ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS1.Introdução A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por aplicação de alguma forma de energia (impacto, vibração, compressão estática ou dinâmica). Seu efeito confere ao solo um aumento de seu peso específico e resistência ao cisalhamento, e uma diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. Através do ensaio de compactação é possível obter a correlação entre o teor de umidade e o peso específico seco de um solo quando compactado com determinada energia. O ensaio mais comum é o de Proctor (Normal, Intermediário ou Modificado), que é realizado através de sucessivos impactos de um soquete padronizado na amostra. 2.Objetivo Proceder a realização do ensaio de compactação tipo Proctor Normal, com a reutilização do solo, para a obtenção de sua curva de compactação. 3.Equipamentos Os principais equipamentos são: Almofariz e mão com borracha; Peneira no.4 (4,8mm); Balança; Molde cilíndrico de 1000cm3, com base e colarinho; Soquete cilíndrico; Extrator de amostras; Cápsulas para determinação de umidade; Estufa. 4.Preparação da Amostra - Toma-se uma certa quantidade de material seco ao ar e faz-se o destorroamento até que não haja torrões maiores que 4,8mm; - Peneira-se a amostra na peneira no.4 (4,8mm) e em seguida determina-se sua umidade higroscópica. 5.Procedimento - Adiciona-se água à amostra até se verificar uma certa consistência. Deve-se atentar para uma perfeita homogeneização da amostra; - Compacta-se a amostra no molde cilíndrico em 3 camadas iguais (cada uma cobrindo aproximadamente um terço do molde), aplicando-se em cada uma delas 25 golpes distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada, com o soquete caindo de 0,305m; - Remove-se o colarinho e a base, aplaina-se a superfície do material à altura do molde e pesa-se o conjunto cilindro + solo úmido compactado; - Retira-se a amostra do molde com auxílio do extrator, e partindo-a ao meio, coleta-se uma pequena quantidade para a determinação da umidade; - Desmancha-se o material compactado até que possa ser passado pela peneira no.4 (4,8mm), misturando-o em seguida ao restante da amostra inicial (para o caso de reuso do material); - Adiciona-se água à amostra homogeneizando-a (normalmente acrecenta-se água numa quantidade da órdem de 2% da massa original de solo, em peso). Repete-se o processo pelo menos por mais quatro vezes. γs.Peso específico seco máximo (γdmáx) .Se usássemos um soquete mais pesado e caindo de uma altura maior.Curva de compactação . D698-70 e D1557-70 da ASTM.γw) Sr .Umidade γs .relaciona o peso específico seco com a umidade.é o teor de umidade correspondente ao peso específico máximo.é a ordenada máxima da curva de compactação. .γw)/(w.Peso específico úmido: γ = [(Peso Cilindro + Solo Úmido) . em abicissas.Grau de saturação w .Por que o ramo úmido da curva não chega a tangenciar a curva Sr = 100%? . os teores de umidade correspondentes (w).(Peso Cilindro)]/(Volume Cilindro) .Traçar as curvas de saturação a 80% e a 100% e determinar o grau de saturação do material à umidade ótima. T99-70 e T180-70 da AASHTO.Relatório e Questões .Peso específico seco: γd = (γ . em que posição ficaria a curva de compactação em relação a curva original? . .Resultados . .é obtida marcando-se. em função do grau de saturação. os valores dos pesos específicos secos (γd) e.Referências NBR-7182 da ABNT.6.Quais as fontes de erro desse ensaio? . mostrando os ramos seco e úmido e determinando o peso específico seco máximo e a umidade ótima. em ordenadas. 7. 9.Peso específico da água.Peso específico seco em função do grau de saturação: γd = (Sr.Curvas de saturação . .Umidade ótima (wot) . 8.Peso específico das partículas sólidas γw .100)/(100 + w) .A partir dos dados de ensaios apresentados. .Qual a energia de compactação do ensaio em kilojoules por m3? .Cálculos . traçar a curva de compactação.γs+Sr. N.04 69.Volume do cilindro .45 79.40 84.76 32.500g ALTURA DE QUEDA: 30.70 43.78 71.h.Altura de queda do soquete N .93 92.14 88.Número de golpes por camada n .95 50.61 38.5 cm DETERMINAÇÕES Peso Cilindro + Solo Úmido (g) Peso Solo Úmido (g) Peso Específico (g/cm3) Peso Específico Seco (g/cm3) Peso Específico Seco (kN/m3) 01 4.Número de camadas V .380g DIÂMETRO: 10.08 49.Peso do soquete h .56 81.560 Peso Cápsula + Solo Úmido (g) Peso Cápsula + Solo Seco (g) Peso da Cápsula (g) Peso de Água (g) Peso Solo Seco (g) Teor de Umidade(%) 73.87 38.10 74.87 89.590 06 4.550 05 4.90 84.260 02 4.ENSAIO DE COMPACTAÇÃO .360 03 4.0 cm ALTURA: 12.75 cm VOLUME: _______ cm3 PESO DO SOQUETE: 2.PROCTOR NORMAL FICHA DE ENSAIO PESO DO CILINDRO: 2.450 04 4.39 Energia de Compactação: E = (P. onde: P .94 66.n)/V. Disco espaçador. soquete de 4.Adiciona-se água até atingir a umidade prevista para o ensaio (normalmente a umidade ótima). Balança. Extensômetro mecânico ou transdutor elétrico de deslocamento. . Cápsulas para umidade.01mm. .1”e 0. Obs: Entre o prato perfurado e o solo coloca-se outro papel-filtro. e fornece indicações da perda de resistência do solo com a saturação. Papel-filtro. Prensa com anel dinamométrico ou com célula de carga elétrica. Apesar de ter um caráter empírico. 