-se, em ordenadas, os valores dos pesos 
específicos secos (γd) e, em abicissas, os teores de umidade correspondentes (w); 
 Peso específico seco máximo (γdmáx) - é a ordenada máxima da curva de 
compactação; 
 Umidade ótima (wot) - é o teor de umidade correspondente ao peso específico 
máximo; 
 Curvas de saturação - relaciona o peso específico seco com a umidade, em função 
do grau de saturação. 
 Para achar a umidade ótima através do gráfico, usaremos a formula do X do 
vértice. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DADOS DO ENSAIO EM LABORATÓRIO 
Massa do cilindro (g) 4.061 4.061 4.061 4.061 4.061 4.061 
Ponto 1 2 3 4 5 6 
Massa do cilindro + solo úmido (g) 5.845 6.053 6.168 6.241 6.267 6.210 
Número da cápsula (g) 11 12 14 16 17 19 21 23 24 27 28 29 
Massa da cápsula (g) 11,757 11,096 11,855 13,562 11,033 11,964 11,546 11,615 13,324 12,481 12,218 11,503 
Massa da cápsula + solo úmido (g) 55,843 59,657 49,858 52,810 37,907 41,643 45,785 37,327 47,08 42,389 43,771 51,285 
Massa da cápsula + solo seco (g) 53,360 56,732 46,730 49,566 35,362 38,697 41,857 34,669 43,559 39,056 39,636 46,030 
Cilindro 
 Diâmetro 10 cm 
 Altura 12,65 cm 
 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO 
 Ponto 01 Ponto 02 Ponto 03 Ponto 04 Ponto 05 Ponto 06 
Massa do cilindro (g) 4.061 4.061 4.061 4.061 4.061 4.061 
M. do cilindro + Solo úmido (g) 5.845 6.053 6.168 6.241 6.267 6.210 
Vol. da Amostra de Solo (cm
3
) 993,03 993,03 993,03 993,03 993,03 993,03 
Massa do solo úmido (g) 1784,00 1992,00 2107,00 2180,00 2206,00 2149,00 
Massa Esp. Ap. Úmida (g/cm
3
) 1,80 2,01 2,12 2,20 2,22 2,16 
Cápsula Nº 11 12 14 16 17 19 21 23 24 27 28 29 
Massa da cápsula (g) 11,757 11,096 11,855 13,562 11,033 11,964 11,546 11,615 13,324 12,481 12,218 11,503 
M. da cápsula + Solo úmido (g) 55,843 59,657 49,858 52,810 37,907 41,643 45,785 37,327 47,080 42,389 43,771 51,285 
M. da cápsula + Solo seco (g) 53,360 56,732 46,730 49,566 35,362 38,697 41,857 34,669 43,559 39,056 39,636 46,030 
Massa da água (g) 2,48 2,93 3,13 3,24 2,54 2,95 3,93 2,66 3,52 3,33 4,135 5,26 
Massa do solo seco (g) 41,60 45,64 34,88 36,00 24,33 26,73 30,31 23,05 30,24 26,58 27,42 34,53 
Teor de Umidade - w (%) 5,97% 6,41% 8,97% 9,01% 10,46% 11,02% 12,96% 11,53% 11,65% 12,54% 15,08% 15,22% 
Umidade Media (%) 6,19% 8,99% 10,74% 12,24% 12,09% 15,15% 
Massa Esp.Apar. Seca (g/cm
3
) 1,69 1,84 1,92 1,96 1,98 1,88 
Massa Específica Aparente Seca Máxima (g/cm
3
) : 1,95 
Umidade Ótima 
(%) : 12,33% 
 
 
y = -70,909x2 + 17,492x + 0,8691 
R² = 0,9538 
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
5% 6% 7% 8% 9% 10% 11% 12% 13% 14% 15% 16% 17% 18% 19% 20%
M
a
s
s
a
 E
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p
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c
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 A
p
a
re
n
te
 S
e
c
a
 (
g
/c
m
3
) 
Umidade (%) 
Curva de Compactação 
ENSAIO DO ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR) 
 Introdução 
O Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR - California Bearing Ratio) é a relação, 
em percentagem, entre a pressão exercida por um pistão de diâmetro padronizado necessário 
à penetração no solo até determinado ponto (0,1”e 0,2”) e a pressão necessária para que o 
mesmo pistão penetre a mesma quantidade em solo-padrão de brita graduada. 
Apesar de ter um caráter empírico, o ensaio de CBR é mundialmente difundido e serve de 
base para o dimensionamento de pavimentos flexíveis. 
Objetivo 
Determinar o Índice Suporte Califórnia 
 
