Relatorio Adensamento

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS – UEG 
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS 2 
 
 
 
 
BRUNNA CHAGAS CARNEIRO SILVA 
GABRIELA FREIRE DIOGO DE OLIVEIRA 
JORDANA ALVES DE SOUSA 
MATHEUS NUNES DOS SANTOS 
NATHÁLIA EVELLIN DE SOUZA SILVA 
 
 
 
ADENSAMENTO 
RELATÓRIO 01 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁPOLIS / GO 
Outubro, 2017. 
2 
 
SUMÁRIO 
Capítulo Página 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 3 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................... 4 
2.1 Preparação da amostra .................................................................................................... 5 
2.1 Execução do ensaio ........................................................................................................... 5 
2.3 Cálculos ............................................................................................................................. 6 
3 RESULTADOS ................................................................................................................... 10 
4 DISCUSSÕES .................................................................................................................... 14 
5 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 15 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................ 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Entende-se por adensamento de solo a diminuição dos seus vazios com o tempo, devido 
à saída da água do seu interior. Este processo pode ocorrer devido a um acréscimo de solicitação 
sobre o solo, seja pela construção de uma estrutura, de um aterro, rebaixamento do nível de 
água ou drenagem do solo. 
Segundo Gerscovich (2000) adensamento é o processo gradual de transferência de 
tensões entre a água (poro pressão) e o arcabouço sólido (tensão efetiva), ou seja, adensamento 
trata-se da deformação plástica e a redução do índice de vazios de uma massa de solo em função 
do tempo e da pressão aplicada. 
O ensaio de adensamento é de suma importância para a determinação da 
compressibilidade de um solo, define-se como compressibilidade a relação entre a magnitude 
das deformações e a variação no estado de tensões imposta. A deformação dos solos, 
principalmente os solos finos, não é instantânea, e tais deformações podem comprometer as 
estruturas, daí a importância da estimativa da ordem de grandeza dos recalques por 
adensamento. 
O procedimento é feito em estágios de pressão aplicada em corpos de prova, geralmente 
indeformados e saturados, confinados lateralmente com a consequente aferição da redução de 
sua altura. Com isso, poderemos construir curvas que relacionam deformações com o tempo e 
índice de vazios com pressões. 
Este ensaio tem a finalidade de determinar, para um solo confinado, as deformações 
verticais resultantes da aplicação de um dado carregamento. Além da magnitude dos recalques, 
obtém-se por fim propriedades e parâmetros dos solos em relação ao adensamento. Tais como, 
parâmetros de deformabilidade do solo argiloso expresso pelo coeficiente de adensamento (cv), 
pelo índice de compressão (cc) e pela pressão de pré-adensamento (pa) que são obtidos através 
de construção de gráficos de curvas obtidas a partir de pontos calculados das leituras durante o 
ensaio. 
 
 
 
 
4 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
A aparelhagem necessária para a execução do ensaio esta apresentada a seguir: 
• Prensa de adensamento: O sistema de aplicação de carga deve permitir a aplicação 
e manutenção das cargas verticais especificadas, ao longo do período necessário de 
tempo/ 
• Célula de adensamento: Trata-se de um dispositivo apropriado para conter o corpo-
de-prova e deve proporcionar meios para a aplicação de cargas verticais. Consiste 
em uma base rígida, um anel para conter o corpo-de-prova, pedras porosas e um 
cabeçote rígido de carregamento. O anel pode ser do tipo fixo (indeslocável em 
relação a base rígida) ou flutuante (deslocável em relação a base, sento suportado 
pelo atrito lateral desenvolvido entre o corpo de prova e o anel), conforme indicado 
na figura 1.1. 
• Balanças eletrônicas que permitam pesar nominalmente 1000 g com resoluções de 
0,1 g, e sensibilidades compatíveis; 
• Extensômetro com resolução de 0,01mm; 
• Cronômetro com resolução de 1s; 
• Estufa elétrica capaz de manter a temperatura entre 105 e 110 °C, constante e 
uniforme em todo seu interior; 
• Cápsulas de alumínio para a determinação do teor de umidade; 
• Facas, espátulas, paquímetro. 
 
Figura 1.1 Representação esquemática da célula de adensamento. 
 
 
 
5 
 
Figura 1.2 Prensa de adensamento. 
 
Fonte: https://www.pucpr.br/graduacao/engcivil/laboratorios/labgeotecnia.php. 
 
