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Notas de aula do Profº André Pereira Lima - Assunto: Compactação dos solos - UVA
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Compactação dos SolosCompactação dos Solos
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVILDisciplina: Obras de terra (CIV 8305)Turma 1CIV37A
Prof. André Pereira Lima
3. Compactação dos Solos:3.1) Introdução:
COMPACTAÇÃO Processo manual ou mecânico que visa
reduzir o volume de vazios do solo, melhorando suas
características de resistência, deformabilidade e
permeabilidade, tornando-o mais estável.
Compactação dos Solos:3.1) Introdução:
Na prática: Melhoria do solo local qdo não apresenta as
condições requeridas pela obra (pouco resistente, muito
compressível).
Compactação um método de estabilização e melhoria das
propriedades geotécnicas do solo. Outros: mistura solo-
cimento, misturas solo-cal, etc.).
Objetivo Obtenção de um solo, de tal maneira estruturado, que
possua e mantenha um comportamento mecânico adequado
ao longo de toda a vida útil da obra
quanto ao meio adensamento --> expulsão de água compactação --> expulsão de ar
quanto ao tempo adensamento --> lento compactação --> rápido
Compactação dos Solos:3.2) Diferença em relação ao Adensamento:
Compactação dos Solos:3.3) Aplicações:
Barragens de terra (estanqueidade e estabilidade)
Compactação dos Solos:3.3) Aplicações:
Aterros Rodoviários (estabilidade, ausência
recalques)
Reaterros em Muros de Contenção
Compactação dos Solos:3.4) É função de 4 variáveis:
• densidade seca, d• teor de umidade, w%• E = energia (incluído método de
compactação, no. de passadas)• tipo de solo (gradação, presença de
argilo-minerais)
Compactação dos Solos:3.5) Ensaio de Compactação
(ABNT NBR 7182):
Ensaio lab: Ralph Proctor (1933).
Energia de Compactação (E)
Proctor Normal
Cilindro de Compactação (1000ml)
Função = (d, w%, E, solo)
Das, 1998
3.5) Ensaio de Compactação (ABNT NBR 7182):
Equipamentos do Ensaio Proctor Normal
Compactação dos Solos:3.5) Ensaio de Compactação (ABNT NBR 7182):
Curva de Compactação
Ramo ÚmidoRamo Seco
Curva de Saturação (S=100%)
S<100%
S>100% (impossível)
3.6) Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR)
Generalidades: ensaio base de método de dimensionamento
de pavimentos rodoviários origem: EUA, 1939, Eng. Porter Brasil, década de 60, Eng. Murilo Lopes
Compactação dos Solos:
Ensaio:- princípio:
Procura-se obter um número (CBR) que expressa uma relação entre o solo em estudo e um solo padrão. A resistência é expressa pela pressão necessária para se fazer penetrar um pistão cilíndrico de certo diâmetro dentro do solo (em estudo) previamente compactado.
3.6) Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR)
Procedimento: O ensaio é executado sobre um solo compactado nas condições de umidade ótima e peso específico seco máximo do Proctor Modificado, moldado num cilindro especial (CBR)
3.6) Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR)
1a. Etapa: compactação
2a. Etapa: saturação e medida da expansão, 4 dias com
sobrecarga limites
1% --> base 2% --> subbase 3% --> subleito
3a. Etapa: determinação do CBR
prensa; disco vazado; velocidade 1,25 mm/min
3.6) Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR)
Medidas penetração pressão
pressões padrão 0,1” -- 70 kgf/cm² 0,2” -- 105 kgf/cm²
Cálculo do CBR
3.6) Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR)
Resultados(Ensaio de Compactação):
Resultados (Ensaio de CBR):
Compactação dos Solos:3.7) Energia de Compactação - Ensaios PN, PM e PI:
Ensaio (PI) e (PM) devido a novos equip. campo de grande porte:
possibilidade elevar E maior velocidade na construção de aterro.
Compactação dos Solos:3.8) Fatores que afetam a Compactação
- Influência da Energia de Compactação (mesmo solo):
Compactação dos Solos:3.8) Fatores que afetam a Compactação
- Influência do tipo de solo:
Compactação dos Solos:
3.8) Fatores que
afetam a
Compactação
- Influência do tipo de
solo:
Compactação dos Solos:3.8) Fatores que afetam a Compactação
- Influência do tipo de solo:
Compactação dos Solos:3.8) Fatores que afetam a Compactação
- Influência do tipo de solo (continuação):
Holtz and Kovacs, 1981; Das, 1998
Compactação dos Solos:3.9) Influência da Compactação na estrutura dos solos argilosos:
Compactação dos Solos:3.10) Propriedades de Engenharia - Permeabilidade:
Permeabilidade:
k --> w
kmín wot
Lambe and Whitman, 1979; Holtz and Kovacs, 1981
Compactação dos Solos:3.10) Propriedades de Engenharia - Compressibilidade:
Lambe and Whitman, 1979; Holtz and Kovacs, 1981
Em baixos níveis de tensões, a amostra compactada do ladoúmido é mais compressível do que a compactada do lado seco.
