Preparação das Amostras e Corpos de Prova

Será apresentada a preparação das amostras e dos corpos de prova para a realização dos ensaios edométricos simples e duplos e para os ensaios para avaliar a resistência de ponta em lisímetros através do Penetrômetro Estático.

3.3.1 Preparação das Amostras

As amostras deformadas do solo investigado foram coletadas em Petrolina-PE, em uma área de um Conjunto Habitacional do Programa Minha Casa Minha Vida, como descreveu

Torres (2014). Após a determinação, em laboratório, da umidade higroscópica de 0,22%, a amostra foi dividida em três partes, ou seja, uma permaneceu com umidade natural, e para que as outras duas chegassem às umidades finais de 4,00% e 7,00% respectivamente, foi adicionada água. Estas amostras foram colocadas em sacos plásticos e levadas à câmara úmida para a equalização da umidade. Após 48h, a umidade do solo era aferida em três pontos distintos da amostra do solo para verificar se estava uniformemente distribuída, se assim estivesse, iniciava-se a preparação dos corpos de prova, caso contrário, a umidade era corrigida adicionando ou retirando-se água, até atingir a umidade desejada com uma tolerância de ± 0,5%.

3.3.2 Preparação dos Corpos de Prova dos Ensaios Edométricos Simples e Duplos

Para obter parâmetros de deformabilidade relacionadas ao colapso, foram utilizados ensaios edométricos simples e duplos, com diferentes graus de compactação (80%, 85%, 90% e 95%) e umidades (0,22%, 4,00% e 7,00%). Os corpos de prova foram compactados em anéis das células edométricas, que tinham altura (h) média de 19,92 mm e área de 40 mm². Não foi possível moldar o corpo de prova na umidade natural de 0,22% e com GC = 80%, pois mesmo colocando o solo em queda livre, sem compactação, o grau de compactação ficou maior que 80%.

Para cada umidade foram calculadas as quantidades de solo necessárias para atingir os graus de compactações estabelecidos para o ensaio, e estes foram realizadas estaticamente em uma prensa com capacidade de 5tf e velocidade 0,008 mm/s. Desta maneira, o solo úmido foi colocado no anel, e este encaixado no molde de compactação, o qual apresenta altura de 2,5 vezes da altura dos corpos de prova.

O molde foi confeccionado de forma que o solo não fosse compactado além do necessário, isto foi possível devido ao sistema de segurança no topo, onde há um contato do pistão com o topo do molde, impedindo que o pistão compacte mais o solo.

A Figura 22 ilustra o processo de compactação dos corpos de prova nas umidades e graus de compactação estudados.

Figura 22 – Processo de compactação dos corpos de prova para o ensaio edométrico.

As Figuras 22(a) e 22(b) apresentam o molde dos corpos de prova juntamente com o anel de aço da célula edométrica, na Figura 22(c) o molde do corpo de prova é colocado na prensa de compactação, a Figura 22(d) apresenta o corpo de prova após passar pelo processo de compactação.

O tempo médio de duração da compactação estática foi de aproximadamente 15 minutos, e após esta, a amostra era deixada na prensa desligada por 10 minutos, onde se verificava uma pequena relaxação da tensão.

3.3.3 Preparação dos Corpos de Prova em Lisímetros para Avaliação da Resistência de Ponta

Para avaliar a resistência de ponta, em laboratório, com uso do Penetrômetro Estático, foram construídos dois lisímetros, denominados de 2B1 e 2B2, com as características apresentadas na Tabela 8. Para ajudar na compactação foram utilizados um colarinho de PVC que era acoplado ao lisímetro e um soquete Proctor.

Tabela 8 – Características dos Lisímetros

Lisímetros

h d Volume Base Cilindro Total Peso

Lisímetro

mm mm cm³ Kg Kg Kg

2B1 495,70 143,60 8.031,38 0,257 1,005 1,262

2B2 496,70 143,80 8.066,27 0,256 1,005 1,261

Os graus de compactação estabelecidos para realização dos ensaios foram de 80%, 85%, 90% e 95%, nas umidades de 0,22% (natural), 4,00% e 7,00%. Antes da moldagem dos corpos de prova com estas últimas umidades foi necessário realizar a homogeneização das amostras de solo, deixando-as em câmara úmida por 24h. Foi acrescido um percentual de 1,00% ao volume de água calculado, uma vez que no processo há perdas significativas de umidade devido à grande quantidade de solo manuseada para cada corpo de prova. A Figura 23 apresenta o processo de moldagem dos corpos de prova.