2.1 Preparação da amostra 
 O corpo de prova deve ser preparado em ambiente propício a fim de manter as condições 
naturais do campo. Corta-se prisma de um solo com largura e altura 2 cm maiores que as 
encontradas no anel. Retirou-se do tudo, através do extrator uma amostra com altura de 2 cm 
maior do que a do anel de adensamento. Talhar o corpo-de-prova, de 
maneira a ter as estratificações originadas na mesma direção, no anel de adensamento e no 
campo. Posteriormente, pesou-se o conjunto anel + corpo de prova e anotou o valor. Antes de 
iniciar o ensaio, anotou o peso, volume e peso específico aparente inicial da amostra que foram 
dados fornecido pelo professor. Vale lembrar que não foi efetuado a parte de preparação da 
amostra pois foi fornecido a amostra já pronta. 
 
2.2 Execução do ensaio 
Inicialmente nivelou-se a prensa de adensamento, colocou-se as pedras porosas, os papéis 
filtro e o anel com o corpo-de-prova na célula de adensamento. Colocou-se o cabeçote de 
aplicação de carga e a célula de adensamento na prensa e ajustou-se o cronômetro para a leitura 
inicial desejada. A primeira carga aplicada foi de 6,25 kPa no corpo de prova sem inundação, 
efetuando a leitura durante a 8 horas de ensaio. Em seguida inundou-se o corpo de prova e 
aplicou a carga de 6,25, 25, 50, 100, 200, 400 kPa, onde a pressão foi mantida até o término das 
8 horas de ensaio para cada pressão. As leituras foram feitas nos tempos de 8, 15 e 30 segundos, 
1, 2 ,4, 8, 15, 30 minutos e 1, 2 ,4, 8 horas. Para o descarregamento foi aplicado as pressões de 
6 
 
100, 50 e 0 kPa. Vale lembrar que foi tomado todo cuidado no período de incremento e 
descarregamento de pressão para que não fosse aplicado cargas além do que estava sendo 
planejado, para isso era feito a “trava” do equipamento. 
 
2.3 Cálculos 
Determinou-se os índices físicos iniciais pelas seguintes equações: 
𝑤 =
𝑚𝑎
𝑚𝑠
 
 𝜌𝑑 =
𝜌
1+𝑤
 (Eq. 2.2) 
 𝑒0 = 
𝜌𝑠
𝜌𝑑
− 1 (Eq. 2.3) 
 𝑆𝑟 =
𝑤∗𝜌𝑠
𝜌𝑤∗𝑒0
 (Eq. 2.4) 
Onde: 
𝑤 = umidade; 
𝑚𝑎= massa de água; 
𝑚𝑠= massa de solo seco;𝜌𝑑= peso específico natural; 
𝜌= peso específico seco; 
𝑒0= índice de vazios; 
𝜌𝑠= peso específicos dos grãos; 
𝜌𝑤= peso específico da água. 
 
Em cada estágio de carregamento do ensaio verificou-se: 
a) A variação da altura do corpo de prova: 
 ∆𝐻 = 𝑙0 − 𝑙𝑓 (Eq. 2.5) 
𝑙0 = altura inicial; 
(Eq. 2.1) 
7 
 
𝑙𝑓= altura final; 
 
b) Coeficiente de adensamento (𝐶𝑣) por dois métodos: 
➢ Método de Casagrande 
Selecionou um 𝑡1 qualquer menor que 50% de adensamento na parte curva, multiplicou-
se o 𝑡1 por 4 e encontrou 𝑡2. Adotou-se a diferença de deformação entre os dois tempos (𝑡1 −
𝑡2) como x. Rebateu-se essa distância x para cima, e traçou-se uma horizontal de forma que a 
distância BD seja igual a x. Logo, a deformação correspondente a linha DE é a deformação em 
0% de adensamento. Posteriormente, prolongou-se o trecho reto e traçou uma tangente no final 
da curva e na interseção dessas determinou-se a deformação em 100% de adensamento. Por fim 
verificou-se a metade da distância entre a deformação de 0% e 100% de adensamento e obteve 
a deformação para 50% de adensamento. Após determinar o 𝑑50 = 𝐻50, observou-se o tempo 
correspondente a essa deformação. 
 
Imgem 1.3 Método Casagrande. 
 
Fonte: Slide de ensaio de adensamento do professor Renato Cabral. 
 
