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Compactao dos Solos Definio e Importncia
Curva de Compactao Ensaio de Compactao Equipamentos de Compactao Controle de Compactao ndice de Suporte Califrnia (ISC) ou California
Bearing Ratio (CBR)
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Definio e Importncia dacompactao
A compactao entendida como ao mecnica por meio da qualse impe ao solo uma reduo de seu ndice de vazios.
Diferena entre adensamento e compactao.
O efeito da compactao resulta na melhoria das qualidades
mecnicas e hidrulicas do solo: resistncia ao cisalhamento;compressibilidade; permeabilidade.
O ndice final de vazios do solo decorrente do tipo e esta do solo,
antes da compactao e da energia aplicada durante o processo.
Os tipos de compactao usuais podem ser manuais ou mecnicos.
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Curva de compactao
Proctor (1933) relao entreo peso especfico seco e o teorde umidade
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Curva de compactao efeito daenergia de compactao
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Curva de compactao efeito dotipo de solo
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Ensaio de compactao Cilindro de 1000 cm3 de volume,
com um soquete de 2,5 kg, alturade queda de 30 cm
O solo colocado em trscamadas.
Aplicar 25 golpes do soquete. Escarificar a superfcie
As espessuras finais das trscamadas devem ser quase iguais.
O topo da terceira camada, apsa compactao dever estarrasante com as bordas do cilindro.
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Energia de compactao no ensaioA energia aplicada pelo ensaio normal de compactao
dada pela formula:
E = (p.L.n.N) / V
em que:E = energia aplicada ao solo, por unidade de volumep = peso do soqueteL = altura de queda do soquete
n = nmero de camadasN = nmero de golpes aplicados a cada camadaV = volume do cilindro
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Energia de compactao no ensaioE = energia aplicada ao solo, por unidade de volumep = peso do soquete
L = altura de queda do soqueten = nmero de camadasN = nmero de golpes aplicados a cada camadaV = volume do cilindro
Ensaio P(kgf)
L (m) n N V(10-3 m3)
EC(102
kgf/m2)
Normal 2,5 0,305 3 25 1,000 5,60
Intermedirio 4,5 0,457 5 25 2,065 12,60
Modificado 4,5 0,457 5 55 2,065 26,60
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Ensaio de compactao O solo a ser ensaiado dever apresentar um teor de umidade
inferior ao timo previsto.
Aps a compactao, deve-se anotar a massa do corpo de provapara determinao da massa especifica e retirar trs pores dosolo, para determinao do teor de umidade.
Em seguida, adiciona-se uma quantidade de gua ao solo,suficiente para elevar, em relao ao ponto anterior, o seu teor deumidade, em torno de 2%.
Repete-se a tcnica descrita.
O ideal ser tomar de 4 a 5 pontos de forma que se possam ter doispontos abaixo e dois acima do teor timo.
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Material para o ensaio Adio de gua ao solo
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Homogeneizao do solo Colocao do solo no cilindro
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Compactao do soloRemoo do colar eaparo do solo excedente
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Pesagem do conjuntosolo+cilindro
Remoo da amostra do cilindro
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Determinao do teor de umidadesolo retirado do topo e da base da amostra
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Ensaio de compactao De posse dos pares de valores, massa especifica do solo e teor de
umidade, pode-se calcular a massa especfica seca mediante a
conhecida relao:
d = / (1+w)
Com os pares de valores d x w traa-se a curva de compactao e
determina-se o teor timo e o peso especfico seco mximo.
Traam-se tambm as curvas de saturao (Figura 1.59), que podemser calculadas, a partir da frmula:
d
= s
. Sr
. s
/ (Sr
. w
+ s
w)
O ensaio pode ser realizado com ou sem reso do material.
