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Compactação dos Solos Compactação - processo manual ou mecânico que visa reduzir o volume de vazios do solo. Objetivos: melhorar as propriedades dos solos quanto ao que se refere a: - resistência; - deformabilidade; - permeabilidade. O início dos trabalhos de compactação é atribuído ao engenheiro norte americano Proctor, que em 1933, publicou seus primeiros trabalhos sobre a compactação de aterros Conceitos Básicos Compactação Processo de estabilização e melhoria do solo + água = Energia de compactação densificaçãodiminuição do seu volume diminuição do índice de vazios *aumento do peso específico Conceitos Básicos Solo compactado: - Utilizado em diversas obras - Destaque em obras rodoviárias e barragens de terra Utilização de compactação em locais de pouca manobra (barragem de terra) Conceitos Básicos Camadas (compactadas) de um pavimento rodoviário Conceitos Básicos Conceitos Básicos compactação z adensamento - Compactação: redução dos vazios do solo por expulsão de ar cargas aplicadas dinâmicas (efeito imediato) - Adensamento: redução dos vazios por expulsão de água cargas estáticas (efeito no tempo) Conceitos Básicos Conhecido como Ensaio Normal de Proctor Compactação do solo em camadas, dentro de um cilindro metálico, aplicando-se golpes de um soquete com massa e altura de queda definidos. Ensaio de Compactação - O ensaio é repetido para diferentes teores de umidade (w) - Para cada w, determina-se o peso específico aparente seco (Jd) - Possibilita a construção de uma curva de compactação 14 15 16 17 18 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 w(%) Js( kN /m 3 ) wot Jdmax ? )1( wd � JJ Ensaio de Compactação w Jd Jd,max wot saturação Ramo úmido Ramo seco w1 w2 Jd,1 Ensaio de Compactação - Energia de compactação - Tipo de solo Fatores que Afetam a Compactação ENERGIA DE COMPACTAÇÃO Embora mantenha-se o procedimento do ensaio, um ensaio de compactação pode ser realizado com diferentes energias Definição da energia: função da necessidade de campo Para cada solo e em uma dada energia existem, então, um wot e um Jdmax Fatores que Afetam a Compactação . . .P h N nE V Onde: P = peso do soquete (N) h = altura de queda do soquete (m) N = no de golpes por camada n = no de camadas V = volume de solo compactado (m3) A energia de compactação empregada no ensaio é dada por: Obs: n E o p wot o n Jdmax Jdmax w energia provoca aumento de densidade e quando a umidade é maior do que a ótima, tem pouco efeito, Fatores que Afetam a Compactação 997 2084 Novos equipamentos de campo, de grande porte, com maiores energia de compactação no campo, forçaram a criação de ensaios com maiores energias - Energia do proctor modificado - Energia do proctor intermediário Fatores que Afetam a Compactação Fatores que Afetam a Compactação INFLUÊNCIA DO TIPO DE SOLO NA CURVA DE COMPACTAÇÃO - Grande influência do tipo de solo - Distribuição granulométrica, forma dos grãos e quantidade e tipos de argilominerais Fatores que Afetam a Compactação - Solos grossos: n Jdmax e p wot - Solos finos: curvas mais abatidas Curvas típicas Segundo a teoria de Hogentogler, a forma da curva de compactação de solos argilosos reflete quatro fases. Na fase de hidratação, com o aumento da umidade, a água é retida nos grãos de solo formando uma camada mais fina e diminuindo a viscosidade. Essa redução da viscosidade diminui o atrito entre os grãos e aumenta o peso específico. Na lubrificação, a partir de uma certa umidade, a camada de água superficial atua como um lubrificante, facilitando novos arranjos das partículas durante a compactação, originando um solo mais denso e não saturado. E nessa fase tem mais efeito quando o solo é compactado próximo a umidade ótima. No inchamento, com o acréscimo de água existe um aumento de volume do solo, permanecendo com um volume de ar da fase anterior, e, com isto, reduzindo o peso específico do solo. No estágio final de saturação, todo o ar é expelido pra fora e a curva se aproxima da curva de saturação igual a 100%. Curva de Compactação