 
8 
 
Com esses dados pode-se calcular o 𝐶𝑣 pela seguinte equação: 
 
 𝐶𝑣 =
0,197∗(
𝐻50
2
)
2
𝑡50
 (Eq. 2.7) 
Onde: 
𝐶𝑣 = coeficiente de adensamento; 
𝐻50 = deformação em 50 % de adensamento; 
𝑡50 = tempo em 50 % de adensamento; 
 
➢ Método Taylor 
Prolongou-se o trecho reto da curva até interceptar o eixo das ordenadas, onde tocou o 
eixo corresponde a deformação em 0% de adensamento. Traçou-se uma horizontal a partir do 
eixo vertical até o trecho reto. Mediu-se o comprimento m desta reta e prolongou-se esta reta 
no valor de 0,15 m. Uniu-se o ponto de 0%de adensamento à extremidade deste prolongamento. 
Onde esta reta interceptou a curva corresponde ao 90% de adensamento e a √𝑡90. Calculou-se 
a distância de 5/9 da distância entre o 0% e o 90% de adensamento encontra-se 𝐻50. 
 
 
 
Imgem 1.4 Método Taylor. 
 
Fonte: Slide de ensaio de adensamento do professor Renato Cabral. 
 
 
 
9 
 
Após obter os dados, calculou-se o 𝐶𝑣 pela seguinte equação: 
 𝐶𝑣 =
0,848∗(
𝐻50
2
)
2
𝑡90
 (Eq. 2.8) 
Onde: 
𝐶𝑣 = coeficiente de adensamento; 
𝐻50 = deformação em 50 % de adensamento; 
𝑡90 = tempo em 90 % de adensamento; 
 
 
c) Índice de compressão 
Após obter o gráfico índice de vazios versus tensão, o 𝐶𝑐 foi determinado através da 
inclinação do trecho virgem (trecho de carregamento virgem, no sentido que a amostra ensaiada 
nunca experimentara valores de tensão vertical daquela magnitude). 
Sabendo disto, o coeficiente foi determinado através da seguinte equação: 
 
 
 𝐶𝑐 =
𝑒2−𝑒1
log
𝜎2
𝜎1
 (Eq. 2.9) 
Sendo: 
𝐶𝑐= coeficiente de compressão; 
𝑒2 e 𝑒1= índices de vazios localizados no trecho virgem; 
𝜎2 e 𝜎1 = tensões localizadas no trecho virgem. 
 
d) Índice de expansão ou repressão 
Após obter o gráfico índice de vazios versus tensão, o 𝐶𝑐 foi determinado através da 
inclinação do trecho de descarregamento/recarregamento. 
Sabendo disto, o coeficiente foi determinado através da seguinte equação: 
 𝐶𝑐 = 
𝑒2−𝑒1
log
𝜎2
𝜎1
 (Eq. 2.10) 
Sendo: 
𝐶𝑠= coeficiente de recompressão; 
𝑒2 e 𝑒1= índices de vazios localizado. 
 
 
10 
 
3 RESULTADOS 
Inicialmente serão apresentados os índices iniciais característicos da amostra em análise. 
Através dos valores anotados dos pesos das capsulas mais solo úmido, capsula e capsula 
mais solo seco foi possível calcular a umidade do material no estado natural da amostra 
indeformada. 
 
Tabela 1.1 Características iniciais do solo. 
 
DADOS DO SOLO 
DADOS DE 
MOLDAGEM 
 Inicial Final Inicial Final 
wL (%) - Anel N° 01 01 - 
3 
Volume (cm ) 81 
wP (%) - Massa do anel (g) 151,26  (g/cm3) 2,07 
IP (%) - Massa do anel + CP (g) 318,67 d (g/cm3) 1,75 
s (g/cm3) 2,7 Massa CP (g) 167,41 Índice de vazios 0,54 
dmáx (g/cm3) - Altura do CP (mm) 20,25 Saturação (%) 0,90 
dmín (g/cm3) - Diâmetro do anel (mm) 71,40 GC (%) - 
wótima (%) - Área (cm²) 40 w - wótima(%) - 
4 
44,2DETERMINAÇÃO DO TEOR DE 
UMIDADE 
Umidade Inicial Umidade Final 
Capsula nº 32 36 38 
Massa da cápsula + solo + água (g) 71,26 67,83 66,33 
Massa da cápsula + solo (g) 62,67 59,67 58,31 
Massa de água (g) 8,59 8,16 8,02 
Massa da cápsula (g) 15,30 14,79 14,11 
Massa do solo seco (g) 47,37 44,88 44,2 
Umidade (%) 18,13 18,18 18,14 
Umidade Média (%) 18,15 
Fonte: Autor. 
 
 
 
A seguir estão apresentados os valores das deformações obtidas com os carregamentos 
de 100, 200 e 400 kPa. Em que: t é o tempo em minutos, d é a leitura do defletômetro e h é a 
altura do corpo de prova. Foram definidas também as curvas de tempo versus recalque. 
 
