Relatório 6- ensaio de compactação do solo

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA:
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS – 2570
TURMA: 02
RELATÓRIO NO 6
Ensaio de Compactação de Solo
Acadêmico(a): Ana Beatriz Chorro Camacho RA: 130158
Ana Luiza Rios Plaza. RA: 131066
Heloisa Oliveira da Costa. RA: 130129
Maringá, 23 de agosto de 2024.
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Ensaio de Compactação de Solo
1. OBJETIVO(S):
Este ensaio tem como objetivo compactar o solo de uma amostra promovendo
melhorias das propriedades mecânicas e hidráulicas, como o aumento da resistência ao
cisalhamento, diminuição da deformabilidade e a redução da condutividade hidráulica.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
A compactação do solo é uma prática comum na engenharia civil, sendo
frequentemente empregada em projetos que envolvem movimentação de terra, como
construção de ferrovias, aeroportos e rodovias.
O processo de compactação do solo é um processo onde ocorre a expulsão do ar, que
resulta na diminuição dos vazios do solo e o aumento de sua resistência, ou seja, é um
processo mecânico onde há um aumento da massa específica aparente seca do solo, obtendo
uma diminuição do volume do mesmo.
Existem vários fatores que afetam esse processo, incluindo a umidade ótima, que é o
teor de umidade no qual o solo atinge sua máxima densidade aparente, ou seja, o nível de
umidade que o torna mais compacto. Outro fator importante é a energia de compactação, que
de acordo com a norma ABNT NBR 7182:2016 pode ser classificada como normal,
intermediária ou modificada. Essa característica determina a quantidade de energia necessária
para compactar uma determinada quantidade de solo e influencia o tipo de equipamento
usado no processo, o número de golpes ou passadas necessárias para atingir a compactação
desejada, entre outros parâmetros.
3. MATERIAIS E MÉTODOS:
Neste tópico, são evidenciados o solo e os equipamentos usados na realização do
experimento, e a metodologia seguida, referenciando-se nas normas ABNT.
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3.1 MATERIAL – O solo
Para a realização deste ensaio foi utilizado uma amostra do tipo deformada, retirada a
2,00 metros de profundidade, proveniente de Cidade Gaúcha no Paraná, que foi seca
previamente à sombra sem ação de intempéries, até próximo a umidade higroscópica, e
destorroada. O ensaio foi realizado sem reuso de material.
3.2 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Em conformidade normativa,para realizar o ensaio de compactação do solo é necessário a
utilização dos seguintes equipamentos:
● peneira 76,2 mm;
● peneira 4,8 mm;
● bandejas;
● almofariz;
● mão de gral;
● repartidor de amostra;
● balanças;
● estufa;
● dessecadores;
● cilindro metálico de proctor;
● soquete metálico;
3.3 MÉTODO(S) DE ENSAIO
Partindo da secagem até atingir a umidade higroscópica e a desagregação dos torrões,
verificou-se se a amostra passava completamente pela peneira de 4,8mm, dando início ao
experimento. Inicialmente, a amostra selecionada para cada ponto foi separada e, em seguida,
procedeu-se ao primeiro ponto. Nele, foi adicionada água e homogeneizou-se com o solo para
verificar se o teor de umidade estava de acordo com o esperado para esse ponto.
Então, o molde cilíndrico foi fixado à sua base, com um plástico para evitar a
aderência do solo à base metálica. Em seguida, o solo da primeira camada foi colocado no
molde e recebeu um número específico de golpes com o soquete, que era liberado
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rapidamente para permitir a ação da gravidade sobre o material. Esse processo foi repetido
para todas as camadas até que a compactação estivesse concluída.
