PP WESLLEY OLIVEIRA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

WESLLEY SILVA OLIVEIRA

ANÁLISE DA CURVA DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS DE MATO

GROSSO DE ACORDO COM LI E SEGO

SINOP-MT

2014/1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

WESLLEY SILVA OLIVEIRA

ANÁLISE DA CURVA DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS DE MATO

GROSSO DE ACORDO COM LI E SEGO

Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Prof. Orientador: Graduado, Thiago Pereira Pinto.

SINOP-MT

2014/1

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Classificação TRB - AASHTO ... 15

Tabela 2 - Sistema Unificado de Clasificação de Solos - (USCS) ... 16

Tabela 3 - Energias de Compactação ... 17

LISTA DE EQUAÇÕES

Equação 1 ... 14

Equação 2 ... 20

Equação 3 ... 20

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Perfil Caracteristico dos Solos Residuais ... 12

Figura 2 - Perfil de Solos Transportados ... 12

Figura 3 - Aspectos da Curva de Compactação de um Solo ... 18

Figura 4 - Curva completa de compactação (γd - w) ... 19

Figura 5 - Grau de Saturação versus Teor de Umidade (S-w) ... 20

Figura 6 - Determinação do parametro n e p... 21

Figura 7 - Família de Curva de Compactação Típicas, geradas a partir de dados de Li e Sego (2000) ... 22

Figura 8 - Soquete e Cilindro Proctor ... 23

Figura 9 - Pontos de Localização da Coleta das Amostras de Solo no MT (1 ao 6) . 24 Figura 10 - Pontos de Localização da Coleta das Amostras de Solo no MT (7 ao 13) ... 25

LISTA DE ABREVIATURAS

AASHTO – Associação Americana de Rodovias Estaduais e Autoridades de Transporte

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

DNER-ME – Departamento Nacional De Estradas De Rodagem LL – Limite de Liquidez

LP – Limite de Plasticidade n – Fator de Forma da Curva IP – Índice de Plasticidade IG – Índice de Grupo

p – Índice Relativo à Faixa de Umidade Sm – Grau de Saturação

UCSC – Unified Soil Classification System

UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso w – Teor de Umidade do Solo

wm – Teor de Umidade Correspondente ao Sm Ɣd – Peso Especifico Seco do Solo

Ɣw – Peso Especifico da Água Ɣs – Peso Especifico dos Sólidos

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

1. Título: Análise da Curva de Compactação de Solos de Mato Grosso 2. Tema: 3010003(Engenharia Civil)

3. Delimitação do Tema: 30103037 (Mecânica dos solos) 4. Proponente(s): Weslley Silva Oliveira

5. Orientador(a): Thiago Pereira Pinto

6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso 7. Público Alvo: Acadêmicos do curso de Engenharia Civil, profissionais da área, empresas de terraplanagem.

8. Localização: Avenida dos Ingás, 3001. Jd. Imperial, Sinop-MT, 78550-000 9. Duração: 10 meses (da aprovação até o término)

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE EQUAÇÕES ... II LISTA DE FIGURAS ... III LISTA DE ABREVIATURAS ... IV DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... V 1 INTRODUÇÃO ... 7 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 8 3 JUSTIFICATIVA... 9 4 OBJETIVOS ... 10 4.1 OBJETIVO GERAL ... 10 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 10 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 11 5.1 SOLO ... 11 5.2 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA ... 13 5.2.1 AASHTO – TRB ... 14

5.2.2 Sistema unificado de classificação solos - UCSC ... 16

5.3 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ... 17

5.3.1 Análise da curva ... 18 6 METODOLOGIA ... 23 6.1 MATERIAIS ... 23 6.2 PROCEDIMENTO OU MÉTODOS... 23 6.2.1 Caracterização geotécnica ... 25 6.2.2 Ensaio de compactação ... 26

6.2.3 Modelagem da curva de compactação ... 26

7 CRONOGRAMA ... 28

1 INTRODUÇÃO

As técnicas de construções utilizadas para a execução e manutenção das rodovias encontravam-se de forma ultrapassada. Diante deste cenário, partir dos anos 50, o Brasil procurou adquirir conhecimentos em técnicas construtivas, baseando-se nos procedimentos usados pelos Estados Unidos da América - EUA, principalmente na área da pavimentação e movimentação de terra. Verificou assim, a necessidade de normatizar e regulamentar as especificações de serviço e técnicas de construção no Brasil (DNIT, 2006).