 
11 
 
Tabela 1.2 Corpo de prova sob a tensão de 100 kPa. 
Tensão (kPa): 100 
DATA HORA t (min) t^(1/2) d (mm) h (mm) 
14/set 08:00 0 0,00 2,24 20,310 
14/set 08:00 1/8 0,35 2,17 20,240 
14/set 08:00 1/4 0,50 2,17 20,240 
14/set 08:00 1/2 0,71 2,16 20,230 
14/set 08:01 1 1,00 2,16 20,230 
14/set 08:02 2 1,41 2,16 20,230 
14/set 08:04 4 2,00 2,15 20,220 
14/set 08:08 8 2,83 2,15 20,220 
14/set 08:15 15 3,87 2,15 20,220 
14/set 08:30 30 5,48 2,15 20,220 
14/set 09:00 60 7,75 2,15 20,220 
14/set 10:00 120 10,95 2,14 20,210 
14/set 12:00 240 15,49 2,14 20,210 
14/set 16:00 480 21,91 2,11 20,180 
Fonte: Autor. 
 
Gráfico 1.1 Curva tempo versus recalque para a tensão de 100 kPa. 
 
Fonte: Autor. 
 
 
 
 
 
20,16
20,18
20,20
20,22
20,24
20,26
20,28
20,30
20,32
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00
A
LT
U
R
A
 D
O
 C
O
R
P
O
 D
E 
P
R
O
V
A
 (
m
m
)
TEMPO ^(1/2)
12 
 
Tabela 1.3 Corpo de prova sob a tensão de 200 kPa. 
Tensão (kPa): 200 
DATA HORA t (min) t^(1/2) d (mm) h (mm) 
18/set 08:00 0 0,00 2,11 20,180 
18/set 08:00 1/8 0,35 1,98 20,050 
18/set 08:00 1/4 0,50 1,98 20,050 
18/set 08:00 1/2 0,71 1,97 20,040 
18/set 08:01 1 1,00 1,97 20,040 
18/set 08:02 2 1,41 1,96 20,030 
18/set 08:04 4 2,00 1,96 20,030 
18/set 08:08 8 2,83 1,95 20,020 
18/set 08:15 15 3,87 1,95 20,020 
18/set 08:30 30 5,48 1,95 20,020 
18/set 09:00 60 7,75 1,94 20,010 
18/set 10:00 120 10,95 1,94 20,010 
18/set 12:00 240 15,49 1,94 20,010 
18/set 16:00 480 21,91 1,93 20,000 
Fonte: Autor. 
 
Gráfico 1.2 Curva tempo versus recalque para a tensão de 200 kPa. 
 
Fonte: Autor. 
 
 
 
 
19,98
20,00
20,02
20,04
20,06
20,08
20,10
20,12
20,14
20,16
20,18
20,20
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00
A
LT
U
R
A
 D
O
 C
O
R
P
O
 D
E 
P
O
R
V
A
 (
m
m
)
TEMPO^(1/2)
13 
 
Tabela 1.4 Corpo deprova sob a tensão de 400 kPa. 
Tensão (kPa): 400 
DATA HORA t (min) t^(1/2) d (mm) h (mm) 
19/set 08:00 0 0,00 1,93 20,000 
19/set 08:00 1/8 0,35 1,77 19,840 
19/set 08:00 1/4 0,50 1,77 19,840 
19/set 08:00 1/2 0,71 1,77 19,840 
19/set 08:01 1 1,00 1,76 19,830 
19/set 08:02 2 1,41 1,76 19,830 
19/set 08:04 4 2,00 1,75 19,820 
19/set 08:08 8 2,83 1,75 19,820 
19/set 08:15 15 3,87 1,75 19,820 
19/set 08:30 30 5,48 1,74 19,810 
19/set 09:00 60 7,75 1,73 19,800 
19/set 10:00 120 10,95 1,73 19,800 
19/set 12:00 240 15,49 1,73 19,800 
19/set 16:00 480 21,91 1,72 19,790 
Fonte: Autor. 
 
Gráfico 1.3 Curva tempo versus recalque para a tensão de 400 kPa. 
 
Fonte: Autor. 
 
