Ensaios Edométricos

Os ensaios edométricos simples e duplos foram realizados no laboratório de solos da Universidade Católica de Pernambuco, utilizando prensas tipo Bishop, convencional com sistema de carregamento através de pesos em pendural, com relação de braço 1:10, e

células edométricas do tipo anel fixo. As leituras das deformações foram acompanhadas por meio de extensômetro com sensibilidade de 0,01mm. O corpo de prova compactado no anel era colocado sobre o papel filtro, assente sobre a pedra porosa (seca ao ar) e o conjunto, montado na célula edométrica. Uma tensão mínima de 3,75kPa foi aplicada ao sistema, no início dos ensaios edométricos simples e duplos, para o assentamento e para a leitura inicial do processo de deformação, logo o recalque resultante dessa tensão era atribuído à acomodação do sistema, não sendo considerado para fins de cálculo das deformações. Na fase de inundação dos ensaios, utilizou-se como permeante água destilada, sendo a vazão de inundação de 0,25 ml/s, esta entrada do permeante na célula era controlada por meio de uma bureta graduada de 0,1 ml, com uma torneira regulável de vidro em sua extremidade.

Para a avaliação do potencial de colapso (CP%) utilizou-se a seguinte Equação: CP (%) = ∆ x 100% Equação 4

Onde: CP é o potencial de colapso; ∆H é a variação da altura do corpo de prova devido à inundação; Hi é a altura do corpo de prova antes da inundação.

3.4.1 Ensaios Edométricos Duplos

Para os ensaios edométricos duplos, duas condições de carregamento foram experimentadas, uma com umidade natural (umidade constante), e outra com o corpo de prova previamente inundado. Na primeira condição realizou-se toda a seqüência descrita para o ensaio edométrico simples, com carregamento até 640 kPa, porém sem a inundação do solo. Na segunda condição, estando o corpo de prova sob uma tensão mínima de 3,75 kPa, procedeu-se a sua inundação, as deformações eram acompanhadas até a estabilização. Após 24 horas da inundação, eram iniciados os estágios de carregamento, aplicando-se as tensões verticais da mesma forma incremental dos ensaios edométricos simples (∆σ/σ= 1), iniciando-se com 10 kPa até a tensão de 640 kPa. Nas duas condições após 24 h do último estágio de carregamento, eram feitos os descarregamentos nas tensões de 160, 80, 40 e 20kPa. Cada estágio durou um período de 1h.

3.4.2 Ensaios Edométricos Simples

As tensões verticais foram aplicadas de forma incremental (s/s = 1), sendo os corpos de prova inundados, nas tensões de 10, 20, 40, 80, 160, 320 e 640 kPa. O tempo de duração de cada estágio de tensão foi determinado de forma que a deformação entre dois intervalos de tempo consecutivos fosse inferior a 5% da deformação total do solo, ocorrida até o tempo anterior. Caso esse tempo fosse inferior à uma hora, deixava-se por pelo menos uma hora. A inundação foi feita da base para o topo da célula e as deformações decorrentes desta foram acompanhadas até a estabilização; as leituras foram feitas durante 24 horas, nos tempos de 0; 0,10; 0,25; 0,50; 1; 2; 4; 8;15; 30; 60; 120; 240; 480 e 1440 minutos. Ao final do ensaio, as células eram drenadas e desmontadas e os corpos de prova pesados, uma pequena quantidade de solo era colocado em cápsulas e, posteriormente, na estufa para determinação da umidade final do corpo de prova.

3.5 Ensaio de Avaliação da Resistência de Ponta Através do Penetrômetro Estático em Lisímetros

A avaliação da resistência de ponta foi realizada em amostras compactadas em lisímetros. Para a realização do ensaio foi utilizado o penetrômetro estático com as seguintes características: anel dinamométrico de 500,00 kgf (que foi utilizado pela necessidade de aplicação de uma maior tensão), área da base do cone de 3,80 cm² e diâmetro da haste que penetra no solo: 1,91 cm. Devido ao diâmetro da base do lisímetro (143,70 mm), a área da base do cone teve que ser reduzida para 3,80 cm², de modo a evitar a interferência do efeito de confinamento do bordo na realização do ensaio.

Como este equipamento originalmente foi confeccionado para utilização em campo, algumas adaptações foram feitas para os ensaios de laboratório, tais como: fixação da haste em um macaco mecânico e este em uma prensa hidráulica. O uso do macaco mecânico possibilitou que a haste fosse introduzida no corpo de prova em várias profundidades para obtenção da resistência de ponta.

Foram feitos 2 furos em cada corpo de prova, para obter a média da resistência a penetração do solo. O espaçamento entre as duas verticais era superior a 3,5 o diâmetro

do cone. A haste do equipamento foi marcada a cada 40 mm (altura do cone) para obtenção da profundidade que o cone estava penetrando, chegando a profundidade máxima de 400 mm. A cada marcação eram feitas as leituras no anel dinamométrico e anotadas na planilha de ensaio as divisões registradas no mesmo. Após a determinação da resistência de ponta na primeira vertical e remoção da haste do cone, o furo era preenchido com o mesmo solo antes de realizar as determinações na segunda vertical.

Devido a limitação de logística do laboratório e tamanho dos corpos de prova, não foi possível realizar a inundação das amostras em lisímetro, sendo essas somente avaliadas nas umidades de moldagem descritas anteriormente.

A Figura 25 demonstra as etapas do ensaio de penetração. Na Figura 25(a) tem-se o penetrômetro montado na prensa hidráulica. A cravação do cone é mostrada na Figura 25(b), por último, na Figura 25(c) a visão do corpo de prova após o primeiro furo.

Figura 25 – Ensaio de Penetração Estática

O valor do deslocamento medido no anel foi transformado em força pela equação de calibração do anel dinamométrico (Equação 5).

Onde, Fq é a força necessária para penetração do cone no solo (kgf) e x é o nº de divisões marcado no extensômetro após o deslocamento (mm). Para obter a resistência de ponta (Pq) divide-se a força Fq pela área da base do cone, A=3,80 cm², conforme a Equação a seguir:

P =

=

,

(

)

3.6 Ensaios de Avaliação da Resistência de Ponta em Solo Inundado em Cilindro