Notas de aulas parte 11 (Mec. Solos I)

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Notas de aulas de Mecânica dos Solos I (parte 11) 
 
 
 
 
Helio Marcos Fernandes Viana 
 
 
 
 
Tema: 
 
Exercícios de cunho teórico relacionados à 
compactação dos solos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
1.o) De uma amostra homogeneizada de 80 kg de solo, da Jazida Fazenda Curral 
Grande do município de Cravinhos, que foi secada ao ar, ou seja, está no teor de 
umidade higroscópico; O técnico João tomou uma pequena porção de solo para 
determinação do teor umidade. Bem, pede-se determinar o valor do teor de umidade 
da amostra de solo, da Jazida Fazenda Curral Grande, encontrado por João; 
Sabendo-se que, no laboratório, João obteve os seguintes resultados no ensaio de 
determinação do teor de umidade: 
 
a) Peso da cápsula mais (+) a porção de solo úmido (na umidade higroscópica) 
tomada por João = 70,35 g; 
b) Peso da cápsula mais (+) a porção de solo seco, que foi retirada da estufa a 110 
oC, após 24h = 68,27 g; e 
c) Tara da cápsula (ou peso da cápsula) = 27,28 g. 
 
Resposta: 
 
A umidade do solo é determinada com base na seguinte equação: 
 
 
100
TCPss
CPssCPsu
P
P
W
S
W 








 (1.1) 
em que: 
W = teor de umidade do solo (%); 
CPsu = peso da cápsula mais (+) solo úmido (g); 
CPss = peso da cápsula mais (+) solo seco (g); 
T = tara (ou peso) da cápsula (g); 
PW = peso de água contida no solo (g); e 
PS = peso do solo seco (g). 
 
Logo: 
 
%07,5100
28,2727,68
27,6835,70
100
TCPss
CPssCPsu
W 
















 
 
 
2.o) Deseja-se realizar um ensaio CBR de 5 pontos no Laboratório de Geotecnia da 
FTC; Para realização da compactação do segundo (II) corpo-de-prova do ensaio, 
tem-se uma amostra de 6002,0 g de solo (da Jazida Linhão do Broa) no teor de 
umidade higroscópico igual a 3,58%. Pergunta-se qual a quantidade de água (em g) 
a ser adicionada a amostra do solo, em questão, para que o segundo (II) corpo-de-
prova do ensaio CBR possa ser compactado com o solo em um teor de umidade 
igual a 9,50%. 
 
OBS. Umidade higroscópica é a umidade que o solo possui, quando está seco ao ar. 
 
 
 
 
 
 
 3 
Resposta: 
 
Determinação do peso de água a ser adicionado à amostra de solo úmido: 
 
 
 (2.1) 
 
 
em que: 
PWad = peso de água a ser adicionado à amostra de solo úmido, que está na 
umidade inicial ou higroscópica, para se obter a amostra de solo na nova umidade 
igual a WF (g); 
PSU = peso da amostra de solo úmido, que está na umidade inicial ou higroscópica 
(g); 
Wi = teor de umidade inicial do solo, ou teor de umidade higroscópico do solo (%); e 
WF = teor de umidade do solo que está além (ou acima) do teor de umidade inicial 
ou higroscópico do solo (%). 
 
Logo: 
 
 
 
 
3.o) Se a energia específica (E) de um determinado ensaio de compactação 
dinâmica (ou por impacto) é 25 kgf.cm/cm3, e que o cilindro usado no ensaio possui 
10 cm de diâmetro. Qual deverá ser a altura do cilindro de compactação, sabendo-
se que o ensaio de compactação dinâmica (ou por impacto) apresenta as seguintes 
características: 
 
a) Número de camadas de solo compactadas = 5; 
b) Número de golpes por camada compactada = 27; 
c) Altura de queda do soquete = 45,7 cm; e 
d) Peso do soquete = 4,5 kgf. 
 
Resposta: 
 
Determinação do volume do cilindro de compactação com base na fórmula 
da energia específica de compactação (E), que corresponde à eq.(3.1). 
 
V
N.n.L.p
E 
 (3.1) 
em que: 
E = energia específica de compactação (kgf.cm/cm3); 
p = peso do soquete (kgf); 
L = altura de queda do soquete (cm); 
n = número de camadas compactadas; 
N = número de golpes aplicado a cada camada; e 
V = volume do cilindro de compactação (cm3). 
 
 
 
)100W(
)WW.(P
P
i
iFSU
Wad



g343
58,103
84,35531
)10058,3(
)58,350,9.(6002
PWad 



 4 
 Transformando a eq.(3.1), e colocando o volume como variável resposta, 
tem-se: 
 
E
N.n.L.p
V 
 (3.2) 
 
Então: 
 
3
3
cm5,1110
cm
cm.kgf
25
)cm.kgf(27.5.7,45.5,4
V 







 
 
OBS. E, p, L, n e N são as variáveis explicativas da eq. (3.2). 
 
 Sabe-se que o volume de um cilindro é dado pela seguinte equação: 
 
H.
4
D.
V
2

 (3.3) 
em que: 
V = volume do cilindro (cm3); 
D = diâmetro do cilindro (cm); 
H = altura do cilindro (cm); e 
 = 3,1416. 
 
 Transformando a eq.(3.3), e colocando a altura do cilindro como variável 
resposta, tem-se: 
 
2D.
V.4
H


 (3.4) 
 
Então: 
 
cm14,14
)cm()10.(
)cm(5,1110.4
H
22
3



 
 
 
Referências Bibliográficas 
 
 
BUENO, B. S.; VILAR, O. M. Mecânica dos solos. Apostila 69. Viçosa - MG: 
Universidade Federal de Viçosa, 1980. 131p. 
 
CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações (fundamentos). Vol. 1. 6. 
ed., Rio de Janeiro - RJ: Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 2007. 234p. 
(Bibliografia Principal) 
 
CRAIG, R. F. Mecânica dos solos. 7. ed., Rio de Janeiro - RJ: LTC - Livros 
Técnicos e Científicos Editora S. A., 2007. 365p.