Com os valores obtidos calculou-se a compressão do corpo de prova e o índice de vazios 
no final de cada estágio. A Tabela 1.5, a seguir, mostra os resultados: 
 
19,75
19,80
19,85
19,90
19,95
20,00
20,05
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00
A
LT
U
R
A
 D
O
 C
O
R
P
O
 D
E 
P
R
O
V
A
 (
m
m
)
TEMPO^(1/2)
14 
 
Tabela 1.5 Compressão e índice de vazios. 
Tensão 
ΔH 
(mm) 
Δe ef 
6,25 0,01 0,001 0,539 
12,5 0 0 0,539 
25 0,06 0,005 0,535 
50 0,6 0,005 0,53 
100 0,13 0,01 0,52 
200 0,18 0,014 0,507 
400 0,21 0,016 0,491 
800 0,27 0,02 0,471 
100 0,35 0,026 0,444 
50 1,06 0,077 0,367 
Fonte: Autor. 
 
Em que ΔH é a compressão do corpo de prova em mm, Δe é a variação do índice de vazios 
e ef é o índice de vazios ao final do estágio. Com o índice de vazios final é possível traçar a 
curva de compressibilidade do solo e assim encontrar o coeficiente de compressibilidade (Cc). 
Obtendo um resultado igual a 𝟔, 𝟒𝟓 × 𝟏𝟎−𝟐. 
 Para as tensões de 100, 200 e 400 foram calculados o Cv pelos métodos de Taylor e 
Casagrande. A seguir tem-se o resultado para o método de Taylor. 
 
Tabela 1.6 Coeficiente de adensamento (Método de Taylor). 
Método de Taylor 
Tensão (kPa) 100 200 400 
𝑡90 1 1 0,9 
𝐻50 0,08 0,069 0,095 
Cv 1,35 × 10−3 1,01 × 10−3 2,36 × 10−3 
Fonte: Autor. 
 
 
5 DISCUSSÃO 
O cálculo do coeficiente de adensamento (CV) determina a velocidade de adensamento 
de uma camada de solo sujeito a um carregamento. Ele pode ser obtido tanto pelo método de 
Casagrande (onde se determina o ponto de maior curvatura da curva de compressão confinada 
do solo) quanto pelo método de Taylor (que relaciona a altura do corpo‐de‐prova em função da 
15 
 
raiz quadrada do tempo). Aqui apresentamos o resultado apenas pelo método de Taylor, devido 
à dificuldade de fazer a análise segundo a proposta de Casagrande. 
Como explica a teoria quanto maior o coeficiente de adensamento maior será a capacidade 
do solo de se adensar. 
 Podemos observar no ensaio e através dos gráficos que existe a possibilidade de erro no 
experimento seja ele pela falta de experiência dos docentes que estavam realizando o ensaio, 
podendo ser este erro na hora de colocar o carregamento, erro no equipamento, erro de leitura, 
entre outros. 
Devido ao desconhecimento da origem do solo (profundidade de retirada, local) e falta 
de mais ensaios para a caracterização deste, como limite de liquidez (LL) e limite de 
plasticidade (LP) o ensaio ficou limitado para conclusões mais precisas. Como não é possível 
saber a profundidade da amostra e o nível do lençol freático, não se pode calcular o OCR. 
Portanto não se pode afirmar se é um solo normalmente adensado, pré-adensado ou adensado. 
Através do cálculo do coeficiente de adensamento (cv) determinou-se a velocidade de 
adensamento de uma camada de solo sujeito a um carregamento. 
 
 
6 CONCLUSÃO 
 
O objetivo do experimento foi concluído onde foi possível calcular o coeficiente de 
adensamento da amostra de solo que foi solicitada percebendo-se que a uma certa carga aplicada 
o adensamento do material tende a se estabilizar em um tempo t possibilitando assim prever o 
tempo necessário para que o recalque almejado no projeto seja concluído com a aplicação da 
determinada carga. 
Com os resultados obtidos pelo método de Taylor é possível verificar que houve uma 
variação pequena no Cv em relação as tensões de 100KPa e 200KPa. Ao observar o Cv da 
tensão de 400KPa, a variação foi bem maior. 
Ao término deste trabalho, pode observar na prática como ocorre o processo de 
adensamento em um solo. Este estudo foi de grande valia para melhor aprendizagem dos alunos e a 
aplicação na pratica a teoria ministrada em sala, além de tomarmos melhor conhecimento das 
fórmulas. 
 
16 
 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
GERSCOVICH, D. M. S. Recalques em solos Moles. Rio de Janeiro : Universidade Estadual 
do Rio de Janeiro, 2000. 
MAGARON, M. Compressibilidade e adensamento de solos. Juiz de Fora : Universidade 
federal de Juiz de Fora , 1999. 
SDWIDAN, R. DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DE COMPRESSIBILIDADE. 
CURITIBA: UNIVERSIDADE TECNOLOGICA DO PARANÁ, 2012. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXOS 
Gráficos