ROTEIRO DE EXECUÇÃO - NBR 13292

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FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
 
RELATÓRIO DE NORMA
NBR 13292
Goianésia
2020
FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
CAROLINA RIBEIRO DA SILVA
JOSÉ BENTO DE SOUSA FILHO
MATHEUS DOS SANTOS BIÂNGULO 
RELATÓRIO DE NORMA
NBR 13292
Relatório entregue pelo 7° período de Engenharia Civil da Faculdade Evangélica de Goianésia, para obtenção de nota parcial na disciplina de Geotecnia I.
Prof. Me. Igor Cezar Silva Braga
Goianésia
 2020
1. NORMA
	O presente instrumento discorrerá acerca do roteiro de execução da ABNT NBR 13292/95, que dispõe sobre a determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante.
2. OBJETIVO
	Esta norma tem por objetivo a determinação do coeficiente de permeabilidade à carga constante do solo através de ensaios em amostras com água percolando em regime de escoamento laminar, sendo limitada a solos granulares com no máximo 10% de material passante na peneira de 0,075mm. 
	O presente roteiro buscou resumir todos os passos de preparação da amostra e manuseio do permeâmetro, onde esta é colocada em um cilindro de comprimento L e área transversal A e fechada entre duas placas porosas onde a amostra é submetida a uma carga constante H até que se atinja a saturação e que o fluxo de saída Q se torne constante. Para a execução do ensaio é necessário determinada aparelhagem com especificações que serão descritas ao decorrer deste relatório.
3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
3.1 Permeâmetro
3.1.1	De acordo com Kathia Supo (2008, p. 19, apud JAVIER, 2003), o permeâmetro é um aparelho desenvolvido com o intuito de determinar a condutividade hidráulica, sendo esse o principal fator para predição do fluxo de água nos solos.
3.1.2	O ensaio pode ser realizado através de dois tipos de permeâmetros, sendo suas especificações apresentadas respectivamente nas figuras 1 e 2 da norma em questão. Os diâmetros internos em ambos os casos devem ter dimensão mínima de 8 a 12 vezes o tamanho dos grãos maiores, conforme indicado na Tabela 1, além da altura útil de 1,5 a 2 vezes o diâmetro interno.
3.1.3	No permeâmetro do tipo 1, coloca-se na base um disco perfurado ou tela adequadamente reforada, sendo necessário a utilização de uma camada compactada de material uniformente granular com altura entre 1 cm e 3 cm. Já no permeâmetro do tipo 2, pode-se utilizar na base apenas o disco perfurado, sendo que em ambos os casos este deve ter permeabilidade superior a do corpo-de-prova, com abertura suficientemente pequena para permitir a passagemm de água e evitar a passagem de partículas de solo, efeito este que pode ser auxiliado com a colocação de gaze ou geotêxtil de fina espessura entre o corpo-de-prova e o disco (ou tela).
3.2 Reservatório com filtro de ar
3.2.1	O ensaio deve conter ainda um reservatório de carga constante com um filtro de ar e escape para o excesso de água, constituído por uma camada de areia fina entre duas telas para contenção do ar na água de alimentação do sistema, conforme ilustrado na figura 1 da norma em questão.
3.3 Funil
3.3.1	O funil é utilizado para despejar o material no permeâmetro. Deve ser grande e com um bico de cumprimeiro superior a altura total do permeâmetro, sendo seu diâmetro entre 13 mm e 25 mm dependendo do tamanho dos grãos (2,0 mm e 9,5 mm respectivamente).
3.4 Equipamento para compactação
3.4.1 A compactação do corpo-de-prova pode ser feito por sapata metálica rígida de 5 cm de diâmetro conectada a um sistema vibratório ou ligada a extremidade de uma haste-guia. A compactação é feita através de um peso que varia conforme o tipo de solo do corpo-de-prova (0,1 kg para areias e 1 kg para solos com pedregulho), sendo necessário para ajustar a altura de queda.
3.5 Bomba de vácuo
3.5.1 A bomba de vácuo é utilizada para remover o ar do corpo-de-prova. Tem a intensidade de 67 kPa e deve-se estar atento para evitar a entrada de água na bomba, conforme ilustrado na Figura 3 da norma em questão.
3.6 Tubos manométricos
3.6.1 Os tubos são utilizados para conferição das cargas hidráulicas e ligados diteramente ao cilíndro de plastico ou metal, dependendo do tipo de permeâmetro, através de valvulas. Devem conter as medições em aumento gradual e milímetros.