Com essas regulamentações tornou-se possível a ampliação do conhecimento sobre as características dos solos, facilitando dessa forma, o cotidiano da construção geotécnica. Com isso, proporcionou o uso de técnicas de estabilização de solo em boa parte das construções de aterros e rodovias (PINTO, 2006).

Por outro lado, fez com que os engenheiros geotécnicos entendessem que a estabilização não necessitava apenas das características físicas dos solos, mas também, de uma análise detalhada do solo sobre a organização das partículas, da formação geológica e da compressibilidade do solo.

Esses estudos proporcionaram o detalhamento da curva de compactação de acordo com suas características e, um dos métodos para a possível representação dessas curvas foi apresentado por Li e Sego (2000) onde se diminuía quantidade de corpos de provas necessários para gerar uma curva de compactação.

Tal metodologia apresentada nesse projeto de pesquisa facilita e agiliza na preparação do solo, indicando parâmetros que auxiliam na elaboração dos pré-projetos das futuras obras.

2 PROBLEMATIZAÇÃO

Os problemas apresentados nas malhas rodoviárias brasileiras podem ser observados nas regiões constituintes de solos moles, onde ocasionam afundamento, buracos, trincas ou fissuras. Para que isso não ocorra, o engenheiro geotécnico deve obter um amplo conhecimento sobre a investigação, planejamento e execução de obras nessas regiões de baixa resistência (MARANGON, 2006).

Dessa forma, alguns estudos demonstrarão que o Estado de Mato Grosso apresenta camadas de solos com baixa resistência, ocasionando problemas como: deformações excessivas, afetando obras de grande e pequeno porte (SIMIONI, 2011; MACHADO, 2012).

Diante do que foi apresentado, destaca-se que esta pesquisa tem como problemática central demonstrar: qual a compressibilidade de solo da região de Primavera do Leste a Guarantã do Norte, para modelar as curvas de compactação de acordo com a metodologia de Li e Sego?

3 JUSTIFICATIVA

Nos últimos anos, o Estado de Mato Grosso apresentou desenvolvimento expressivo, principalmente o norte do estado, com a disseminação industrial, agropecuária e comercial (IBGE, 2011). Tal crescimento propiciou para que alguns desses municípios alavancassem sua infraestrutura.

Para as rodovias não é diferente, pois através delas acontece à integração entre os municípios, necessitando assim que as estradas apresentem um bom desempenho. Por esse motivo, as rodovias devem passar por adaptações e melhorias, sendo que, a aplicação de novos materiais e o aprimoramento de técnicas de execução é fundamental (MACHADO, 2012).

Com o aumento do tráfego rodoviário, há uma necessidade de se averiguar o comportamento do solo e, a Análise de classificação e de compactação são algumas das técnicas usadas para catalogar e mapear os solos, dando suporte ao trabalho dos engenheiros.

Além disso, esse estudo potencializa a investigação do solo para construção de futuras obras no perímetro dos municípios de Primavera do Leste à Guarantã do Norte, reduzindo os custos durante o processo de execução de aterros, a quantidade de mão-de-obra necessária, o tempo de análise para qualquer tipo de obra, diminuindo também a movimentação de terra, provocando assim, menores erosões no terreno e integrando dessa forma, meio ambiente e obra.

4 OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar as curvas de compactação dos solos entre os municípios de Primavera do Leste à Guarantã do Norte, catalogando 15 amostras por meio do ensaio de compactação proctor normal.

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Classificar os solos coletados de acordo com a AASHTO-TRB (American

Association of State Highway and Transportation Officials) –(Highway

Research Board) e UCSC (Unified Soil Classification System);

• Obter as curvas de compactação usando a energia de proctor normal;

• Analisar as curvas de compactação obtendo os parâmetros necessários para modelagem da curva de compactação segundo o modelo de Li e Sego (2000).

5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Segundo Senço (2007) “o solo é o mais antigo, mais usado, mais complexo e mais desconhecido dos materiais de construção”.

Pouco se sabe sobre os solos, os devidos estudos tomaram importância a partir do momento onde o solo passou a ser mais que uma simples superfície, pois as grandes obras desencadearam a necessidade de atingir melhores características a resistência mecânica do solo (PINTO, 2006).

5.1 SOLO

Definir o solo tem se mostrado uma tarefa difícil encontrada entre as atividades humanas, seja na construção, na agropecuária ou em outros setores, onde cada área apresenta seu ponto de vista específico (SENÇO, 2007).