Compactação dos Solos:3.10) Propriedades de Engenharia - Resistência:
Caulinita (Lambe, 1969)
Compactação dos Solos:Por que compactar na wot ???
Rolo liso
Compactação dos Solos:3.11) Equipamentos de Campo:
- Princípios são os mesmos de laboratório:
dmáx = f (solo, água, Energia aplicada pelo equipamento)
E = f (tipo e peso do equipamento, espessura da camada,
número de passadas)
Compactação no campo: pressão, impacto e/ou vibração
Compactação dos Solos:3.11) Equipamentos de Campo:
Rolo pé de carneiro
Rolo lisoRolo pneumático
Sapo mecânico
Compactação dos Solos:3.12) Controle de Compactação no Campo:
Rolo lisoRolo pneumático
Atenção para os seguintes aspectos:
• tipo de solo
• espessura da camada (não exceder 30cm, camada compactada < 20cm)
• entrosamento entre as camadas
• número de passadas – f (solo, equipamento disponível).
Em geral de 8 a 12. Com 15 passadas revisar especificações
• tipo de equipamento
• umidade do solo (mais próximo da wot)
• grau de compactação alcançado
Compactação dos Solos:3.12) Controle de Compactação no Campo:
Rolo liso
Procedimento usual de controle da compactação
i) Amostra coletada da área de empréstimo
Ensaio de Compactação no Laboratório: d máx. e wot
ii) No campo, em cada camada compactada, atender:
wcampo – 2% < wot < wcampo + 2% (por exemplo)
wcampo aparelho Speedy / “Frigideira” e d h (frasco de areia)
Grau de Compactação: Gc = sempre > 95%
iii) Se as especificações não forem atendidas solo revolvido e uma nova
compactação deverá ser efetuada.
3.12) Controle de Compactação no Campo:
Frasco de Areia (h):
Método Speedy (w%):
Método Frigideira (w%):
3.12) Controle de Compactação no Campo:
3.12) Controle de Compactação no Campo – Frasco de Areia:Um pequeno buraco de 6”(15cm) por 6”(15cm) deprofundidade é cavado no material compactado aser testado. O material é removido e pesado,então é seco e pesado novamente paradeterminar o seu teor de umidade. A umidade dosolo é apresentada como uma porcentagem. Ovolume específico do buraco é determinado peloseu enchimento com areia seca proveniente deum dispositivo de jarro e cone. O peso seco dosolo removido é dividido pelo volume de areianecessária para encher o buraco, obtendo-se adensidade do solo compactado. Esta densidadeé comparada à densidade máxima de Proctorobtida anteriormente, o que nos dá a densidaderelativa do solo que acabou de ser compactado.
Exercícios (lista):Num ensaio de compactação de Proctor (laboratório) foram obtidos os seguintes valores:
w% 9,8 12,6 15,6 18,1 22,4d (kN/m3) 15,9 18,8 18,5 17,5 15,6
Desenhar a curva d = f (w), determinando a umidade ótima (wot) e o peso específico máximo (d máx) – Sugestão: Fazer em escala.
Sabendo-se que a camada de solo compactado apresentou os seguintes valores de controle no campo: Densidade úmida = 18,9kN/m3
Teor de Umidade = 14,5%
E que as especificações técnicas exigem um Grau de Compactação mínimo de 95% e desvio de umidade ± 2%, pergunta-se:
Exercícios:Você vai executar um aterro compactado onde, a partir de uma série de cinco ensaios de compactação (Proctor Normal), foram obtidos os seguintes resultados:
Teor de Umidade (%) 20,2 21,4 22,5 23,4 25,6
Peso do Cilindro + Solo Úmido (g) 5037 5115 5162 5173 5160
O volume e o peso do cilindro são, respectivamente, 0,942 litros e 3375 g.
Pergunta-se:
Traçar a curva de compactação do material, determinando o valor do teorde umidade ótima e densidade seca máxima.
Dúvidas ???...até a próxima aula!
Não se esqueçam dos exercícios !!!!
Dúvidas ???...até a próxima aula!
Não se esqueçam dos exercícios !!!!
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