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Universidade PaulistaInstituto de Ciências Exatas e Tecnologia

Departamento de Engenharia CivilProfessora Moema Castro, MSc.

C O M P L E M E N T O S D E M E C Â N I C A D O S S O L O S E F U N D A Ç Õ E S

COMPACTAÇÃO DOS SOLOS

A U L A 05

1

G o i â n i a , 2 0 1 6 / 2 .

A U L A 05

Aula 05 - Notas de aula cedidas pelo Prof. MSc. Victor S. Terra

Material de apoio

� Curso básico de mecânica dos solos (CarlosSouza Pinto, Oficina de Textos, 2006);

2

Souza Pinto, Oficina de Textos, 2006);


Compactação

Ensaios de Compactação

Compactação no

3

Compactação no campo

Valores típicos

Influência da energia de compactação

Estrutura dos solos compactados

Exercicio

Sumário

Exercicio


Compactação

E n t e n d e- s e p o r compactação d e u m s o l o a r e d u ç ã o

r á p i d a d o í n d i c e d e v a z i o s p o r m e i o d e p r o c es s os

m e c â n i c o s , f a c e à c o m p r e s s ã o o u e x p u l s ã o d o a r d o s p o r o s .

4

m e c â n i c o s , f a c e à c o m p r e s s ã o o u e x p u l s ã o d o a r d o s p o r o s .


Objetivos Aplicação

5

Compactação

� Aumentar contato entre grãos;

� Reduzir volume de vazios;

� Gerar material mais homogêneo;

� Estabilização de maciços terrosos;

� Pavimentação;

� Barragens de terra;

� Aterros.


� Aumentar a resistência;

� Reduzir a permeabilidade, a compressibilidade e a absorção de água

Compactação6

� Fatores que afetam a compactação:� Energia

� Umidade

� Na compactação, as quantidades de partículas e águapermanecem constantes; o aumento da massa específicacorresponde à eliminação de ar dos vazios.


� Há, portanto, para a energia aplicada, um certo teorde umidade, denominado umidade ótima, que conduza uma massa específica seca máxima, oudensidade seca máxima.

Ensaios de Compactação7

� Os parâmetros de compactação, isto é, a densidadeaparente seca máxima e o teor de umidade ótimaaparente seca máxima e o teor de umidade ótimade um solo, não são índices físicos, pois dependem daenergia de compactação.

Tab. 1 - Energias de compactação por impacto

Designação Peso (N)Altura de

queda (cm)Número de

camadasNúmero de

golpes

Volume do cilindro

(cm³)

Energia(N.cm/cm³)

Proctor 25 30,5 3 26 1000 59


ProctorNormal (PN) 25 30,5 3 26 1000 59

ProctorNormal (PN) 45 45,0 5 12 2000 60

Intermediário (PI) 45 45,0 5 26 2000 130

Modificado (PM) 45 45,0 5 55 2000 270


� O Trabalho de Proctor (1933)

� Energias padrões de ensaio:� Energias padrões de ensaio:

� Normal:

� 5 camadas, 12 golpes/ camada;

� Intermediária:

� 5 camadas, 26 golpes/ camada;

� Modificada:


� Modificada:

� 5 camadas, 55 golpes/ camada.



10

� O ensaio é feito para 5 CPs diferentes;

� Cada CP é ensaiado com um teor de umidade de diferente;� Cada CP é ensaiado com um teor de umidade de diferente;

� Para cada CP, calcula-se:

� onde: ρd = massa específica aparente seca, em g/cm³;

100

(100 w)d

Mh

Vρ ×=

× +


� onde: ρd = massa específica aparente seca, em g/cm³;Mh = massa do solo úmido compactado, em g;V = Volume útil do molde cilíndrico, em cm³;w = Teor de umidade do solo compactado, em %


� Obtidas as massas específicaaparente seca de cada CP,plota-se os pontos referentes asplota-se os pontos referentes ascoordenadas (w; ρd) numgráfico;

� Com auxílio do MS Excel(método analítico), traça-seuma linha de tendênciaparabólica unindo os pontos


parabólica unindo os pontosensaiados;

� Obtém-se a umidade ótima(wót).