3.7 Balanças
3.7.1 As balanças devem pesar nominalmente 2k, 10k e 40k com resoluções de 1g, 2g e 5g respectivamente.
3.8 Barra de calibração
3.8.1 As barras devem ser metálicas, rígidas, com dimensões uniforme e cumprimento superior ao diâmetro do permeâmetro.
3.9 Peneiras
3.9.1 As peneiras devem seguir as recomendações da NBR 5734 e devem ser de 19,0mm, 9,5mm, 2mm e 0,075mm.
4. PROCEDIMENTO DE EXECUÇÃO DO ENSAIO	
4.1	Preparação da amostra
4.1.1 O primeiro passo é obter uma parcela suficiente de amostra, sendo que esta deve ser previamente seca ao ar e conter no mínimo 10% de material passante na peneira de 0,075 mm.
4.1.2 Antes de iniciar o ensaio de permeabilidade, a amostra deve passar por um levantamento de dados para definição do coeficiente granulométrico de acordo com a NBR 7181 e determinação da massa específica do solo conforme NBR 6508 e NBR 6458.
4.1.3 Logo em seguida, filtrar a amostra através da peneira de 19,0 mm, a qual a parcela retida não participará do ensaio, sendo o restante submetido ao repartidor de amostra para separação de uma quatidade igual a duas vezes o necessário para preencher o permeâmetro e homogeneizar a bandeja.
4.2	Formação do corpo-de-prova
4.2.1 Inicialmente, deve-se medir o diâmetro interno do permeâmetro em quatro posições igualmente espaçadas, fazendo a média simples desses resultados (D). 4.2.2 Em seguida, conferir a distância entre os centos das aberturas para os tubos manométricos com precisão de 0,1 cm (L). E enfim, calcular a área da seção transversal interna do permeâmetro (S) utilizando as medidas definidas anteriormente.
4.2.3 Para o ensaio realizado em ambos os permeâmetros, deve-se medir a profundidade entre a parte superior entre a barra de califação e o topo do disco perfurado (ou tela) com o auxílio de um paquímetro, incluindo o tamanho do gaze ou geotêxtil, caso esses sejam usados. A camada de material granulado deve ser colocada sobre o disco ou tela, e efetuar as medições em quatro posições simetricamente espaçadas com precisão de 0,1 cm.
4.2.4 Deve-se analisar o teor de umidade de uma pequena porção da amostra conforme NBR 6457, além de registrar a massa do material remanescente (M) se for utilizado o permeâmetro de tipo 1.
4.2.5 O solo deve ser colocado em camadas uniformes e caso seja necessário a compactação, a altura final seja de 2 cm.
4.2.6 O funil deve ser utilizado em solos cujo diâmetro dos grãos seja igual ou inferior a 9,5 mm. Para tanto, o bico do funil deve ser colocado em contato com o disco ou camada anteriormente formada, acrescentando solo suficiente para que seja preenchida toda a bandeja. O bico do funil não pode entrar em contato com o material já depositado e a queda livre deve ser igual a 1 cm para garantir o fluxo contínuo. A cada camada já formada, o solo deve ser homogeneizado de forma a evitar a segregação.
4.2.7 Para solos com diâmetro superior a 9,5 mm, deve-se utilizar uma concha de forma a evitar a queda do material até a bandeja.
4.2.8 Deve haver compactação após a colocação de cada camada de solo até obter-se a compacidade relativa adequada. No permeâmetro do tipo 1, a supefície da última camada deverá estar a 2 cm acima da abertura para o tubo manométrico superior. Já no permeâmetro do tipo 2, o material deve ultrapassar o topo do cilindro central, sendo que o excesso deve ser tirado com o uso de uma regua metálica. 
4.2.9 Para compactação através do uso da sapata vibratória, a pressão de contato e o tempo de atuação da vibração deve ser suficiente até que não haja fuga do material pelas bordas da sapata.
4.2.10 Já na compactação por peso deslizante, os golpes devem ser uniformimente aplicados sobre a superfície regular com uma altura de queda estabelecida. Em ambos os casos o processo deve ocorrer até que o solo atinja compacidaderelativa de 100%.
4.2.11 Após a compactação, deve-se nivelar o corpo-de-prova rotacionando o disco perfurado ou tela juntamente com o gaze ou geotêxtil, se for o caso. Feito o nivelamento, executar a etapa 4.2.3 deste relatório.
4.2.12 Com a válvula da base fechada e a válvula do topo aberta, utiliza-se a bomba de vácuo de forma crescente até atingir 67 kPa, onde permanecerá por 10 min para reduzir o número de vazios. A bomba de vácuo também será aplicada no reservatório para conter a água com uma intensidade de 80 kPa.
4.2.13 Ainda sobre a aplicação do vácuo, a válvula da base será aberta e precederá o processo de saturação, elevando-se gradualmente o reservatório de água. A entrada de água no corpo de prova se realizará somente pela ação da gravidade, de baixo para cima, sob condições de vácuo, de modo a remover o ar remanescente nele.
