Relatório-Compactação e CBR

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TIRADENTES 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
ALYSSON JOSÉ L. TORRES
BEATRIZ OLIVEIRA S. CRUZ
ERIONALDO GAMA DE JESUS
FELIPE VIANA ARAÚJO
MATHEUS PIZZI A. CRUZ
RELATÓRIO TÉCNICO
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR
Aracaju/SE
Novembro, 2014
ALYSSON JOSÉ L. TORRES
BEATRIZ OLIVEIRA S. CRUZ
ERIONALDO GAMA DE JESUS
FELIPE VIANA ARAÚJO
MATHEUS PIZZI A. CRUZ
RELATÓRIO TÉCNICO
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR
Relatório técnico apresentado como requisito parcial de avaliação da disciplina Mecânica dos Solos, ministrada pela Prof. M.Sc. Luah Walsh, no Curso de Engenharia Civil na Universidade Tiradentes (UNIT) no 2( semestre de 2014.
Aracaju/SE
Novembro, 2014
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO....................................................................................................................04
2. OBJETIVOS.........................................................................................................................04
3. METODOLOGIA	...............................................................................................................05
3.1- Materiais utilizados................................................................................................06
4. RESULTADOS OBTIDOS................................................................................................. 06
5. CONCLUSÕES...............................................................................................................	.... 09
6. REFERÊNCIAS................................................................................................................... 10
�
 
 �
1. INTRODUÇÃO
A compactação é empregada em diversas obras de engenharia, como: aterros para diversas utilidades, camadas constitutivas dos pavimentos, construção de barragens de terra, preenchimento com terra do espaço atrás de muros de arrimo e reenchimento das inúmeras valetas que se abrem diariamente nas ruas das cidades. Os tipos de obra e de solo disponíveis vão ditar o processo de compactação a ser empregado, a umidade em que o solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida.				O início da técnica de compactação é creditada ao engenheiro Ralph Proctor, que, em 1933, publicou suas observações sobre a compactação de aterros, mostrando ser a compactação função de quatro variáveis: a) Peso específico seco; b) Umidade; c) Energia de compactação e d) Tipo de solo. A compactação dos solos tem uma grande importância para as obras geotécnicas, já que através do processo de compactação consegue-se promover no solo um aumento de sua resistência e uma diminuição de sua compressibilidade e permeabilidade.								A capacidade de suporte de um solo compactado pode ser medida através do método do índice de suporte, que fornece o “Índice de Suporte Califórnia - ISC” (California Bearing Ratio - CBR), idealizado pelo engenheiro O. J. Porter, em 1939, no estado da Califórnia - USA. Trata-se de um método de ensaio empírico, adotado por grande parcela de órgãos rodoviários, no Brasil e no mundo. 					O ensaio de CBR consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente. Essa relação é expressa em porcentagem.
2. OBJETIVO
O estudo ora apresentado visa demonstrar o procedimento realizado para os ensaios de compactação de solos tipo Proctor Normal com reutilização do solo para a determinação da curva de compactação e CBR conforme as determinações das Normas Brasileiras Regulamentadoras.								O ensaio de compactação tem basicamente dois objetivos: Determinar a umidade ótima do solo (hot), para uma dada energia de compactação; Determinar o peso específico aparente seco máximo (γs max) associada a umidade ótima. Tais informações são essenciais para a realização do ensaio de CBR cujo objetivo é determinar o índice de suporte Califórnia (CBR)
3. METODOLOGIA
Conforme supracitado, o procedimento realizado seguiu as determinações da NBR-7182. A amostra do solo (4000 g) foi previamente seca ao ar e destorroada. Foi utilizada a peneira nº 4 antes de iniciar o acréscimo de água. Acrescentou-se um volume de água correspondente a 2% do peso da amostra. Com a umidade bem uniformizada, uma porção do solo colocada num cilindro (929,87 cm³) e submetida a 26 golpes de um soquete de massa 2,5 Kg e caindo de 30,5 cm. A porção do solo compactado ocupou cerca de um terço da altura do cilindro. O processo foi repetido mais duas vezes, atingindo uma altura superior à do cilindro, o que é possibilitado por um anel complementar. Acertou-se o volume com a régua biselada. Determinou-se então a massa específica do corpo de prova obtido. Em seguida, retirou-se uma amostra para determinar a umidade. Após a pesagem, as cápsulas foram colocadas na estufa por 24h a uma temperatura de 105°C a 110°C. Com esses valores, calculou-se a densidade seca. A amostra é destorroada e acrescenta-se mais 2% de água, aumentando a umidade, e faz-se uma nova compactação, e um novo par de valores umidade-densidade seca é obtido. A operação foi repetida até notou-se, após o aumento, um decréscimo da densidade seca. Foram realizadas 8 determinações.
Com os dados obtidos, desenhou-se a curva de compactação, que consiste na representação da densidade seca em função da umidade. Encontra-se, desta maneira, o valor da umidade ótima.
O ensaio foi realizado moldando-se um corpo de prova com teor de umidade ótimo (determinado previamente em ensaio de compactação). Após a devida homogeneização do solo com volume de água previamente calculado, foram compactadas, gradativamente, 5 camadas de solo com 55 golpes em cada camada. Em seguida houve a imersão do corpo de prova por 72h. Ao retirar o corpo de prova da imersão foi realizado o teste de penetração através do qual obteve-se a deformação referente à respectiva penetração do pistão no corpo de prova.
3.1- Materiais utilizados
Materiais: Almofariz e mão com borracha; peneira n°4 (4,8mm); balança; molde cilíndrico de 929,87 cm³, com base e colarinho; soquete cilíndrico; extrator de amostras; cápsulas para determinação de umidade; estufa; régua biselada; anel bipartido.
4. RESULTADOS OBTIDOS
● Compactação
	UMIDADE HIGROSCÓPICA
	RESULTADOS
	Peso da cápsula
	7,6 g
	Densidade aparente máxima
	1,91 Kg/m³
	cápsula + solo úmido 
	19,7 g
	