Figura 23 – Moldagem do corpo de prova em Lisímetro

a) Lisímetro de PVC com colarinho, b) Soquete, c) Corpo de prova compactado

Sabendo-se o peso específico seco máximo do solo é 18,70 kN/m³ e a umidade desejada (já equalizada), calcula-se a quantidade de solo úmido para atingir o grau de compactação desejado. O peso do solo a ser colocado em cada lisímetro foi dividido em três partes

iguais, para que a compactação fosse realizada por camada de forma dinâmica fazendo cair o soquete do Proctor Intermediário de uma altura de queda de 45,7 cm.

É importante destacar o efeito de bordo para avaliação da resistência de ponta média ao longo da profundidade. Considerando o comprimento do lisímetro divido em três partes, de 0 a 12 cm, de 12 a 36 cm e de 36 a 50 cm, verifica-se que na primeira parte (0 – 12 cm) há um efeito menor do processo de compactação (trecho de menor confinamento), havendo uma redução no valor médio da resistência de ponta, e na terceira parte (36 a 48 cm) há um efeito da base do lisímetro que é rígida, levando um maior valor da resistência média. Assim a resistência média considerada para a comparação entre os resultados de campo com os de laboratório foi da profundidade de 12 a 36 cm, exceto para w= 0,22%, que foi considerado de 12 a 32 cm, devido ao solo muito fofo, o que dificultou a manter a verticalidade do equipamento.

Cada camada recebeu cerca de 20 golpes para os graus de compactação de 85% e 27 golpes para os graus de compactação de 90% e 95%, distribuídos uniformemente, para que 1/3 do peso do solo úmido ocupasse 1/3 da altura do cilindro. Entre uma camada compactada e outra, era feita uma escarificação. Os números de golpes se diferenciam devido ao grau de compactação a ser atingido, pois o volume de solo a ser colocado no cilindro aumenta com a elevação do grau de compactação.

Ao término da compactação era verificado se a umidade e o grau de compactação foram atingidos para que o ensaio pudesse ser realizado nas condições estabelecidas. Devido ao solo altamente fofo na umidade de 0,22% e GC=80% não foi possível realizar o ensaio de penetração estática para estas condições.

3.3.4 Preparação dos Corpos de Prova em Cilindros do Proctor Normal para Avaliação da Resistência de Ponta em Solo Inundado

Os corpos de prova foram moldados em dois cilindros Proctor, denominados C1 e C2, as características são apresentadas na Tabela 9. Os graus de compactação estabelecidos para realização dos ensaios foram de 80%, 85%, 90% e 95%, nas umidades de 0,22% (natural), 4,00% e 7,00%.

Tabela 9 – Características dos cilindros Proctor CILINDROS PROCTOR C1 C2 ALTURA (mm) 126,90 125,20 DIÂMETRO (mm) 100,00 100,00 VOLUME (cm3) 997,43 983,49 PESO (kg) 2,374 2,120

A Figura 24 apresenta o processo de moldagem dos corpos de prova em cilindro Proctor.

Após o cálculo dos pesos do solo úmido a ser colocado nos cilindros para atingir o grau de compactação desejado, o solo foi dividido em três partes iguais e compactado em três camadas com um soquete Proctor de peso 2,5 kg, foram realizados 20 golpes (para os GC de 80 e 85%) e 25 golpes (para os GC de 90 e 95%) em cada camada, sendo feita a escarificação entre elas para melhor aderência destas. Finalizado o processo de compactação o cilindro com o solo era pesado para verificar se o grau de compactação desejado foi atingido, caso contrário, outra amostra era colocada no cilindro e o processo repetido.

Figura 24 – Preparação do corpo de prova em cilindro Proctor

a) Cilindro Proctor; b) corpo de prova após compactação- vista frontal; c) corpo de prova após compactação – vista superior.