Uma boa definição apresentada por Senço (2007) é que o “solo é uma formação natural, de estrutura solta e removível de espessura variável de diversos processos físicos, físico-químico e biológico”.

Na engenharia são apresentadas também outras definições, segundo Winterkorn (1955) apud Azevêdo (2010), o solo é um elemento natural que se propiciou através da degradação de rochas, possuindo ou não matéria orgânica e, suas partículas podem variar de micrômetros a poucos centímetros.

Através de uma forma simplificada, Azevedo et al. (1998) apud Azevêdo (2010), classifica os solos como residuais ou transportados, o que possibilita uma informação primária da situação granulométrica e do comportamento do solo. Podemos ressaltar que os solos residuais proporcionam uma distribuição granulométrica bem definida e características semelhantes as rochas locais.

Figura 1 - Perfil Caracteristico dos Solos Residuais Fonte: DNIT (2006).

Os solos transportados oferecem características diferentes das rochas locais, devido ao seu agente transportador, oriundo de água de chuvas, ventos ou até mesmo rios, sendo assim, demonstram geralmente maiores quantias de solos finos.

Figura 2 - Perfil de Solos Transportados Fonte: DNIT(2006).

De acordo com Villibor et al. (2009) o clima quente e úmido, a formação geológica ou pedológica nas regiões tropicais podem apresentar um solo subdividido em uma ordem de classificação como Lateríticos ou Saprolíticos.

Segundo Fortes et al. (SD), os solos Lateríticos devido a sua composição de argilominerais proporcionam em seu estado natural baixa resistência, baixa capacidade de suporte e alta porosidade, não sendo recomendada para execução de alguns projetos. Entretanto, se for devidamente compactado pode apresentar uma alta resistência, baixa permeabilidade uma boa capacidade de suporte.

Futai (1999) descreve que “as características dos solos saprolíticos estão diretamente relacionadas com a rocha matriz”. Onde Fortes (1990) também defende que o perfil dos solos pode apresentar camadas em diferentes profundidade com diversas cores e, diferentes comportamentos, derivados de sua decomposição e formação geológica.

A cada camada observa-se a presença de alguns argilominerais, capazes de proporcionar a redução na capacidade de suporte e na plasticidade.

Já os solos saprolíticos são mais heterogêneos, situados na subjazida da camada superficial dos solos lateríticos ou qualquer solo depositado, de acordo com a movimentação de terra provocada pelo homem ou por erosões (VILLIBOR et al., 2009).

Pinto (2006, p. 14) descreve a importância dos estudos geotécnicos para a engenharia civil através:

A engenharia Geotécnica é uma arte que se aprimora pela experiência, pela observação e analise do comportamento das obras, para o que é imprescindível atentar para as peculiaridades dos solos com base no entendimento dos mecanismos de comportamento, que consiste a essência da Mecânica dos Solos.

A engenharia civil teve o avanço nesse campo, quando se deparou com as grandes catástrofes. Onde o solo passou a ser analisado não apenas como um material disposto em grande proporção, podendo ser escavado com o intuito de elevar ou rebaixar o nível do terreno (SENÇO, 2007).

Assim, através da classificação, é possível descrever a distribuição granulométrica, a resistência mecânica e seu comportamento, onde segundo Das (2011, p. 85), “a quantidade e o tipo de argilominerais presentes em um solo de grãos finos determinam, em grande parte, suas propriedades físicas”.

5.2 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA

Segundo Das (2011), a classificação convencional é baseado na distribuição granulométrica do solo, onde seu processo ocorre de maneira simplificada. Porém, sua análise não considera o índice de plasticidade do solo, sendo que, para a engenharia civil, tal índice proporciona a interpretação adequada do solo.

Alguns dos métodos empregados para a classificação dos solos na engenharia geotécnica levam em consideração não apenas a granulometria, mas também os limites de Atterberg, sendo esses: o Sistema de Classificação da

Associação Americana de Rodovias Estaduais e Autoridades de Transporte e o Sistema Unificado de Classificação de Solos.

5.2.1 AASHTO – TRB

Entre os anos de 1929, período de desenvolvimento da AASHTO, ao ano de 1945, época que foi incorporado o índice de grupo (IG), onde ocorreram diversas revisões distribuindo o solo em dois grandes grupos: os grupos A-1, A-2 e A-3 determinados materiais granulares com 35% ou menos passante na peneira # 200, os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7, material de solo fino com 35% ou mais de solo passante na peneira #200 (DAS, 2011).

