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Fundação Edson Queiroz Universidade de Fortaleza – UNIFOR RELATÓRIO DE ENSAIO DE COMPACTAÇÃO PAVIMENTAÇÃO E DRENAGEM RAFAEL PAMPLONA E SOUZA MATRÍCULA: 1310892-7 FORTALEZA 2017 1. INTRODUÇÃO Este relatório tem como objetivo, apresentar o resultado do ensaio de Compactação do Solo refeito no dia 25/08/17, que determinou a curva de compactação do solo, executado pelo Prof./Engenheiro: Jardel Andrade de Oliveira no Laboratório de Pavimentação e Drenagem da UNIFOR. 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), onde no ensaio foi utilizado o impacto para obtenção de energia. Seu efeito confere ao solo um aumento de seu peso específico e resistência ao cisalhamento, e uma diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. Com esse ensaio, é possível obter a correlação entre o teor de umidade e o peso específico seco de um solo quando compactado com determinada energia. O ensaio mais comum é o de Proctor (Normal, Intermediário ou Modificado), que é realizado através de sucessivos impactos de um soquete padronizado na amostra. 2. REFERENCIAL TEÓRICO E DESCRIÇÃO DO ENSAIO A compactação de solos consiste no procedimento de melhorar as propriedades do terreno através de processos manuais ou mecânicos. Geralmente, um solo quando é transportado e aterrado está num estado relativamente fofo e heterogêneo e, portanto, pouco resistente e muito deformável. Os procedimentos de compactação visam fornecer ao solo melhorias destes aspectos. A compactação é um processo que visa melhorar as propriedades do solo através da redução dos seus vazios pela aplicação de pressão, impacto ou vibração. Além disso, esse processo torna o maciço mais homogêneo. Esta operação resulta no aumento do peso específico aparente do solo. Com a diminuição dos vazios do solo, espera-se uma redução da variação dos teores de umidade, da compressibilidade e da permeabilidade e um aumento da resistência ao cisalhamento e à erosão. Os estudos geotécnicos de compactação tiveram início com a teoria de compactaçãodesenvolvida por Ralph Proctor. Em 1933, divulgou seu método de controle de compactação e concluiu que a densidade com que um solo é compactado, sob uma determinada energia de compactação, depende do teor de umidade do solo. A compactação dos solos é geralmente representada em um gráfico da variação do peso específico aparente seco (γd) versus o teor de umidade (w) correspondente durante o processo de compactação. Curva de Compactação O ramo ascendente da curva de compactação é denominado ramo seco e o ramo descendente de ramo úmido. No ramo ascendente, a água lubrifica as partículas e facilita o arranjo destas, ocorrendo, por esta razão, o acréscimo da massa específica aparente seca. Já no ramo descendente, a água amortiza a compactação e a amostra passa a ter mais água que sólidos, levando a um decréscimo da massa específica aparente seca. Durante o processo de compactação dos solos, o teor em água no solo mantém-se praticamente constante, sendo esta característica freqüentemente referida como a principal diferença entre a compactação e a consolidação de solos. Tabela 01 – Energias de Compactação Fonte: ABNT NBR 7.182:2016 O teor de umidade da amostra é obtido segundo o seguinte procedimento: 1. Ainda vazia, pesa-se a cápsula onde o solo será armazenado. 2. Após isso, coloca-se uma parte da amostra de solo ensaiada na cápsula e pesa-se a massa de solo úmido, quer seja usando a função TARA que excluí o peso da cápsula, quer seja subtraindo o peso da cápsula mais solo úmido do peso da cápsula. 3. Seca-se a amostra em estufa à 105ºC por 24 horas. 