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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA ENGENHARIA CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS ATIVIDADE PRÁTICA MECÂNICA DOS SOLOS DIEGO AGUIAR DE VASCONCELOS RU 4094030 PROF. VERONA MARINHO FERREIRA ARAGUAÍNA-TO 2025 ATIVIDADE PRÁTICA ENSAIO DE COMPRESSÃO NÃO CONFINADA Diego Aguiar de Vasconcelos RU 4094030 Centro Universitário Uninter UNINTER - PAP Araguaina - TO Endereço: R. Gonçalves Lêdo, 130 - quadra 46, lote 12 - St. Central, Araguaína - TO, 77805-060 Resumo: O presente relatório apresenta os resultados apurados no âmbito de laboratório virtual, do Ensaio de compressão não confinada realizado em corpos de prova cilíndricos em amostras indeformadas ou remoldadas de solos coesivos, cujo objetivo e determinar a resistência a compressão da amostra, mediante a aplicação de uma carga axial com controle de deformação, e a partir dessa poder, compreender melhor como se dá deformação axial do solo; calcular a tensão de compressão; bem analisar, de forma gráfica, a relação entre a tensão e a deformação1 . . Palavras-chaves: Compressão não confinada; resistência à compressão; tensão de compressão; deformação axial; ensaio de solo. . 1. NORMAS UTILIZADAS As normas utilizadas para o ensaio de compressão não confinada são: ABNT NBR 6502/1995 - que define solo como “material proveniente da decomposição das rochas pela ação de agentes físicos ou químicos, podendo ou não ter matéria orgânica”. NBR 12770– Solo coesivo – para determinação da resistência à compressão não confinada NBR 7181: Solo – Análise granulométrica, método de ensaio. NBR 6457: Amostras de solos – Preparação para ensaios de compressão e de caracterização. 2. MATERIAIS NECESSÁRIOS • Equipamento de compressão. • Anel dinamométrico. • Relógio comparador. • Extrator de amostra. • Camisa de amostragem. • Corpo de prova. • Paquímetro. • Balança. 3. PROCEDIMENTOS Os procedimentos para o ensaio de compressão não confinada são: • Preparar um corpo de prova de amostra de solo coesivo indeformado, moldado previamente com as dimensões de altura, largura e diâme- tro, conforme as orientações da NBR 12770 para resistência à com- pressão não confinada (RCNC) de solos coesivos. A relação altura/di- âmetro (H/D) do corpo de prova deve estar entre 2 e 2,5. • Após a desmoldagem, medir o corpo de prova com um paquímetro, realizando no mínimo 3 medidas de altura (afastadas 120º) e 3 medi- das de diâmetro (nas quartas partes da altura). • Pesar o corpo de prova e registrar todas as medidas em uma planilha. • Colocar o corpo de prova no equipamento de compressão, centrali- zando-o de forma que seu eixo coincida com o da máquina, conforme a NBR 12770 (ABNT, 1992). • Ajustar o anel dinamômetro apenas encostando na face do cilindro e aplicar o carregamento. • Manter a velocidade de deformação constante e registrar os valores de carga, deslocamento e tempo em intervalos regulares. O documento especifica um intervalo de tempo de 30 segundos para medição dos dados e um tempo total de 5 minutos para a realização do ensaio, encerrando o teste com a ruptura do corpo de prova. 