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Tipo de solo Valores tpicos
d, max
(g/cm3) wot(%)
Areia bem graduada SW 2,2 7
Argila arenosa SC 1,9 12
Areia mal graduada SP 1,8 15
Argila com baixaplasticidade
CL 1,8 15
Silte no-plstico ML 1,7 17Argila com altaplasticidade
CH 1,5 25
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Compactao no campo Soquetes
Manuais
Mecnicos
Placas vibratrias
Rolos compactadores estticosLisoP de carneiroPneumtico
Rolos compactadores vibratriosLisoP de carneiro
Rolo compactador pneumtico
Rolo compactador liso
Rolo p de carneiro
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Controle de compactao O solo trazido das reas de emprstimos deve ser espalhado
uniformemente sobre a rea a ser aterrada, em espessuras tais
que, aps a operao de compactao, atinjam as especificadas.
Geralmente, quanto mais finas, haver melhoria no s dacompactao como tambm do controle.
Uma faixa ideal de espessura deve situar-se entre 20 a 30 cm,chegando a um mximo de 45 cm.
A escolha do tipo de equipamento e do nmero de passadas podeser feita em aterros experimentais, os quais podem mesmo ser as
primeiras camadas da obra a ser construda.
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Controle de compactao Aps definidos a espessura da camada, o tipo de equipamento e o
nmero de passadas, restaria apenas manter o solo tanto quanto
possvel perto da unidade tima, a fim de que se pudesse obteruma alta eficincia na operao de compactao.
Tem repercusses bastante srias, sob o aspecto de
comportamento, o fato de a eficincia de compactao no atingiras vizinhanas do ponto mximo.
wcampo > wot : baixa resistncia e alta deformabilidade.
wcampo < wot : alta resistncia e baixa deformabilidade analisar orisco de saturao.
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Controle de compactao Grau de compactao:
GC = (dcampo/dmx) . 100 (%)
Desvio de umidade:
w = w - wot
Na prtica, o projetista, estabelece determinado grau decompactao e um desvio de umidade (GC = 95% do ensaio de
Proctor Normal e w = 2% em torno da umidade tima, porexemplo) que devem ser conseguidos no campo.
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Controle de compactao A obteno da massa especfica do aterro:
- cravando-se no aterro um cilindro biselado, de volume conhecido,registrando-se o seu peso;
- abrindo-se um furo sobre a camada com a pesagem do material escavadoe medio indireta do volume do furo aberto. Para isso preenche-se o furo
com areia de massa especifica conhecida ou com um lquido, introduzidono interior de uma membrana deformvel.
A obteno do teor de umidade: estufa, alcool, frigideira, speedy, microondas
S possvel lanar uma nova camada no aterro, aps ter-se conseguido,na camada anterior, os valores de GC e w especificados
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Controle de compactao Mtodo do
Cilindro de CravaoDeterminar o peso do
cilindro biseladoMontar o conjunto
sobre superfcie planaAplicar golpespara cravar o
cilindro
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Controle de compactao Mtodo do
Cilindro de Cravao
O cilindro deve ser cravadoat a marca de referncia
na sapata
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Controle de compactao Mtodo do
Cilindro de Cravao
O cilindro deve ser cravadoat a marca de referncia
na sapata
Remover o solo em torno docilindro e retirar o conjunto(cilindro e sapata), mantendo aamostra inteira.