Equipamento: rolos compactadores Procedimento: lançamento do material solto em camadas de pequena espessura; homogeneização; Espalhamento; correção da umidade; Compactação. Compactação no Campo LANÇAMENTO DO SOLO: Unidade transportadora Compactação no Campo GRADEAMENTO: HOMOGENEIZAÇÃO Grade de disco Compactação no Campo ESPALHAMENTO/HOMOGENEIZAÇÃO: Aplainadora (Patrol) Compactação no Campo CORREÇÃO DA UMIDADE: Caminhão pipa Compactação no Campo Tipos de equipamentos: - Rolo liso; - Rolo pé-de-carneiro; - Rolo pneumático; - Rolo vibratório; - Combinados e especiais. Compactação no Campo ROLOS LISOS - Estáticos ou vibratórios (tambor c/ massa móvel excêntrica que provocam vibrações) - Mais indicado para solos arenosos Compactação no Campo ROLOS PÉ-DE-CARNEIRO: Equipamentos que apresentam um tambor oco, de 1 a 2m de diâmetro, com patas de ferro desencontradas (saliências de 20 a 25 cm de comprimento) Compactação no Campo São mais indicados para solos argilosos Solos não coesivos não são eficientes (apenas revolvem o material) Rebocados por trator de pneus ou de esteiras Propulsão própria (Autopropulsor) Propulsão própria + vibração (Autopropelido) Tambor pode ser cheio com água ou areia para aumentar o peso (eficiência) Compactação no Campo Patas desencontradas Compactação no Campo Operação: As patas penetram na camada de solo solto, executando a compactação por passadas sucessivas do rolo do fundo para o topo da camada até que, praticamente, não haja mais penetração das patas. Em geral, considera-se a compactação com o rolo terminada quando os sulcos (penetrações) tem de 4 a 1 cm de profundidade. Compactação no Campo ROLOS PNEUMÁTICOS Rodas dos eixos dianteiros e traseiros são desencontradas (maior cobertura) Compactação é função da pressão de contato pneu-terreno Compactação no Campo SOQUETES, SAPOS MECÂNICOS, ETC: OBRAS DE POUCA IMPORTÂNCIA OU BAIXOS VOLUME A SEREM COMPACTADOS. Compactação no Campo Laboratório 33 | Ensaio de compactação dos solos| 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 Júlio 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado 22/08/2008Data do ensaio 04 Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,7415,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 Aula Prática – Mecânica dos Solos I Define-se a energia de compactação. 34 | Ensaio de compactação dos solos| 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 Energia Normal - Cilindro Pequeno 3 26 Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Define-se a energia de compactação. Faz-se a primeira determinação. 35 | Ensaio de compactação dos solos| 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 3796,00 3840,00 2110,00 2110,00 28,63 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,70 15,31 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,73 34 94,21 78,09 30,70 79,1385,47 15,50 17,3917,4215,69 17,29 15,73 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 15,11 21,97 1754,00 933,15 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 3750,00 04 2110,00 17,24 933,15 1640,00 Volume do Cilindro = Área.H = 0,25.p.D².H D H Massa da Amostra = (M Amostra + T Cilindro) – T Cilindro = Peso específico úmido (J) = Massa da Amostra Volume do Cilindro 3750 – 2110 = 1640 g 1640 933,15 .9,81 = 17,24 kN/m³ = 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 3750,00 04 2110,00 17,24 933,15 1640,00 82,71 73,95 F38 13,74 15,15 93,30 250 F6 67,7175,89 85,86 31,0622,4626,69 13,86 13,79 13,58 Teor de umidade = Peso específico seco (Jd) = 1640 (1+13,74/100). 