4. ANÁLISE E RESULTADOS Durante o ensaio de compressão não confinada, são registrados os valores de carga, deslocamento e tempo em intervalos regulares para obter uma curva tensão-deformação. No experimento descrito no docu- mento, as medidas foram feitas a cada 30 segundos, totalizando 5 minu- tos de ensaio. Os dados coletados são organizados em tabelas, como as Tabelas 1 e 2, que registram informações do corpo de prova (massa, altura, diâme- tro, área, volume) e os dados experimentais de compressibilidade (tempo, deformação vertical, carga, deformação axial específica, área da seção transversal média, tensão de compressão). A partir desses resultados, calcula-se a deformação axial específica (ε) utilizando a fórmula: ε = (ΔH / H) * 100, onde ΔH é a variação da altura e H é a altura inicial do corpo de prova. A área da seção transversal média (A) para cada carga aplicada é calculada pela equação: A = 100Ai / (100 - ε), onde Ai é a área inicial da seção transversal média. Por fim, a tensão de compressão (q) é calculada pela fórmula: q = P / A, onde P é a carga aplicada. Os resultados são apresentados em um gráfico de tensão de compres- são versus deformação axial específica, onde a deformação axial é mar- cada no eixo das abscissas e a tensão de compressão no eixo das orde- nadas. Tabela 1 – Dados do corpo de prova Massa (g) 2222,7 Altura 1 (mm) 199,5 Altura 2 (mm) 199,5 Altura 3 (mm) 199,5 Altura média (mm) 199,5 Diâmetro 1 (mm) 99 Diâmetro 2 (mm) 99 Diâmetro 3 (mm) 99 Diâmetro médio (mm) 99 Área (cm²) 77,09 Volume (cm³) 1538,4 Tabela 2 – Dados experimentais de compressibilidade Tempo (s) Leitura da Defor- mação Vertical (mm) Leitura da carga (kN) Deformação axial específica ε (%) Área da seção transversal média A (m²) Tensão de com- pressão (kN/m²) 30 0,52 5 0,260651629 0,007729146 646,902 60 1,03 10 0,516290727 0,007749007 1290,488 90 1,56 15 0,781954887 0,007769756 1930,563 120 2,04 19 1,022556391 0,007788643 2439,449 150 2,57 22 1,288220551 0,007809605 2817,044 180 3,05 25 1,528822055 0,007828687 3193,384 210 3,56 27 1,784461153 0,007869949 3430,772 240 4,08 29 2,045112782 0,007869949 3684,903 270 4,56 30 2,285714286 0,007889327 3802,605 300 5,08 31 2,546365915 0,007910428 3918,877 A partir dos resultados, pode-se calcular a deformação axial especí- fica, seguindo a equação a seguir: 𝜀 = 𝛥𝐻 𝐻 ∗ 100 Sendo: ε = deformação axial específica, em %; ΔH = variação da altura do corpo de prova, em mm; H = altura inicial do corpo de prova, em mm. Como há deformação do corpo de prova durante o ensaio, deve-se calcular a nova área da seção transversal média para cada carga aplicada, pela equação: 𝐴 = 100𝐴 100 − 𝜀 Sendo: Ai = área da seção transversal média inicial, em m². Por fim, calcula-se então a tensão de compressão q do solo pela equação: 𝑞 = 𝑃/𝐴 Sendo: P = carga aplicada, em kN. Foram utilizados os dados da tabela 2 para foi elaborado o gráfico com coordenadas cartesianas normais, onde os valores da deformação axial específica são marcados no eixo das abscissas e os valores da tensão de compressão correspondentes a cada deformação devem são marcados no eixo das ordenadas. tensão de compressão x deformação axial expecifica 4500.000 4000.000 3684.903802.605 3918.877 3500.000 3000.000 3430.772 3193.384 2817.044 2439.449 2500.000 1930.563 2000.000 1500.000 1290.488 1000.000 646.902 500.000 0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Deformação axial específica ε (%) Tí tu lo T en sã o de co m pr es sã o (k N /m ²) Ei xo ATIVIDADE PRÁTICA ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Diego Aguiar de Vasconcelos RU 4094030 Centro Universitário Uninter UNINTER - PAP Araguaina - TO Endereço: R. Gonçalves Lêdo, 130 - quadra 46, lote 12 - St. Central, Araguaína - TO, 77805-060 Resumo: Este relatório apresenta os resultados de ensaios de compressão não confinada e compactação de solos, realizados em laboratório virtual, o ensaio de