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Controle de compactao Mtodo do
Cilindro de Cravao
Desconectar a sapatae o cilindro
Nivelar as extremidades
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Controle de compactao Mtodo do
Cilindro de Cravao
Retirar o excesso lateral
Pesar o conjunto cilindro e solo
Retirar a amostra do cilindro, usando oextrator e determinar o teor de umidade
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Controle de compactao Mtodo do
Cilindro de Cravao
P1 = peso do cilindroP2 = peso do cilindro + solo
w = teor de umidadeV = volume do cilindro = peso especfico do solo no campod = peso especfico seco do solo no campodmx = peso especfico seco mximo
GC = grau de compactao
V
PP21
=
wd
+
=
1
100*dmx
d
GC
=
-
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Controle de compactao Mtodo do
Frasco de AreiaAREIA CALIBRADA
Lavar a areia na #30
Usar a areia que passa na #16 e retida na #30
Encher o cilindro com a areia erasar a superfcie com uma rgua
Pesar o conjunto cilindro + base +areia
Obter o peso da areia no cilindro(Pa)
Calcular o peso especfico daareia:
V
Pa
areia=
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Controle de compactao Mtodo do
Frasco de Areia
Pesar o conjuntofrasco + areia P1
- Colocar a bandeja perfuradasobre uma superfcie plana;- Abrir o funil at preencher a
cavidade
Pesar o conjuntofrasco + areia P2
Clculo da quantidade de areia no funil: Q = P1 - P2
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Controle de compactao Mtodo do
Frasco de Areia
- Colocar a bandejasobre a superfcie(plana)
- Fazer um furoseguindo o orifcio dabandeja (prof. 15 a 20cm)
- Colocar o soloescavado na bandeja- Pesar o solo retiradodo furo - Psolo
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Controle de compactao Mtodo do
Frasco de Areia
- Colocar o conjuntosobre a bandeja
- Abrir o registro e encher o furo + funil- Pesar o conjunto aps o ensaio P2- Determinar o teor de umidade
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Controle de compactao Mtodo do
Frasco de Areia
- Recolher a areia contida no furo
- Peso da areia no furo e no funil:P3 = P1 P2
- Peso da areia no furoP4 = P3 Q
- Volume de solo
- Peso especfico do solo
- Peso especfico seco
Areia
solo
P
V
4
=
solo
solo
V
P=
wd
+
=
1
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CBR ndice de Suporte Califrnia ISC e CBR (California Bearing Ratio)
final da dcada de 1920 para avaliar o potencial de ruptura do
subleito, uma vez que era o defeito mais freqentemente observadonas rodovias do estado da Califrnia naquele perodo.
Ensaio penetromtrico toma como referncia a resistncia de ummaterial granular eu apresentava bom comportamento que erautilizado na California.
O CBR a relao entre as resistncias do material estudado e ado material padro.
Ex.: CBR = 20 %. A resistncia a penetrao do material 20% domaterial padro.
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CBR Procedimento de ensaio moldagem do corpo-de-prova: solo ou material passado na peneira
, compactado na massa especfica e umidade de projeto, em um
molde cilndrico de 150mm de dimetro e 125mm de altura, providode um anel complementar de extenso com 50mm de altura .
imerso do corpo-de-prova: quatro dias sobrecarga-padro de10lbs sobre o corpo-de-prova, que corresponde a 2,5 polegadas de
espessura de pavimento sobre o material. Fazem-se leituras pormeio de um relgio comparador, a cada 24 horas, calculando-se aexpanso axial do material em relao altura inicial do corpo-de-prova;
penetrao do corpo-de-prova: feita atravs do puncionamento naface superior da amostra por um pisto com aproximadamente50mm de dimetro, sob uma velocidade de penetrao de1,25mm/min.
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CBR Procedimento de ensaioMoldar ocorpo de
prova
Inverter o cilindroFixar o cilindro no prato
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CBR Procedimento de ensaioColocar o pratoperfurado e a haste de
expanso no espao dodisco espaador
Fixar o extensmetro no trip a
este a borda superior do cilindro
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CBR Procedimento de ensaioColocar o conjunto em um recipiente com gua at cobrir aamostra
Zerar o extensmetro com ahaste e fazer a leitura inicial
Fazer leitura a cada 24 h
A expanso a relao entre adiferena de leitura e a altura inicialdo corpo de prova
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CBR Procedimento de ensaio
Retirar o molde de dentro dotanque
Retirar o trip com relgiocomparador e sobrecargas
Inclinar o cilindro sobre ocolarinho para o escoamentodurante 15 minutos
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CBR Procedimento de ensaio
Colocar a sobrecarga de 4.536 g
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CBR Procedimento de ensaio
Colocar o conjunto naprensa
Zerar o relgio comparador Aplicar a carga coma velocidade de1,27 mm/min.
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O CBR final ser o maior dos valores obtidos naspenetraes de 0,1 (2,54 mm) e 0,2 (5,08 mm)
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