Segundo Pinto (2006), o sistema de classificação TRB-AASHTO, passou a ser muito utilizado pelos engenheiros rodoviários, pela abordagem nos limites de

Atterberg e na distribuição granulométrica. Esse sistema organiza os solos em sete

classes demonstradas na Tabela 1. Sua última revisão validada atualmente, incorporou o índice de grupo, variando de acordo com as características plástica em uma ordem de números inteiros de 0 (solo ótimo quanto a capacidade de suporte) e 20 (solo péssimo quanto a capacidade de suporte). Tal índice pode ser obtido através da equação 1: )] 10 ( * ) 15 ( * 01 , 0 ) 40 ( * 005 , 0 2 , 0 [ * ) 35 ( − + − + − − = F LL F IP IG Equação 1 IG = Índice de Grupo LL = Limite de Liquidez (%). IP = Índice de plasticidade (%).

F = Porcentagem de solo que passa na peneira #200, expressa em número inteiro.

Desta forma, o índice de grupo através dos limites de Attenberg (plasticidade, liquidez e o índice de plasticidade do solo) e a classificação granulométrica, podem determinar a qualidade do solo para utilização do subleito de pavimento flexível.

Tabela 1 - Classificação TRB - AASHTO

Classificação Geral

Materiais Granulares (p)

(35% ou menos que passam na peneira de n° 200)

Materiais siltosos e argilosos (p)

(mais de 35% passando na peneira de n° 200) A-1

A-3

A-2

A-4 A-5 A-6

A-7 Grupo A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5

A-7-6 Granulometria: % passado na peneira N°. 10 (2,0 mm) 50 máx. N°. 40 (0,42 mm) 30 máx. 30 máx. 51 mín. N°. 200 (0,074 mm) 15 máx. 25 máx. 10 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 36 mín. 36 mín. 36 mín. 36 mín. Características da fração passando na

peneira n°. 40 (%): Limite de Liquidez 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. Índice de Plasticidade 6 máx. NP 10 máx. 10 máx. 11 mín. 11 mín. 10 máx. 10 máx. 11 mín. 11 mín.* Índice de Grupo (IG) 0 0 4 máx. 8 máx. 12 máx. 16 máx. 20 máx. Materiais que predominam Pedra brita,

pedregulho e areia

Areia

fina Areia e areia siltosa ou argilosa Solos siltosos Solos argilosos Comportamento geral como subleito Excelente a bom Fraco a pobre

5.2.2 Sistema unificado de classificação solos - UCSC

Segundo Das (2011), esse sistema unificado de classificação foi proposto por Casagrande em 1942 e sua distribuição também pode ocorrer em dois grupos: solos granulares e solos finos, com a divisão através da quantidade de solo passante na peneira #200.

Para a classificação do grupo utilizam-se prefixos, tais como, “C” para as argilas inorgânicas, “M” para silte inorgânico e “O” para argila e silte orgânico. O mesmo, com valor superior ou igual a 50% passante na peneira #200. Por outro lado, os solos mais granulares são nomeados pelos prefixos “G” ou “S”, sendo o primeiro para pedregulho e o segundo para solos arenosos e, esses com o valor inferior ou igual a 50% passante na peneira #200 (DNIT, 2006).

Tabela 2 - Sistema Unificado de Clasificação de Solos - (USCS)

% ϕ < 0 ,0 7 4 m m <50 % ϕ < 4 ,8 m m <50 % ϕ < 0 ,0 7 4 m m <5 GW - Cu>4 e 1<Cc<3 GP - Cu<4 e Cc<1 ou Cc>3 >12 >5 e <12 GW-GC, GP-GM, etc. >50 % ϕ < 0 ,0 7 4 m m <5 SW - Cu>6 e 1<Cc<3 SP - Cu<6 e Cc<1 ou Cc>3 >12 >5 e <12 SW-SC, SP-SC, etc. >50 Fonte: DAS (2011).

5.3 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS

Segundo Ferreira (1985, p. 4), “o solo é um composto trifásico (fases sólidas, líquidas e gasosas) que quando sujeito a cargas sofre deformações reversíveis (transientes ou temporárias) e permanentes”. Carga essa que provocam a diminuição no volume de vazios das camadas buscando o adensamento ou o recalque.