933,15 .9,81 = 15,15 kN/m³= MBh - MBs T MBh MBs T Mh (1 + w) . V w Mh V 38 | Ensaio de compactação dos solos| 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 3750,00 04 2110,00 17,24 933,15 1640,00 82,71 73,95 F38 13,74 15,15 93,30 250 F6 67,7175,89 85,86 31,0622,4626,69 13,86 13,79 13,58 17,72 933,15 1686,00 18,18 933,15 1730,00 17,29 15,50 17,42 17,06 17,39 15,70 15,31 15,73 15,69 15,69 3796,00 04 2110,00 3840,00 04 2110,00 89,24 80,94 FA22 86,81 26 F154 72,7180,21 78,09 27,9424,4628,36 94,21 86,73 34 94,25 F100 F166 79,1395,47 85,35 28,6330,7029,91 39 | Ensaio de compactação dos solos| 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 40 | Ensaio de compactação dos solos| 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,4719,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 Massa do soquete %Teor de Umidade Ótimo 18,60 Energia Normal - Cilindro Pequeno Obra AmostraInteressado Data do ensaio Massa Específica dos Sólidos ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR 14545/ 2000 ______/ 2008 Número de camadas 3 kN/m³ 26 2110,00 kN/m³ 2110,00 g/cm³ Peso Específico dos Sólidos 04 Operador Aula Prática – Mecânica dos Solos I 2500 g Energia de compactação Golpes por camada 15,62Peso Específico Seco Máximo Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 14,0 14,2 14,4 14,6 14,8 15,0 15,2 15,4 15,6 15,8 12 14 16 18 20 22 24 26 Teor de Umidade (%) P es o E sp ec ífi co S ec o (k N /m 3 ) 1 2 3 4 5 6 23,88 14,76 F42 23,76 23,96 23,93 80,68 04 3850,00 2110,00 20 18,43 81,42 F25F57 92,34 103,34 87,39 31,61 27,30 30,26 88,64 76,36 1740,00 18,29 F124 F195 93,2587,96 27,0029,67 30,50 95,08 26F166 29,91 30,58 04 3796,003750,00 3840,00 2110,00 2110,00 04 Massa Amostra+Tara Cilindro Tara do Cilindro 04 g g 2110,00 Determinação/ Cilindro nº %Teor de Umidade Médio Grau de Saturação g % Peso Específico Seco Índice de Vazios kN/m³ Tara da Cápsula Volume do Cilindro cm³ kN/m³ Massa Bruta Seca Massa Amostra g Teor de Umidade g nº % 28,63 82,71 Peso Específico Úmido 17,24 73,95 F38 g Cápsula Massa Bruta Úmida 94,25 FA22 77,61 15,69 85,35 84,31 22,2219,76 83,1980,44 29,39 86,81 95,16 F43 90,97 F154 17,72 933,15 1686,00 27,94 80,9489,24 80,21 72,71 28,36 24,46 15,7013,74 15,3115,15 80,60 933,15 1730,00 27,66 1772,00 18,62 24 FL14 90,15 18,18 F100 86,7393,30 250 F6 34 94,21 67,7175,89 78,09 30,70 85,86 31,06 79,13 22,4626,69 85,47 13,86 15,50 17,3917,4213,79 15,69 17,29 15,7313,58 17,06 21,7421,97 15,57 19,47 19,61 19,59 933,15 1640,00 15,11 21,97 1754,00 933,15 04 04 3882,00 933,15 2110,00 3864,00 2110,00 933,15 18,60 15,62 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (ISC) OU CBR (CALIFÓRNIA) Controle de Compactação compactação do corpo de prova: são compactados com cinco teores de umidade uma amostra, segundo o método Proctor. Com esta finalidade, o molde grande de bronze ou material tratado (banho eletrolítico ou ferro galvanizado) de diâmetro de 6 polegadas - aproximadamente152 mm é fixado na base perfurada, mostrada na figura 4.1 (a), sendo colocado no fundo do molde um disco espaçador de 63,5 mm de altura, cuja função é de que o solo a ser compactado não ocupe totalmente o molde, promovendo um espaço para posterior colocação da sobrecarga a ser utilizada na determinação da expansão. Controle de Compactação Coloca-se o colarinho (figura 4.1 (a) e o papel filtro no fundo do molde (figura 4.1 (b)), o molde é apoiado sobre uma base rígida preferencialmente de concreto (massa superior a 100 kg) e o solo compactado em cinco camadas, com o soquete grande, sendo que o número de golpes depende da energia de compactação (normal – 12, intermediária – 26 e modificada – 55 golpes) (vide esquema da figura 4.1 (c) e figura 4.2 (a)). É importante que sempre antes de lançar nova camada se faça a escarificação da camada compactada, de maneira a promover a aderência entre as mesmas. Após a compactação, retira-se o molde da base perfurada, inverte-o retirando o disco espaçador e pesa-o (molde mais o solo) (vide figura 4.2 (b). Determinando-se o teor de umidade é possível obter-se a curva de compactação (γs x h) (figura 4.2 (c). Controle de Compactação Controle de Compactação Controle de Compactação Controle de Compactação obtenção da curva de expansão: após a compactação: sobre o corpo de prova dentro do molde cilíndrico, no espaço deixado pelo disco espaçador, é colocado o prato com haste perfurado e sobre este o disco anelar de aço que é dividido em duas partes com aproximadamente 2270 g (10 lbs) (vide figura 4.3 (a) e (b)), sendo que cada parte da carga anular (5 lbs) corresponde a sobrecarga de aproximadamente 