4. Pesa-se a massa de solo seco, quer seja usando a função TARA que excluí o peso da cápsula, quer seja subtraindo o peso da cápsula mais solo seco do peso da cápsula. 5. Calcula-se a diferença entre o peso úmido e o peso seco, que corresponde a massa de água na amostra. 6. Divide-se a massa de água pela massa de solo seco e multiplica-se por 100%, segundo a fórmula abaixo. 𝑤 % = 𝑚𝑤𝑚𝑠 ×100% Onde: w(%): Umidade em porcentagem. mw: Massa de água ms: massa de solo seco Já a densidade seca máxima é obtida da seguinte maneira: 1. O cilindro vazio é pesado; 2. Após serem adicionadas e compactadas todas as camadas de solo, pesa-se a massa de solo úmido, e que seja subtraindo o peso do cilindro mais solo úmido do peso da cilindro. 3. O volume do cilindro padronizado pela NBR 7182. No caso do cilindro grande, ele possui 10 cm de diâmetro, altura de 12,73 cm e volume de 1000 cm³. 4. Divide-se a massa de solo úmido pelo volume do cilindro e obtém-se a massa específica úmida. Ver fórmula abaixo: 𝛾+ = 𝑃′+𝑉 Onde: 𝛾+: Masssa específica aparente do solo úmido 𝑃′+:𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑜 ú𝑚𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜. 𝑉: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 do solo compactado. 5. Por fim, determina-se a massa específica aparente do solo seco, após cada compactação, pela fórmula: 𝛾M = 𝛾+× 100100 + 𝑤 Onde: 𝛾M:𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜. 𝛾+: 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑜 ú𝑚𝑖𝑑𝑜. 𝑤: 𝑡𝑒𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜, 𝑒𝑚 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒𝑚. 3. IMAGENS DO ENSAIO Imagem 01–Técnico do laboratório dando golpes com o soquete para compactar o solo. Fonte: Acervo pessoal Imagem 02 – Alunos realizando homogeneização do solo após acréscimo de água. Fonte: Acervo pessoal Imagens 03 e 04 – Técnico regulariza o volume de solo compactado, raspando o excesso. Fonte: Acervo pessoal. Imagem 06 – Cápsula com amostra de solo para ser seca em estufa e medir o teor de umidade. Fonte: Acervo pessoal. Imagem 07 – Cilindro com anel complementar. Fonte: Acervo pessol. 4. RESULTADO amostra 01 MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA MÁXIMA: 1,956 g/cm3 UMIDADE ÓTIMA: 10,8 % cilindro n 3 VOLUME (cm³) = 2319 PESO (g) = 4034 No. DE GOLPES = 12 P.DA AMOSTRA (g) = 6000 P. DA AMOSTRA + CILINDRO (g) 8541 8796 9060 8978 8895 PESO DA AMOSTRA (g) 4507 4762 5026 4944 4861 MASSA ESPECÍFICA ÚMIDA (g/cm3) 1,944 2,053 2,167 2,132 2,096 CÁPSULA No. 1 2 3 4 5 P.BRUTO ÚMIDO (g) 48,54 49,96 71,95 77,90 69,87 P. BRUTO SECO (g) 46,25 46,98 66,34 70,95 62,35 P.DA CÁPSULA (g) 13,25 12,48 14,33 14,20 14,25 P. SOLO + ÁGUA (g) 35,29 37,48 57,62 63,70 55,62 ÁGUA (g) 2,29 2,98 5,61 6,95 7,52 SOLO (g) 33,00 34,50 52,01 56,75 48,10 UMIDADE ( % ) 6,94 8,64 10,79 12,25 15,63 MASSA ESP. SECA (g/cm3) 1,817 1,890 1,956 1,899 1,813 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO - PROCTOR NORMAL Dados do Cilindro Resultados Valores coletados no ensaio 1.800 1.820 1.840 1.860 1.880 1.900 1.920 1.940 1.960 1.980 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 M . E SP EC ÍF IC A SE C A (g /c m 3) U M I D A D E ( % ) CURVA DE COMPACTAÇÃO 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 172/2016 – ME Solos – Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas – Método de ensaio. Rio de Janeiro. 2016. PINTO, Carlos de Souza. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. 3 ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006. 354 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182: Solo: ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 2016. 9 p.
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