compressão teve como objetivo determinar a resistência à compressão de amostras de solos coesivos, analisando a relação entre tensão de compressão e deformação axial, o ensaio de compactação buscou obter o percentual de umidade ótima dos solos, traçar a curva de compactação e calcular a massa específica do solo seco, seguindo a NBR 7182, ambos os ensaios são fundamentais na geotécnica e engenharia civil, fornecendo dados cruciais para projetos de estruturase obras de terra. Palavras-chaves: Compressão axial; Compactação de solos; Resistência do solo; Umidade ótima; Massa específica. . 1. NORMAS UTILIZADAS Para o ensaio de compactação de solos, as normas utilizadas são: ABNT NBR 7182/1986 - Ensaios de Compactação. NBR 6457; NBR 7182; NBR 9895. Explicando um pouco mais sobre cada uma: NBR 7182 - É a norma que determina os métodos a serem utilizados para identificar o teor de umidade e a massa específica do solo compactado. NBR 6457 - Esclarece os tipos de aparelhos a serem utilizados e como preparar as amostras para os ensaios de compactação e caracterização. NBR 9895 - Indica como realizar a fixação do molde para os corpos de prova e os cálculos para identificar a massa aparente seca, entre outras informações. 2. MATERIAIS NECESSÁRIOS • Papel filtro; • Medidor de amostra; • Bacia com amostra de solo; • Soquete; • Espátula; • Régua biselada; • . Balança; • Extrator; • Bacia vazia; • Cápsulas; • Peneiras; • Proveta com água destilada. 3. PROCEDIMENTOS Procedimentos para o Ensaio de Compactação de Solos 1. Preparo da Amostra: Inicialmente, uma quantidade adequada de solo que foi seco ao ar é utilizada. Este solo passa por um processo de desagregação, onde os torrões maiores que 4,8mm são quebrados até que o material fique mais solto. 2. Peneiramento e Ajuste da Umidade: A amostra desagregada é então peneirada usando a peneira de número 4 (com aberturas de 4,8mm). Em seguida, determina-se a umidade higroscópica da amostra. Pro- gressivamente, água é adicionada à amostra, misturando-se até que se alcance uma consistência específica. É crucial garantir que a amos- tra esteja completamente homogênea. 3. Compactação no Molde: A amostra preparada é compactada dentro de um molde cilíndrico. Se for utilizado o molde pequeno (2,5kg), a compactação é feita em 3 camadas de igual espessura (cada camada preenchendo aproximadamente um terço do molde). Cada camada re- cebe 26 golpes uniformemente distribuídos sobre sua superfície, apli- cados com um soquete que cai de uma altura de 0,305m. Para o molde grande (4,5kg), a compactação é realizada em 5 camadas iguais, e cada camada recebe 12 golpes de uma altura de 0,305m. 4. Acabamento e Pesagem: O colar e a base do molde são removidos, e a superfície do solo é nivelada até a altura do molde. O conjunto de molde e solo úmido compactado é então pesado. 5. Extração e Determinação da Umidade: A amostra compactada é reti- rada do molde com o auxílio de um extrator. A amostra é partida ao meio, e uma porção é coletada para determinar o teor de umidade. 6. Reutilização da Amostra (se aplicável): Caso o material seja reutili- zado, o solo compactado é desmanchado até que possa passar pela peneira número 4 (4,8mm), sendo então misturado com o restante da amostra original. 7. Repetição do Processo: Adiciona-se água à amostra (2% para solos arenosos e 3% para solos argilosos, em relação à massa original do solo) e homogeneíza-se novamente. O processo é repetido pelo me- nos mais quatro vezes. 