	
	cápsula + solo seco 
	19,7 g
	
	
	Peso da umidade 
	0 g
	Umidade ótima
	11,7 %
	Peso do solo seco 
	12,1 g
	
	
	Porcentagem de umidade
	0
	
	
	Volume: 929,87 cm³ Peso: 1915,4 g
	Peso da amostra: 12,1 g
	Peso da amostra compactada + peso do cilindro
	Peso da amostra compactada
	Peso específico aparente seco (KN/m³)
	DETERMINAÇÃO DA UMIDADE
	
	
	
	Cápsula
N°
	Peso da cápsula + solo úmido (g)
	Peso da cápsula + solo seco (g)
	Peso da cápsula (g)
	Peso da água 
 (g)
	Peso do solo seco (g)
	Umidade (%)
	3481,3
	1565,9
	16,27
	02
	19,9
	19,4
	5,2
	0,5
	14,2
	3,52
	3581,1
	1665,7
	17,35
	03
	16,3
	16,0
	6,7
	0,3
	9,3
	3,22
	3680,5
	1765,1
	17,76
	04
	26,3
	25,1
	7,7
	1,2
	17,4
	6,89
	3755,4
	1840,0
	18,16
	05
	22,3
	21,1
	7,7
	1,2
	13,4
	8,96
	3805,2
	1889,8
	18,49
	06
	21,5
	20,2
	7,1
	1,3
	13,1
	9,92
	3860,1
	1944,7
	18,41
	07
	20,7
	19,1
	7,3
	1,6
	11,8
	13,56
	3842,3
	1926,9
	18,07
	08
	38,7
	35,6
	14,5
	3,1
	21,1
	14,69
	3815,8
	1900,4
	17,76
	09
	33,9
	31,8
	17,9
	2,1
	13,9
	15,11
�
Ensaio de CBR
● Calibração do anel
y = 22,661 x
y1 = 22,661 x 140 = 3172,54 N		y6 = 22,661 x 640 = 14503,04 N
y2 = 22,661 x 210 = 4758,81 N		y7 = 22,661 x 720 = 16315,92N
y3 = 22,661 x 310 = 7024,91 N		y8 = 22,661 x 820 = 18582,02 N
y4 = 22,661 x 420 = 9517,62 N		y9 = 22,661 x 910 = 20621,51 N
y5 = 22,661 x 540 = 12236,94 N		y10 = 22,661 x 1000 = 22661,00 N
● Cálculo do CBR
– O índice de suporte Califórnia (CBR), em porcentagem, para cada corpo de prova, é obtido pela fórmula: CBR = (pressão calculada ou pressão corrigida / pressão padrão)
– Adota-se para o índice CBR o maior dos valores obtidos para as penetrações de 0,1” 
(2,5 mm) e 0,2” (5,0 mm) 
CBR 2,5 = (4,83/6,9) x 100 % = 70,0%
CBR 5,0 = (9,44/10,35) x 100 % = 91,21 %
	Penetração (mm)
	Tempo (min)
	Carga (N)
	Pressão aplicada (MPa)
	0,00
	0
	0
	0
	0,63
	0,5
	3172,54
	1,64
	1,27
	1,0
	4758,81
	2,45
	1,90
	1,5
	7024,91
	3,62
	2,54
	2,0
	9517,62
	4,91
	3,17
	2,5
	12236,94
	6,31
	3,81
	3,0
	14503,04
	7,48
	4,44
	3,5
	16315,92
	8,41
	5,08
	4,0
	18582,02
	9,58
	5,71
	4,5
	20621,51
	10,63
	6,35
	5,0
	22661,00
	11,68
5. CONCLUSÃO
Estudar e segregar os solos em diferentes grupos tendo conhecimento sobre as suas propriedades e características, oferece várias opções para empregá-los em diferentes meios e ambientes às finalidades que devem atender. Desta forma, realizou-se dois ensaios, o Proctor normal e o ensaio CBR, através dos quais foi possível encontrar a umidade ótima de solo e a sua resistência. 
A realização de tais ensaios e dos estudos preliminares dos solos mostram-se imprescindíveis, vez que é exclusivamente através de tais procedimentos que se obtém a garantia e certificação de que será realizada a melhor escolha de material a ser utilizado para cada situação específica. O ensaio CBR com imersão (i) e sobrecarga (c) é realizado para se estudar o comportamento de solos do subleito ou solos para a execução de aterros.
6. REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457/86: Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. São Paulo, 2000.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182/86: Solo – ensaio de compactação –. São Paulo, 2000.
PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3ª ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
		
APÊNDICES
APÊNDICE A – MATERIAIS UTILIZADOS
Foto: Beatriz Oliveira
APÊNDICE B – EXTRAÇÃO DO CORPO DE PROVA
Foto: Beatriz Oliveira