Conforme o DNIT (2006), a compressibilidade determina o comportamento do solo quando aplicada uma carga, diminuindo seu volume com a expulsão de ar e água. Para determinada situação, a expulsão de ar provoca a compactação, já na expulsão de água tem-se o adensamento.

Dessa forma, um dos principais pesquisadores para a padronização do método de compactação foi o engenheiro Ralph R. Proctor, que na década de trinta, apresentou suas observações de aterros sobre solos (CRISPIM, 2010). Atribuindo para um experimento em laboratório e simulando os esforços aplicados no solo por um equipamento de compactação em campo, através de certos números de golpes de um soquete em uma amostra depositada em um molde (CRISPIM, 2007).

No Brasil o ensaio de compactação ou Ensaio de Proctor foi normalizado pela ABNT-NBR 7182/86e o DNER-ME 129/94. Para o ensaio de compactação são utilizadas algumas energias, sendo essas classificadas de acordo com a Tabela 3 a seguir.

Tabela 3 - Energias de Compactação

Energia Cilindro Características inerentes a cada

energia de compactação Normal Intermediária Modificada Pequeno

Soquete Pequeno Grande Grande Número de Camadas 3 3 3

Número de golpes 26 21 27 Soquete Grande Grande Grande Grande

Número de Camadas 5 5 5 Número de golpes por camada 12 26 55 Altura do disco espaçador (cm) 63,5 63,5 63,5

Fonte: ABNT NBR 6457/1986.

Segundo Das (2011), no período de ensaio, o molde é fixado com uma chapa de apoio no fundo e uma chapa de extensão no topo e, em seguida, o solo deverá ser misturado com diferentes quantidades de água, proporcionando alguns pontos da curva “teor de umidade ótimo” versus “peso especifico aparente seca máximo.

De acordo com Crispim (2007), “a relação entre os parâmetros massa especifica aparente seca (Ɣs) e teor de umidade (h) podem ser descrita por uma curva de formato aproximadamente parabólico [...]”, pode observar na Figura 3 o ponto máximo, onde delimita um trecho ascendente conhecido como ramo seco e um descendente como ramo úmido.

Figura 3 - Aspectos da Curva de Compactação de um Solo Fonte: Crispim (2007).

De acordo com Kormann (1997), a compactação prevê determinar o teor de umidade ótima do solo para uma determinada energia de compactação e o peso específico aparente seco máximo.

5.3.1 Análise da curva

Segundo Crispim (2010), ao analisar a curva de compactação “[...] num primeiro momento buscaram relacionar propriedades desejadas nos solos utilizados para fins de engenharia e parâmetros de compactação, principalmente peso especifico e teor de umidade ótima”, a modelagem de curvas de compactação tiveram seus primeiros estudos por volta de 1940.

De acordo com Basheer (2001) apud Crispim (2010):

Em geral, são utilizados para descrever a curva de compactação polinômios de segundo até quarto grau, sendo comum o uso do modelo quadrático [...]. No entanto, estes modelos muitas vezes são restritos as condições em que foram gerados, dificultando ou menos impossibilitando a extrapolação para outras situações.

A partir da metodologia usada por Li e Sego (2000) é possível reproduzir de forma prática uma família de curvas de compactação, que não se restringe apenas as condições que foram geradas. De acordo com Gregory et al. (2006) apud Goulart (2012), para solos com baixo teor em argila necessita de equações polinomiais, desta forma ajustando a formato da curva de compactação.

Como demonstrados por Li e Sego (2000), as figuras a seguir apresentam uma visualização do traçado da curva de compactação e do grau de saturação

versus teor de umidade.

Figura 4 - Curva completa de compactação (γd - w)

Fonte: Li e Sego (2000).

De acordo com Keller et al (2011) apud Goulart (2012), “o PMC é controlado por uma condição determinada pelo índice de vazios inicial do solo, sendo esta propriedade que mais influência nas propriedades compressivas do solo”. Onde o PMC (ponto máximo da curva), representado pela letra A na figura 4.

Faure (1981), Saini e Chow (1984) e Faure e Da Mata (1994) foram os primeiros a estudarem a curva de compactação completa, com a observação de que, com o acréscimo do teor de argila na estrutura do solo e o aumento de esforços possibilitou que o teor em água conserva-se a curva no lado seco constante até atingir o ponto de limite de sensibilidade de compactação - CST (LI e SEGO, 2000).