4.2.14 Após a realização do processo de saturação e enchimento do permeâmetro com água, deve-se reduzir o vácuo gradativamente até que se anule.
4.2.15 O próximo passo é fechar a válvula da base do permeâmetro e desconectar as ligações com a bom de vácuo e o reservatório de água. Lembrando que devem ser tomados os devidos cuidados para que o permeâmetro e os manômetros estejam livres de ar. Para tanto, coloca-se água no tubo do reservatório com o topo do permeâmetro e liga-se este tubo com a válvula de cima do permeâmetro. A seguir, abre-se as válvulas dos manômetros para permitir a passagem de água sem ar e às conectam com as válvulas correspondentes de forma a preenchê-las com água. O processo se dá até que o nível da água nos manômetros se igualem.
4.2 	Ensaio
4.2.1 Em primeiro plano, deve-se abrir todas as válvulas e aguardar até que as cargas se estabilizem. Em seguida, medir e registrar a diferença nos tubos manométricos (H), a temperatura (T), o tempo (t) e o volume percolado nesse tempo (Q), com precisões de 0,1 cm, 0,1 C°, 1s e 2 m3, respectivamente.
4.2.2 Em seguida, aumenta-se a carga em intervalos de 0,5 cm repetindo o processo anterior, desse modo será estabelecida a região de fluxo laminar, na qual a velocidade é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. Quando houver interrupção deste efeito, os incrementos de cargas poderão ocorrer em intervalor de 1 cm, de forma a estabelecer a região de regime turbulento.
4.2.3 Ao final do ensaio, o corpor-de-prova deverá ser drenado e verificado se permanece homogêneo e isotrópico. Se as extremidades estiverem alternando em tonalidades claras e finas, significa segregação de finos e recomenda-se uma verificação da altura final.
5. 	CÁLCULOS
5.1 Primeiramente deve-se calcular a velocidade do fluxo considerando uma temperatura ambiente de 20 °C (V=Q/St), multiplicando pela viscosidade da água conforme tabela 2 da norma em questão (VT/V°C), onde T é a temperatura da água no ensaio.
5.2 	Após o cálculo colocam-se as coordenadas de V°C e do gradiente hidráulico (i=H/L) no plano cartesiano, traçando uma reta que deve passar pelo ponto de origem.
5.3	O coeficiente angular desta reta representará o coeficiente de permeabilidade.
5.4 	Em seguida determina-se a massa específica seca do corpo-de-prova através da seguinte fórmula: 
ϪS = (MT – M2) . 100 / S (A1 – A2) . (100 + h)
5.5	Por último, determina-se o índice de vazios, emáx., emín. e compacidade relativa do corpor-de-prova, conforme prescrito na NBR 12051.
6.	EXPRESSÃO DOS RESULTADOS
6.1	O resultado do coeficiente de permeabilidade (k20°C) precisa ser expresso em notação científica de exponencial de base 10 e com dois algarismos significativos.
6.2	Após o ensaio deverá ser expresso ainda a curva granulométrica, a massa específica dos grãos do material ensaiado, massa específica aparentemente seca, teor de umidade da amostra seca ao ar, indice de vazios do corpo-de-prova e compacidade relativa, com precisões de 0,01 g/cm3, 0,1% e 0,01, respectivamente.
6.3 	Apresentar as dimensões do permeâmetro utilizado e o gráfico da velocidade em função do gradiente hidráulico, conforme disposto no item 5.2.
6.4 	Por último, registrar as características da água utilizada nos ensaios e qualquer tipo de anormalidade como a segregação de solo, por exemplo.
7.	CONCLUSÕES
De acordo com Adriana Aguiar (2001), os ensaios de permeabilidade proporcionaram melhor representatividade dos resultados, redução dos custos de ensaios e o aperfeiçoamento dos aparelhos de medição, tornando-os mais práticos e de fácil utilização.
Este relatório discorreu acerca do roteiro de execução do ensaio à carga constante sistematicamente conforme instrui a NBR 13292, onde é feita uma coleta de amostra de solo sob condições controladas e esta é preparada e submetida a ensaios de carga constante, além de instruções de manuseio do permeâmetro, métodos de cálculos e forma de apresentação dos resultados.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13292 - Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante. Rio de Janeiro. 1995.
SUPO, Kathia. Desenvolvimento de permeâmetro de vazão constante de campo. 2008. 92f. Dissertação de mestrado - Pontifícia Universidade Católica, Rio de Janeiro, 2008.
AGUIAR, Adriana. O emprego do permeâmetro de guelph na determinação da
permeabilidade do solo, de camadas de lixo e sua cobertura. 2001. 67f. Tese de pós-graduação – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2001.