Equipamentos 
São os seguintes os equipamentos utilizados nesse ensaio: Molde cilíndrico grande 
com base e colarinho; Prato-base perfurado; Disco espaçador, Prato perfurado com haste 
central ajustável; soquete de 4,5kg; Extensômetro mecânico ou transdutor elétrico de 
deslocamento; Prensa com anel dinamométrico ou com célula de carga elétrica; Tanque de 
imersão; Cápsulas para umidade; Estufa; Balança; Peneira de 19mm. 
Preparação da Amostra 
Serão considerando os valores de umidade ótimae massa especifica seca, obtidos no 
ensaio de compactação com energia especificada em projeto. 
O corpo de prova deve permanecer submerso em agua durante 96 horas, ates da ruptura. 
Cálculos 
Com os pares de valores da fase de penetração, traça-se o gráfico que relaciona a 
carga, em ordenadas às penetrações, nas abscissas. Se a curva apresentar ponto de inflexão, 
traça-se por ele uma reta seguindo o comportamento da curva, até que intercepte o eixo das 
abscissas. Esse ponto de interseção será a nova origem, provocando assim uma translação no 
sistema de eixos. 
Do gráfico obtém-se, por interpolação, ar cargas associadas às penetrações de 2,5 e 5,0mm. 
Cálculo do CBR: CBR = [(Pressão encontrada)/(Pressão padrão)].100. 
Obs: A pressão a ser utilizada será a carga obtida dividida pela área do pistão. 
 
CBR = 
Pre. Cal. ou Pre. 
Cor. 
 
CBR (P1') % = 9,63 
Pressão padrão 
 
CBR (P2') % = 12,84 
 
 
Resultados 
O resultado final para o CBR determinado será o maior dos dois valores encontrados 
correspondentes às penetrações de 2,5 e 5,0mm. 
Conforme as correções de pressão o novo CBR será: 14,28% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENSAIO DO FRASCO DE AREIA 
Introdução 
O processo de identificação da massa específica aparente por métodos diretos 
consistem na coleta de uma amostra indeformada. Com a massa e o volume dessa amostra 
calcula-se a massa específica aparente, e com o teor de umidade dela obtido, a massa 
específica aparente seca. 
Nos métodos indiretos, escava-se a amostra, que é totalmente recolhida e pesada. O 
volume da amostra é obtido medindo o volume da escavação. O teor de umidade da amostra 
deve ser determinado logo após sua pesagem. Os principais utilizam o frasco de areia. 
Objetivo 
O objetivo deste relatório consiste em determinar a massa específica aparente seca de campo 
através do método do frasco de areia. 
Fundamentação Teórica 
O método do frasco de areia aplica-se a solos com qualquer tipo de granulação, 
contendo ou não pedregulhos, que possam ser escavados com ferramentas manuais, e cujos 
vazios naturais sejam suficientemente pequenos para que a areia usada no ensaio neles não 
penetre. O material em estudo deve ser suficientemente coeso e firme para que as paredes da 
cavidade a ser aberta permaneçam estáveis e as operações realizadas não provoquem 
deformações na cavidade. 
Equipamentos 
 Método do Frasco de areia 
 Frasco de plástico, com funil metálico; 
 Bandeja quadrada rígida, com orifício circular no centro, dotado de rebaixo para apoio 
do funil; 
 Pá de mão; 
 Talhadeira de aço; 
 Martelo; 
 Balança 
 Estufa; 
 Cilindro metálico de volume conhecido; 
 Areia lavada e seca; 
 Peneiras de 1,2 mm a 0,59mm, de acordo com a NBR 5734. 
Método e Resultado 
Determinou-se a massa da areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo da 
bandeja. Em seguida, cava-se um furo no solo com a bandeja servido de apoio. Retira-se areia 
escavada e encaixa-se o frasco de areia na bandeja e deixa-se a areia escoar; Então calcula-se 
a massa específica do solo retirado, o volume do furo e sua umidade. 
 
Resultados 
Estacionamento Unifacex 
 
 
 
 → 
 
 
 → 
 
 
 
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 → 
 
 
 
 → 
 
 
 → 
Marginal BR-101 (1) 
 
 
 
 → 
 
 
 → 
 
 
 
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 → 
 
 
 → 
Marginal BR-101 (2) 
 
 
 
 → 
 
 
 → 
 
 
 
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 → 
 
CONTROLE DA COMPACTAÇÃO - DENSIDADE IN SITU 
DADOS DE ENSAIOS 
LOCAL 
ESTACIONAMENTO 
UNIFACEX 
MARGINAL BR-
101 (1) 
MARGINAL BR-
101 (2) 
UMIDADE IN SITU (SPEEDY TEST) (%) 5,20% 5,20% 3,10% 
MASSA SOLO FUNIL + REBAIXO (g) 561,3 561,3 561,3 
MASSA FRASCO COM AREIA ANTES (g) 7749 5783 5705 
MASSA FRASCO COM AREIA DEPOIS (g) 5783 3922 3372 
DENSIDADE DA AREIA (g/cm3) 1,444 1,444 1,444 
MASSA DO SOLO RETIRADO DO FURO(g) 1836 1792 2179 
MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA DO SOLO 
(g/cm3) 1,8 2,0 2,0 
GRAU DE COMPACTAÇÃO (%) 100 96,50 72,50