� 1° passo: Associa-se uma retaaos pontos ascendentes doramo seco;

� 2° passo: Associa-se uma retaaos pontos descendentes doramo úmido;

� 3° passo: Une-se as duas retaspor uma parábola.


� 4° passo: A umidade ótima é oponto em X referente ao pontomáximo da parábola.


� Traçadas na própria curva decompactação;

� A equação de uma curva de� A equação de uma curva desaturação é definida em funçãodo grau de saturação:

� Equação 1 – em função do graude saturação

�� =��

�� + ��


� Equação 2 – para saturação, S=1

�� =��

�� + ��

�� =��

�� + ��

Compactação no Campo

Consiste nas seguintes operações:

o Escolha da área de empréstimo;

o Transporte e espalhamento do solo;

Acerto da umidade;

14

o Acerto da umidade;

o Compactação propriamente dita;

o Controle de compactação.


15


Escolha da área de empréstimo


16


Transporte e espalhamento do solo


17


Acerto da umidade

Feita por meio de irrigação e revolvimento mecânico


18


CompactaçãoRolos pé-de-carneiro: adequados para solos argilosos.Rolos vibratórios: especialmente aplicados nos solosgranulares (areias).


Compactação no Campo19

� Controle de compactação

� Grau de compactação (GC)

� Desvio de umidade (∆w)

,

,

ap s

máxap s

GCγγ

=


campo ótw w w∆ = −

Valores típicos20

� Solos mais argilosos:� Densidade seca aparente

baixa e umidade ótimabaixa e umidade ótimaelevada;

� Areias com pedregulhos:� Densidade seca elevada e

umidade ótima baixa;


� Solos lateríticos:� Ramo seco nitidamente

mais íngreme.

Influência da Energia de Compactação21

� Umidade abaixo da ótima:� O aumento da energia de

compactação provoca o aumentoda densidade seca;da densidade seca;

� Umidade acima da ótima:� O aumento da energia de

compactação pouco interfere noaumento da densidade seca;

� Solo borrachudo – quando o solose encontra muito úmido.


� Maior energia de compactação:� Maior a densidade seca máxima e

menor umidade ótima;� Curva de compactação é deslocada

para esquerda e para o alto.

Estrutura dos Solos Compactados22

� Ramo seco

� estrutura floculada

� Ramo úmido

estrutura dispersa


� estrutura dispersa

Exercício23

� Com base nos dados de um ensaio de compactação feitocom a energia Proctor MODIFICADA, apresentados nacom a energia Proctor MODIFICADA, apresentados natabela a seguir, e sabendo que a massa específica dos grãosdo solo é 2,91 g/cm³:� Desenhe a curva de compactação, determinando a umidade ótima e a massa

específica aparente seca máxima;

� No mesmo gráfico, represente as curvas de Saturação referente a S = 100%,S = 90% e S = 80%.

� Determine o Grau de Saturação no ponto máximo da curva;


� Mantendo a energia de campo equivalente à de laboratório e sabendo que asespecificações de projeto indicam: GC = 95% e (wót – 2% ≤ w compactação ≤wót + 1%), indique entre que valores da umidade de compactação e qual ovalor mínimo da massa específica aparente seca devem ser obtidos para aconstrução de um aterro com este solo.

Exercício24

Determinação da umidade

Cápsula nº 20 10 17 39 143

Amostra úmida + cápsula (g) 75,99 77,40 62,49 64,44 70,33Amostra úmida + cápsula (g) 75,99 77,40 62,49 64,44 70,33

Amostra seca + cápsula (g) 67,47 67,54 54,23 55,48 59,49

Água (g)

Cápsula (g) 15,19 13,66 13,17 15,82 15,97

Amostra seca (g)

Umidade (%)

Ensaio de compactação

Cilindro nº 1 2 3 4 5

Amostra úmida + cilindro (g) 8459,30 8771,10 9083,00 9043,20 9052,00


Amostra úmida + cilindro (g) 8459,30 8771,10 9083,00 9043,20 9052,00

Cilindro (g) 4935,10 4792,90 4866,60 4796,70 4888,80

Amostra úmida (g)

Volume do cilindro (cm³) 2058,77 2100,33 2064,30 2085,45 2064,35

Massa específica úmida (g/cm³)

Massa específica seca (g/cm³)

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