Compactacao e Adensamento - Aula Introdutoria e Diferenciacao

COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO Isabela Ferreira Batista Digitar o título do capítulo 2 Olá aluno a Unifacear Seja bemvindo a à aula Compactação e Adensamento INTRODUÇÃO Olá queridos alunos Nesta aula apresentaremos a diferença entre Compactação e Adensamento e Iremos aprofundar nossos conhecimentos na parte de compactação Nas próximas aulas veremos mais a fundo a aplicação do conceito Adensamento Neste tópico veremos Compactação versus adensamento Aplicação da compactação Ensaio de compactação Fatores que influenciam na compactação Tipos de energia de compactação Exemplo Animados COMPACTAÇÃO VERSUS ADENSAMENTO Compactação é um processo mecânico ou manual para redução dos vazios do solo os primeiros trabalhos sobre compactação são atribuídos ao engenheiro norte americano Proctor 1933 hoje os ensaios de compactação levam seu nome Já a Teoria do Adensamento foi desenvolvida por Terzaghi e afirma que quando o solo é solicitado por uma pressão o volume irá diminuir devido a três fatores a compressão dos grãos a compressão do ar e do líquido presente nos vazios a saída de ar e líquido dos vazios Contudo é preciso atenção pois compactação é diferente de Adensamento na compactação a quantidade de partículas permanece constante e a variação de volume do solo é resultante da variação de volume dos vazios PINTO 2006 Assim a diminuição do índice de vazios e a quebra de estruturas sólidas em função da aplicação de cargas geram redução de volume e assim uma estrutura mais densa Digitar o título do capítulo 3 Já o adensamento é resultado da variação do volume do solo devido a drenagem de água através do tempo conforme descrito na Figura 1 Figura 1 Compressão versus Adensamento Fonte BATISTA 2023 Atenção Não confundir curva de compressão com curva de adensamento curva de compressão magnitude dos recalques curva de adensamento velocidade dos recalques PINTO 2006 APLICAÇÃO DA COMPACTAÇÃO Agora que fizemos a diferenciação entre compactação e Adensamento vamos aprofundar nossos conhecimentos na compactação que é muito usada em obras de engenharia para Aumentar a densidade do solo Aumentar a resistência Evitar recalques Diminuir a permeabilidade A compactação é comumente usada em obras de terra como Aterros Pavimento Barragens Digitar o título do capítulo 4 E outros A compactação é realizada de forma manual ou mecânica aplicando uma energia do solo Em campo o solo é umedecido com sua umidade ótima determinada em laboratório e após isso é aplicada uma força de compressão repetidamente conforme determinado no projeto Os principais equipamentos de compactação usados em campo são Compactador de Solo Placa Vibratória Rolo Compactador Figura 2 Rolo Compactador Pé de Carneiro Atenção A escolha do tipo de equipamento depende do tipo de solo arenoso ou argiloso Figura 2 Rolo Compactador usado para compactação de solos Fonte PictureFree 2023 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO Para garantir que a compactação realizada em campo seja adequada é preciso é preciso realizar o ensaio de compactação também conhecido como Ensaio Normal de Proctor ou AASHTO American Association of State Highway Officials este ensaio tem o objetivo de determinar a correlação entre o teor Digitar o título do capítulo 5 de umidade e o peso específico seco de um solo quando compactado com determinada energia a Figura 3 apresenta esta correlação Figura 3 Curva de compactação Fonte PINTO 2006 Observe na Figura 3 que com o aumento do teor de umidade teremos um aumento na densidade contudo ao atingir uma determinada umidade que é chamada de umidade ótima a densidade alcança seu maior valor possível a parti disso caso ocorra elevação da umidade a densidade seca irá diminuir O ensaio Proctor é justamente realizado para determinar a umidade ótima A Figura 4 apresenta curvas de compactação de alguns solos brasileiros observe caro aluno a variação da umidade ótima veja como a umidade ótima irá variar conforme o tipo de solo Perceba que quanto maior a granulometria do solo menor será o teor de umidade necessário para atingir o nível máximo de densidade Digitar o título do capítulo 6 Figura 4 Valores típicos de umidade ótima para alguns solos Fonte PINTO 2006 FATORES QUE INFLUENCIAM NA COMPACTAÇÃO Como vimos na Figura 4 alguns fatores influenciam na compactação como o tipo do solo umidade além disso a energia aplicada também irá influenciar Veja na Figura 5 a influência da energia de compactação