4. ANÁLISE E RESULTADOS A análise e os resultados do ensaio de compactação dos solos são apresentados da seguinte forma: Dados Experimentais: Os dados coletados durante o ensaio são organizados em uma tabela, registrando informações como a quantidade de água adicionada, a massa do solo úmido compactado com o molde, a massa do molde, a massa do solo úmido compactado, o volume do cilindro, o peso aparente úmido, a massa do solo úmido e seco com a cápsula, a massa da cápsula, a massa da água, a massa do solo seco, a umidade e a massa específica aparente seca. Curva de Compactação: Com os dados da tabela, é construído um gráfico da curva de compactação. Neste gráfico, a umidade é plotada no eixo das abscissas (eixo horizontal), e a massa específica aparente seca é plotada no eixo das ordenadas (eixo vertical). A curva resultante tem um formato semelhante a uma parábola. Cálculo da Massa Específica Aparente Seca: A massa específica aparente seca é calculada utilizando a seguinte equação: ρd = (Mu / V) / (1 + w), onde ρd é a massa específica aparente seca, Mu é a massa úmida do solo compactado, V é o volume do molde cilíndrico e w é o teor de umidade do solo compactado. Umidade Ótima: A umidade ótima do solo é determinada a partir da curva de compactação e corresponde ao ponto de massa específica aparente seca máxima, com uma aproximação de 0,5%. Dados Coletados: Os dados coletados no experimento incluem a massa do solo úmido compactado com o molde, a massa do solo úmido com a cápsula e a massa do solo seco com a cápsula. Foram coletados dados de 5 amostras de solo compactado, com a pesagem das amostras de solo úmido e seco realizadas após 24 horas na estufa. Conclusões: A compactação é um processo que melhora as propriedades do solo, reduzindo seus vazios por meio de pressão, impacto ou vibração, tornando o maciço mais homogêneo e aumentando o peso específico aparente do solo. A diminuição dos vazios do solo leva a uma redução na variação dos teores de umidade, da compressibilidade e da permeabilidade, além de aumentar a resistência ao cisalhamento e à erosão. Dados experimentais de compactação dos solos Água adicionada (g) 0 120 240 360 480 Solo Úmido Compactado + Molde (g) 9151,2 9232 9411,3 9373,1 9280,8 Molde (g) 5310 5310 5310 5310 5310 Solo Úmido Compactado (g) 3841,2 3922 4101,3 4063,1 3970,8 Volume do Cilíndro (cm³) 2086 2086 2086 2086 2086 Peso Aparente Úmido (g/cm³) 1,84 1,88 1,97 1,95 1,90 Solo Úmido + Cápsula (g) 74,9 75,4 80,1 76,7 75,2 Solo Seco + Cápsula (g) 65,9 65,6 68,3 64,5 62,2 Cápsula (g) 15,1 15,1 15,1 15,1 15,1 Água (g) 9 9,8 11,8 12,2 13 Solo seco (g) 50,8 50,5 53,2 49,4 47,1 Umidade (%) 17,72 19,41 22,18 24,70 27,60 Massa Específica Aparente Seca (g/cm³) 1,56 1,57 1,61 1,56 1,49 Utilize os dados da tabela 1 para construir um gráfico da curva de compactação com coordenadas cartesianas normais onde, os valores de umidade devem ser marcados no eixo das abscissas e os valores de massa específica aparente seca correspondentes a cada umidade devem ser marcados no eixo das ordenadas. A curva traçada deve possuir um formato semelhante a uma parábola, conforme figura a seguir: Para calcular a massa específica aparente seca, deve-se utilizar a equação: 𝜌𝑑 = 𝑀 𝑉(100 + 𝑤) ∗ 100 Sendo: ρd = massa específica aparente seca, em g/cm³; Mu = massa úmida do solo compactado, em g; V = volume do molde cilíndrico, em cm³; w = teor de umidade do solo compactado, em %. A umidade ótima do solo corresponde ao ponto de massa específica aparente seca máxima da curva de compactação e tem aproximação de 0,5%. Dados das amostras