CONTROLE DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS e ÍNDICE SUPORTE CALIFÓRNIA

Prof. Patrício Pires – [email protected]

CONTROLE DE COMPACTAÇÃO

DE SOLOS e ÍNDICE SUPORTE

CALIFÓRNIA

Introdução

2

2ª Parte

Dia Mês Aula Programação

12

Fevereiro

- CARNAVAL

19 6ª

Compactação de solos:

 Energia de compactação do Proctor Normal;

 Controle de compactação;

 Frasco de Areia;

 Balão volumétrico;

 Densímetro nuclear;

 Óleo;

26 7ª _ Índice Suporte Califórnia (ISC ou CBR): Energia de compactação do Proctor Normal.

5

Março

8ª

Compacidade de Solos Arenosos:

 Determinação dos índices de vazios máximo e mínimo; – Amostra Fofa;

– Amostra Densa.

12 9ª

Determinação da condutividade hidráulica de solos (permeabilidade):

 Ensaio de carga variável;

Introdução

3

3ª Parte

Dia Mês Aula Programação

19

Março

10ª Prova Parcial 02 / Entrega de Relatórios

26 11ª _ Ensaio de Cisalhamento Direto: Ensaio em amostra arenosa

2

Abril

12ª Ensaio de Compressão Edométrica.

9

13ª

Determinação de Resistência Não-Drenada em Solos

 Vane test de bancada;

 Compressão simples;

 Cone fall;

 Triaxial não consolidado e não drenado.

23 14ª Prova Parcial 03 / Entrega de Relatórios

Controle de Compactação

4



Determinar o grau de compactação do solo

compactado.



Densímetro Nuclear;



Frasco de Areia;



Balão de borracha;

Densímetro Nuclear

Não destrutivo e pseudo-não destrutivo A medição se faz através da emissão de raios gama, por uma fonte radioativa. Estes raios são contados por um detector após terem atravessado o

material. Dependendo da densidade, o número de raios que chegam ao detector será maior ou menor.

Existem 2 opções para a operação, dependendo do material e de sua

espessura: retro transmissão ou transmissão direta.

A aplicação é de fácil interpretação em asfalto (1 minuto por ensaio) e em concreto compactado com rolo (cerca de 10 minutos por ensaio) – em solos, demanda uma constante calibração e aferição do tipo do solo

Densímetro Nuclear

1. Método do Frasco de

Areia



Consiste em instalar em uma

superfície do terreno uma bandeja

com abertura circular de 15cm de

diâmetro.



Através dessa abertura escava-se

um buraco de 15cm de profundidade.



O solo escavado é pesado (Wt) e o

volume do solo (Vt) é o volume do

buraco aberto.



Enche-se o buraco com areia de

densidade conhecida. Sabendo-se o

peso da areia que preencheu o

Determinação da massa de areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo da bandeja:

1. Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua massa e anotar (M₁).

2. Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja, e colocar esta sobre uma superfície plana. Deixar a areia escoar até cessar o movimento no interior do frasco. Retirar o

conjunto frasco + funil, determinar sua massa e anotar (M₂).

3. A massa de areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo da bandeja será: M₃ = M₁ – M₂.

4. Repetir o procedimento de 1 a 3 pelo menos duas vezes. A massa da areia M₃ deverá ser a média de três determinações. Não são aceitos resultados que diferenciem mais de 1% dó valor da média.

Determinação da massa específica da areia:

1. Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua massa e anotar (M₄).

2. Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja, e colocar esta sobre a borda de um cilindro metálico de volume conhecido (V). Deixar a areia escoar até cessar o seu

movimento. Fechar o registro e retirar o conjunto frasco + funil, determinar sua massa (M₅).

A massa de areia que preenche o cilindro de volume conhecido será: M₆ = M₄ – M₅ – M₃

M₃ é a massa de areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja.

3. Repetir o procedimento de 1 a 3 pelo menos duas vezes. A massa da areia que enche o cilindro deverá ser a média das três determinações. Não são aceitos resultados que diferem de 1% do valor da média.

Calcular a massa específica da areia:

V

M

areia

6





_areia = massa específica aparente da areia

M6 = massa da areia que preencheu o cilindro V = volume do cilindro

Determinação da massa de areia que preenche a cavidade do terreno: 1. Limpar a superfície do terreno, tornando-a plana e horizontal.

2. Colocar a bandeja, certificando se há um bom contato entre a superfície do terreno e a bandeja em torno do orifício central. Escavar com o

auxílio da talhadeira uma cavidade cilíndrica no terreno com profundidade cerca de 15 cm.