2,5 polegadas de pavimento. Sobre a haste do prato perfurado, é apoiada a haste`do relógio comparador fixado no porta-extensômetro, anotando-se a leitura inicial (figura 4.3 (c)). Coloca-se o corpo de prova imerso por 4 dias, medindo-se a expansão (figura 4.4 (a)), que é definida como a relação entre o aumento de altura do corpo de prova (expansão) e a sua altura inicial, expresso em porcentagem . Controle de Compactação Controle de Compactação Na figura 4.4 está apresentado corpos de prova imersos, sendo que na (c) e (d) tem-se detalhes da medida para determinação da expansão. Controle de Compactação medida da resistência à penetração: Retira-se o corpo de prova da embebição e de sobre ele o prato perfurado com a sobrecarga e deixa escorrer (drenar) por 15 minutos. Após, recoloca-se a sobrecarga e leva-se o corpo de prova à prensa para ser rompido através da penetração do pistão a uma velocidade de 1,27 mm/min. São anotadas as leituras para as penetrações de 0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,17; 3,81; 4,44; 5,08; 6,35; 7,62; 8,89; 10,16; 11,43 e 12,70 mm, sendo que esta última leitura corresponde ao tempo de 10 minutos. No caso de se utilizar de uma prensa com anel dinamométrico (figura 4.5 (a)), anota-se as leituras do relógio comparador acoplado ao mesmo, em mm, que medem encurtamentos diametrais provenientes da atuação das cargas. e multiplicando-se este valor lido pela “constante do anel”, que é obtida quando da sua calibração (curva da carga aplicada ao anel versus a leitura do relógio comparador), obtém-se o valor da carga, que dividida pela seção transversal do pistão resulta no valor da pressão aplicada. No caso de se utilizar de uma célula de carga, a leitura é direta (figura 4.5 (b) e (c)). A velocidade de penetração do pistão é controlada com o auxílio de um cronômetro e do acompanhamento dos valores da penetração registrados no relógio comparador fixado no pistão e com a haste apoiada no molde (vide esquema da figura 4.5 (d). Com este valores traça-se a curva pressão versus penetração ou carga versus penetração (vide figura 4.6). Controle de Compactação Controle de Compactação A correção da curva apresentada na figura 4.6 é necessária,sendo necessário traçar a tangente até sua intersecção com eixo das abcissas, obtendo-se o valor do deslocamento c, sendo que a curva corrigida iniciaria no ponto de intersecção da tangente com o eixo das abcissas. Assim sendo, as leituras P1 e P2, correspondentes respectivamente à penetração de 2,54 mm (0,1” ou 1000 psi) e 5,08 (0,2”ou 1500 psi) deverão ser deslocadas de c, como mostrado na figura 4.6, obtendo-se os valores P1’ e P2’, que são os valores da pressões corrigidas. Este tipo de curva ocorre principalmente quando se utiliza equipamento manual, devido a sensibilidade do operador no início do ensaio em relação a resposta dada pelo solo à aplicação da carga, sendo difícil manter-se a velocidade constante. Hoje já existem disponíveis equipamentos automáticos que mantém a velocidade de aplicação de carga constante e portanto fornecem curvas sem necessidade de correção. Para o cálculo do valor do índice de suporte Califórnia é adotado o maior dos valores obtidos para as pressões lidas (se a curva não apresenta inflexão) ou corrigidas nas penetrações de 2,54 mm e de 5,08 mm. Geralmente o valor correspondente à penetração de 5,08 mm é o maior e caso ocorra o inverso, costuma-se repetir o ensaio para dirimir qualquer dúvida. O valor do CBR é dado pela equação: Controle de Compactação Os valores correspondentes à pressão padrão para as penetrações de 2,54 e de 5,08 estão na tabela 4.6 e são aquelas obtidas para a amostra de brita graduada de alta qualidade que foi utilizada como padrão de referência e apresenta CBR = 100%. Etapas do ensaio de laboratório: 1º. Compactação do corpo-de-prova 2º. Imersão dos corpos-de-prova em tanque de água por 96 horas e medida de expansão axial 3º. Ensaio de penetração de pistão padrão no corpo-de-prova e medida penetração e resistência
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