Figura 5 - Grau de Saturação versus Teor de Umidade (S-w) Fonte: Li e Sego (2000).

Para a modelagem da curva de compactação, Li e Sego (2000) determinam a obtenção do formato da curva e, verificou-se que a forma da curva está diretamente relacionada com a distribuição e o tamanho dos grãos. Foram determinados como fatores de forma os parâmetros n e p que variam de acordo grau de saturação

versus teor de umidade apresentados a seguir na figura 6, assim é determinado o n

e p de tal modo: ' ' OA BM w nw n opt opt ₌ = Equação 2 ' ' OA OM p= − Equação 3

Figura 6 - Determinação do parametro n e p Fonte: Li e Sego (2000).

De certo modo, Li e Sego (2000) através da equação 4 demonstram na figura 7 a seguir algumas curvas de compactação típicas. Após a determinação dos parâmetros Sm, wm, n, p, e os γs, γw é necessário a determinação do tipo de energia e o modo de compactação para a modelagem de uma curva experimental.

]}

)

(

[

/

{

)

(

w

p

w

p

w

w

w

w

s

w

+

−

+

−

γ

γ

γ

γ

γd – Peso específico aparente seco do solo; w – Teor de umidade do solo;

γw – Peso específico água; γs – Peso específico dos sólidos; Sm – Grau de saturação máximo;

wm – Teor de umidade correspondente ao Sm; n – Fator de forma da curva;

p – Índice relativo à faixa de umidade em que o solo é sensível ao esforço de compactação.

A equação 4 descreve a curva de compactação detalhada tanto no ramo seco, quanto no ramo úmido. No ramo seco, o lado ascendente da curva descreve o solo com índice de vazios alto e teor de umidade baixo, quase zero. À medida que ocorre o acréscimo de água, proporcionam a reorganização da estrutura dos grãos diminuindo o índice de vazios, atingindo parâmetros máximos (KORMANN, 1997).

Já no ramo úmido, o lado descendente da curva através da continuação do processo de acréscimo de água proporciona a elevação do teor de umidade e o decréscimo do peso especifico aparente seco (LI e SEGO, 2000).

Ferreira (1985), estudou as curvas de compactações dos solos da Angola, destacou que para solos com os mesmos valores máximos apresenta diferentes ramos ascendentes da curva.

Figura 7 - Família de Curva de Compactação Típicas, geradas a partir de dados de Li e Sego (2000) Fonte: Crispim (2010).

6 METODOLOGIA

6.1 MATERIAIS

Para o estudo será necessária a para o estudo a utilização de uma lona preta; peneira de malha quadrada (abertura de 0,42 e 2,00 mm); espátula flexível; estufa com capacidade de manter a temperatura superior a 60°C; balança de precisão; molde cilíndrico com padrão (10 cm de diâmetro, 12,73 cm de altura, volume de 1.000 cm³); soquete (50,8 mm de diâmetro, 30,5 cm de altura de queda, 2,5 kg de massa); papel filtro; proveta; programa Excel.

Figura 8 - Soquete e Cilindro Proctor Fonte: Patrimônio UNEMAT.

6.2 PROCEDIMENTO OU MÉTODOS

A pesquisa ocorrerá entre os municípios de Primavera do Leste à Guarantã do Norte localizados no Estado de Mato Grosso. Onde foram coletadas 15 amostras de solos para realização de compactação e análise das curvas. Cada amostra recolhida foram seca ao ar livre, embaladas em sacos plásticos em uma quantidade de 50 quilos cada, etiquetadas e armazenadas. As amostras serão ensaiadas no laboratório de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT, campus de Sinop-MT. Para a compactação utilizara-se a metodologia de ensaio Proctor normal, e para modelagem das curvas tomando como base o estudo de Li e Sego (2000).

As amostras foram coletadas a partir de pontos distintos usando como referência o Mapa de Solos do Estado de Mato Grosso (SEPLAN, 2001), representados pelas Figuras 6 e 7. Demonstrando a localização aproximada dos pontos selecionados para a coleta das amostras, dado que, depois de retirar uma camada de solo de 0,50 metros onde se aloja uma boa quantidade de material orgânico, sendo retirado solo suficiente para analises.