3. Recolher cuidadosamente na bandeja o solo extraído da cavidade, determinar a massa do material e anotar (M_h).

4. Determinar o teor de umidade (h), do solo extraído da cavidade através do Speedy. 5. Montar o conjunto

frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua massa (M₇).

6. Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja. Deixar a areia escoar até cessar o seu movimento no interior do frasco. Retirar o conjunto frasco + funil, determinar sua massa e anotar (M₈).

7. A massa de areia deslocada que preencheu o funil, o orifício no rebaixo da bandeja e a cavidade do terreno será:

M₉ = M₇ – M₈

8. A massa de areia deslocada que preencheu a cavidade no terreno será: M₁₀ = M₉ – M₃ Cálculos:

h

M

M





100

100





_s = massa específica aparente seca do solo in situ

_areia = massa específica aparente da areia

M_h = massa do solo extraído da cavidade no terreno

14



Subleito:

GC



100%, CBR



2%, Exp. ≤ 2%



Reforço do Subleito:

CBR



subleito, Exp. ≤ 1%

(medida com sobrecarga de 10 lb)



Sub-base

: CBR



20%, Exp. ≤ 1%



Base:

CBR



80%, Exp. 0,5%, LL ≤ 25%, IP ≤ 6%

Índice de Suporte Califórnia (ISC)

Objetivo

Determinar o valor relativo de suporte dos solos

por meio de ensaio com amostras deformadas,

moldadas na

“umidade ótima”

definida em

ensaio de compactação.

É a base do dimensionamento de pavimentos

flexíveis.

Mede a resistência do solo sob condições

controladas de umidade e densidade

Procedimento

Compreende 4 fases:

Preparação das amostras

Moldagem do corpo de prova

Expansão

Preparação e moldagem da

amostra

1. Solo seco ao ar, destorroado, homogeneizado e

quarteado. O material é passado na peneira de ¾” (19,1mm) e separa-se 6 kg – solos argilosos e siltosos

7 kg – solos arenosos ou pedregulhosos Determina-se a umidade higroscópica

2. Moldagem feita na umidade ótima determinada pelo ensaio de

compactação. Adiciona-se a quantidade de água necessária para que o solo atinja a umidade ótima.

Homogeneiza-se a amostra e procede-se a compactação do solo dentro do molde.

3. O solo é compactado em 5 camadas aproximadamente iguais, com soquete de 4,53 kg, caindo de uma altura de 45,72 cm e aplicando-se o número de golpes correspondente a energia de compactação desejada. 4. Determina-se a umidade observando variação máxima de 0,5% da ótima.

Expansão da amostra

1. Terminada a moldagem o disco

espaçador é retirado e monta-se o aparato para que se observe a expansão da amostra no espaço deixado pelo disco.

Esse aparato consta de: sobrecarga, extensômetro montado sobre um tripé colocado no bordo superior do cilindro e um tanque com água para imersão da amostra.

2. O conjunto é colocado no tanque com uma lâmina d´água de aproximadamente 1” acima.

O conjunto fica imerso por 96h e devem ser feitas leituras de 24 em 24h.

A expansão varia de acordo com a natureza do solo. Solos turfosos e argilosos podem sofrer expansões superiores a 10%.

Ensaio CBR (Califonia Bearing Ratio)

Ensaio de penetração

1. Coloca-se o conjunto molde + amostra + sobrecarga na prensa e executa-se o ensaio de penetração do pistão no solo com velocidade constante de 0,5”/min. Faz-se leituras da carga de penetração no

extensômetro do anel dinamométrico.

2. As leituras no extensômetro do anel medem seus encurtamentos provenientes das cargas.

Apresentação dos resultados

'

P

P

CBR



Curva pressão x penetração

Se a curva apresentar ponto de inflexão deve-se fazer a correção.

Calcula-se a relação entre a pressão de penetração no solo ensaiado e numa brita padrão para os valores de 0,1” e 0,2”. O maior dos dois valores será o CBR do solo. ") 2 , 0 ( 2 2

'

P

P

CBR



Ensaio CBR (Califonia Bearing Ratio)

Curva pressão versus deformação – gráfico com correção

Ensaio CBR (Califonia Bearing Ratio)

(a) Base perfurada, (b) colocação do papel filtro, (c) esquema da compactação

Ensaio de Resiliência

25

O termo resiliência significa energia armazenada em um corpo deformado

elasticamente, que é desenvolvida quando cessam as tensões causadoras das deformações; ou seja, é a energia potencial de deformação. (Medina, 1997)