5.Expansão . cobrindo-o com papel filtro.Objetivo Determinar o Índice Suporte Califórnia e a expansão do solo ensaiado. .Destorroa-se a amostra e faz-se o peneiramento na peneira de 19mm.Introdução O Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR . invertendo-se o cilindro. Através do ensaio de CBR é possível conhecer qual será a expansão de um solo sob um pavimento quando este estiver saturado.Coloca-se o disco espaçador no cilindro. Estufa.ENSAIO DO ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR) 1. Prato perfurado com haste central ajustável. . entre a pressão exercida por um pistão de diâmetro padronizado necessária à penetração no solo até determinado ponto (0.Equipamentos São os seguintes os equipamentos utilizados nesse ensaio: Molde cilíndrico grande com base e colarinho. 4.Realiza-se leituras de deformação (expansão ou recalque) com aproximação de 0.California Bearing Ratio) é a relação. Peneira de 19mm. em percentagem. Tanque de imersão. .2”) e a pressão necessária para que o mesmo pistão penetre a mesma quantidade em solo-padrão de brita graduada.Procedimento Experimental 1. . de tal forma que a água banhe o material tanto pelo topo quanto pela base. substitui-se o disco espaçador pelo prato perfurado com haste de expansão e pesos. 2.Determina-se a umidade higroscópica.Imerge-se o cilindro com o corpo de prova e sobrecarga no tanque durante 96 horas. o ensaio de CBR é mundialmente difundido e serve de base para o dimensionamento de pavimentos flexíveis. a cada 24h. . Esse peso ou sobrecarga corresponderá ao do pavimento e não deverá ser inferior a 4.Compacta-se o corpo de prova à umidade ótima (05 camadas e 55 golpes do soquete caindo de 45cm) e. 3.Seca-se a amostra ao ar e faz-se a pesagem. Prato-base perfurado.5kg.Preparação da Amostra .5kg. altura inicial do corpo de prova.Cálculos Para calcular a expansão (%) do solo num dado instante usa-se o quociente: [(h . deixa-se escorrer a água do corpo de prova durante 15 minutos e pesa-se o cilindro + solo úmido. será o maior dos dois valores encontrados correspondentes às penetrações de 2. .Construir a curva carga x penetração e determinar o CBR (comparar os CBRs para 2. Esse ponto de interseção será a nova origem.Resultados O resultado final para o CBR determinado.Aplica-se o carregamento com velocidade de 1.deformação até o instante considerado.0mm). em ordenadas às penetrações.5 e 5. bons subleitos são aqueles que apresentam expansões inferiores a 3%. ar cargas associadas às penetrações de 2.Referências NBR-9895/ABNT. Se a curva apresentar ponto de inflexão. 8. T193-83/AASHTO.Determinar as expansões para cada instante. molde cilíndrico com corpo de prova e sobrecarga. 9.Instala-se o conjunto.5 e 5. provocando assim uma translação no sistema de eixos. D1883-73/ASTM. 6.0mm. Com os pares de valores da fase de penetração. Obs: A pressão a ser utilizada será a carga obtida dividida pela área do pistão. Cálculo do CBR: CBR = [(Pressão encontrada)/(Pressão padrão)].100. até que intercepte o eixo das abscissas. onde: (h .100. na prensa.Terminada a “saturação”. zerando-se em seguida os extensômetros.27 mm/min. traça-se o gráfico que relaciona a carga. 2.Penetração .Assenta-se o pistão da prensa na superfície do topo do corpo de prova. . traça-se por ele uma reta seguindo o comportamento da curva. o aluno deverá: .5 e 5.hi) .. . Do gráfico obtém-se.Quais são as possíveis fontes de erro do ensaio? . .0mm. nas abscissas. .hi)/hi]. O presente solo atende esse requisito? .Relatório e Questões A partir das informações contidas em ficha anexa. 7. anotando-se a carga e a penetração a cada 30 segundos até decorridos o tempo de 6 minutos. por interpolação.Em rodovias. 335 0.44 5.DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA FICHA DE ENSAIO EXPANSÃO: TEMPO (h) 00 24 48 72 96 LEITURA (mm) 00 0.300 0.54 3.71 6.4 cm2 Pressão-padrão para penetração de 2.81 4.08 5.7cm PENETRAÇÃO: PENETRAÇÃO (mm) 0.190 0.355 EXPANSÃO (%) Altura do corpo de prova = 12.35 CARGA (kg) -28 28 56 56 84 112 142 170 196 PRESSÃO(kg/cm2) Área do pistão = 19.63 1.5mm = 70 kg/ cm2 Pressão-padrão para penetração de 5.0mm = 105 kg/ cm2 .17 3.27 1.90 2.