Contudo, o corpo de prova foi retirado do molde com a ajuda de um extrator e cortado
para obter uma pequena amostra para determinar o teor de umidade. Esse procedimento foi
repetido para todos os pontos desejados
4. RESULTADOS:
Com a execução do ensaio obteve-se os seguintes resultados, por meio das equações
citadas em seguida:
Tabela 01: Dados do Ensaio de Compactação.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
CILINDRO Nº 8 8 8 8 8
MASSA DO CILINDRO (g) 2433 2433 2433 2433 2433
VOLUME DO CILINDRO V (cm3) 1004,2 1004,2 1004,2 1004,2 1004,2
MASSA DO CILINDRO + SOLO ÚMIDO (g) 4185 4389 4582 4640 4575
MASSA DO SOLO ÚMIDO (g) 1752 1956 2149 2207 2142
NÚMERO DE GOLPES POR CAMADA (un) 26 26 26 26 26
MASSA ESPEC. DO SOLO ÚMIDO(g/cm3) 1,745 1,948 2,140 2,198 2,133
Fonte: Autoras, 2024.
Tabela 02: Determinação dos Índices Físicos.
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE
CÁPSULA Nº 1 17 4 9 113
AMOSTRA ÚMIDA + CÁPSULA (g) 138,24 103,56 107,26 111,09 119,78
AMOSTRA SECA + CÁPSULA (g) 133,14 98,53 100,52 102,82 108,61
MASSA DE ÁGUA (g) 5,10 5,03 6,74 8,27 11,17
MASSA DA CÁPSULA (g) 25,36 24,19 25,61 25,92 22,76
MASSA DE SÓLIDOS (g) 107,78 74,34 74,91 76,90 85,85
UMIDADE (%) 4,7 6,8 9,0 10,8 13,0
MASSA ESPEC. DO SOLO SECO (g/cm3) 1,667 1,824 1,963 1,984 1,888
Fonte: Autoras, 2024.
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Para a determinação dos índices foram utilizadas as equações apresentadas abaixo:
(01)𝑀𝑤 = 𝑀1 − 𝑀2
(02)𝑀𝑠 = 𝑀2 − 𝑀3
(03)𝑊 = 𝑀𝑤
𝑀𝑆 . 100
(04)γ𝑑 = ρ𝑑 . 𝑔
Onde:
W- teor de umidade (%);
MS- massa seca (g);
M1- amostra úmida + cápsula (g);
M2- amostra seca + cápsula (g);
M3- massa da cápsula (g);
- peso específico aparente seco (g/ cm³);γ𝑑
Com estes resultados encontrados e calculados, obteve-se a curva de compactação
através do gráfico de teor de umidade versus peso específico aparente do solo seco.
Gráfico 01: Curva de compactação.
Fonte: Autoras, 2024.
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Com a curva de compactação é possível obter os valores para o teor de umidade ótimo,
e o peso específico aparente seco máximo.
Gráfico 02: Umidade ótima e Peso Específico Seco Máximo e Grau de Saturação.
Fonte: Autoras, 2024.
5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS:
No entanto, com base no que foi explicado até agora, podemos inferir que, no caso
desta amostra de solo usada no experimento, a curva de compactação resultou em um teor de
umidade ideal de 10% e uma densidade seca máxima de 20 g/ cm³, tendo em vista que essa
compactação foi realizada com uma energia normal de 6kgf.cm/cm³.
Além disso, no gráfico, é evidente a curva de saturação atingindo Sr = 100%. Estes
cálculos estão em conformidade com as normas ABNT NBR 6457:2016 e ABNT NBR
7182:2016, que estabelecem os procedimentos para preparação de amostras e realização do
ensaio de compactação em solos, respectivamente.
Portanto, podemos concluir que a compactação do solo é um processo que aumenta a
densidade, a resistência ao cisalhamento, reduz a compressibilidade, a permeabilidade e
minimiza os efeitos adversos da umidade ou secagem no terreno onde a construção ocorrerá.
Isso contribui para o sucesso das etapas subsequentes do projeto.
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REFERÊNCIAS
[1] Slides das aulas de compactação.