Entre os municípios de Primavera do Leste e Paranatinga foram colhidas as amostras dos pontos1 a 5, para Sorriso a amostra 6, entre Vera e Feliz Natal a amostra 7, entre os municípios de Itaúba e Nova Santa Helena a amostra 9, Terra Nova do Norte a amostra 10, Peixoto de Azevedo a amostra 11, Matupá a amostra12 e Guarantã do Norte a amostra de 13. No município de Sinop existem 3 amostras de solos, sendo que, 2 foram doadas pela Prefeitura Municipal de Sinop e, a outra representada pelo ponto 8. Tais amostras retiradas de origens diferentes.

Figura 9 - Pontos de Localização da Coleta das Amostras de Solo no MT (1 ao 6) Fonte: Adapatados de SEPLAN (2001).

Figura 10 - Pontos de Localização da Coleta das Amostras de Solo no MT (7 ao 13) Fonte: Adaptados de SEPLAN (2001).

Serão realizadas as análises das características geotécnicas do solo, classificando-as pela norma de AASHTO – HRB e ABNT.

6.2.1 Caracterização geotécnica

A caracterização geotécnica será realizada de acordo com os ensaios de determinação do limite de liquidez (NBR 6459/1984), determinação do limite de plasticidade (NBR 7180/1984), análise granulométrica (NBR 7181/1984), e através da AASHTO- HRB que segundo Pinto (2006), é uma das classificações mais utilizada pela engenharia rodoviária brasileira.

Os ensaios de caracterização determinarão a quantidade de solos encontrados entre as amostras e suas porcentagens mineralógicas de cada

componente, tornado a organização das curvas de compactação positivas para o banco de dados.

6.2.2 Ensaio de compactação

Para o ensaio de compactação conforme a NBR 7182/1986 será adotada a energia normal, utilizando os instrumentos cedidos pela Universidade do Estado de Mato Grosso. O procedimento terá como parâmetros, definir os pontos gerados por cada amostra, de acordo com o teor de umidade.

Nesse processo, a determinação do conjunto peso especifico e teor de umidade ocorre com os seguintes passos.

• medir a massa do conjunto cilíndrico + solo compactado;

• extrair o CP do molde, e cortá-lo transversalmente para retirada parcialmente de seu interior;

• determinar a umidade do solo compactado, através da relação massa de água sobre massa seca;

• a massa especifica aparente seca (

ɣ

Esse processo se repetirá para cada ponto pelo qual passará o traçado da curva.

6.2.3 Modelagem da curva de compactação

Para a utilização da metodologia de Li e Sego (2000) serão divididas as amostras em dois grupos, sendo um denominado A e o outro B, como de mostrado na tabela a seguir.

Tabela 4 - Divisão das Amostras Coletadas

Grupos Quantidade

A 8

B 7

Total 15

Fonte: Elaborado pelo autor.

O grupo A define os principais parâmetros através da compactação direta, sendo necessário no mínimo 6 corpos de provas de cada amostra. Sabe-se que a diferença no acréscimo de água determina o peso total do corpo de prova, desta

forma, as amostras deverão ser secas em estufa e preparadas para o ensaio, de acordo com a NBR 6457/1986.

Já o grupo B será usado para a modelagem da curva de compactação com apenas um ponto no ramo totalmente seco determinado no item 5.1, onde ocorrerá verificação da metodologia de Li e Sego (2000) para solos da região do Estado de Mato Grosso.

Com a compactação e a formação das curvas será possível determinar pontos de sensibilidade das amostras, o CST e o Sr, demonstrados nas figuras 4 e

6. A partir desses dados, torna-se possível aplicar as equações demonstradas no trabalho por Li e Sego (2000).

Com os pontos de compactação dos corpos de prova, será usado o programa Excel para demonstrar os parâmetros n, p e a curva Sr, possibilitando dessa forma a determinação da família de curvas de compactação. Logo, usar-se-á a metodologia de Li e Sego (2000) para obter a projeção das curvas de compactação, necessitando apenas um corpo de prova para cada amostra. O procedimento será repetido três vezes para diminuir os erro possíveis na hora dos ensaios dando melhor credibilidade.

7 CRONOGRAMA

No quadro abaixo estão dispostos a relação de atividade nas quais serão executadas para o término do trabalho de conclusão de curso.

ATIVIDADES AGO SET OUT NOV DEZ Encontros com o orientador Pesquisa bibliográfica preliminar Leituras e elaboração de resumos Elaboração do projeto Redação da monografia Revisão e entrega oficial do trabalho Apresentação do trabalho em banca

8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

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