em um mesmo solo Figura 5 Influência da energia de compactação Digitar o título do capítulo 7 Fonte PINTO 2006 TIPOS DE ENERGIA DE COMPACTAÇÃO A energia de compactação é a pressão que o é submetido de forma a rearranjar suas partículas tornandoas mais próximas e consequentemente aumentando a densidade Em campo a compactação é realizada por máquinas contudo em laboratório podemos determinar a energia de compactação por meio dos ensaios de Proctor Cada um dos ensaios de Proctor gera uma diferente energia de compactação também normatizada e pode ser calculada pela equação a seguir 𝑬 𝑷𝒉𝑵𝒏 𝒗 Onde E energia específica de compactação que desejamos determinar P peso do soquete h altura de queda do soquete N número de golpes por camada n número de camadas V volume do solo compactado Os tipos de ensaio Proctor são Digitar o título do capítulo 8 Compactação leve Proctor normal em molde pequeno Compactação leve Proctor normal em molde grande Compactação pesada Proctor modificado em molde pequeno Compactação pesada Proctor modificado em molde grande A Tabela 1 apresenta os parâmetros para determinação do ensaio conforme a NBR NBR7182 Tabela 1 Energia de Compactação Fonte NBR7182 1986 EXEMPLO DE UM ENSAIO DE COMPACTAÇÃO Este exemplo foi realizado por Nonato 2016 conforme NBR 6457 A amostra de solo foi previamente seca em estufa à 105 C até atingir a umidade higroscópica de 267 Conforme descrito por Pinto 2006 é preciso encontrar no mínimo 5 pontos conforme a norma especifica para isso é preciso encontrar o teor de umidade e o peso específico aparente seco Vale ressaltar que o ideal é determinar dois pontos no ramo úmido e um ponto o mais próximo possível da umidade ótima por isso o ensaio deve ser realizado quantas vezes for preciso focando neste objetivo Foi determinada que a energia de compactação seria normal com 3 camadas de solo 26 golpes com o soquete pequeno e energia de compactação normal O passo a passo para a realização do ensaio é Digitar o título do capítulo 9 1 Acrescentar água a amostra de solo 2 Homogeneizar a amostra de solo 3 Preencher o cilindro com solo respeitando as 3 camadas 4 Aplicar 26 golpes em cada camada 5 Pesar o conjunto cilindro solo anotando a massa 6 Extrair a amostra do cilindro 7 Coletar três amostras e determinar o teor de umidade Os dados coletados por Nonato 2016 estão apresentados na Tabela 2 Tabela 2 Dados para ensaio de compactação Amostr a Cápsul a Peso da capsula g Peso da Cápsula Amostra solo úmido g Peso da Cápsula Amostra solo seco g 1 a 820 1358 1254 1 b 803 1508 1371 1 c 800 1297 1198 2 a 866 1600 1449 2 b 822 1617 1452 2 c 797 1781 1576 3 a 837 142 1288 3 b 787 2081 1789 3 c 807 1871 1631 4 a 496 1604 1334 4 b 497 1821 1500 4 c 521 1398 1193 5 a 521 2311 1866 5 b 520 2455 1964 5 c 494 2003 1616 Fonte Adaptado de Nonato 2016 A partir dos dados que o ensaio forneceu e exposto na tabela foi calculado então o teor de umidade dos cincos pontos e o peso específico aparente seco para que assim pudesse ser feito a curva de compactação para que assim seja possível determinar o teor de umidade ótimo NONATO 2016 O teor de umidade foi calculado sendo o peso solo úmido subtraído pelo peso do solo seco divido pelo solo seco Foi calculado para as 3 cápsulas de cada ponto e feito então uma média das três assim para cada um dos 5 pontos obtendo então os 5 pontos do teor de umidade Para determinar o peso específico aparente seco foi usado a fórmula abaixo Digitar o título do capítulo 10 Sendo d peso específico aparente seco Ws peso do solo peso do cilindro peso do solo w peso específico da água V volume do cilindro Sabendo que o peso do cilindro é 622 kg O volume do cilindro foi calculado e o resultado foi de 101106 mm³ Com todos os valores já anotados e fórmulas definidas foram então calculados todos os valores necessários e então plotados na Figura 6 Figura 6 Curva de compactação Fonte Nonato 2016 Digitar o título do capítulo 11 RESUMO Parabéns por ter chegado até aqui foi uma aula densa mas você aprendeu O que é compactação A diferença entre compactação e Adensamento A Aplicação da compactação O ensaio de compactação E um exemplo real de determinação da umidade ótima Digitar o título do capítulo 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 718286 Solo ensaio de compactação NONATO Guilherme Henrique Waltrick Ensaio de compactação do solo Universidade tecnológica federal do paraná 2016 Disponível em l1nqcomGx7vN PINTO Carlos de Sousa Curso básico de mecânica dos solos São Paulo Oficina de Textos 2006 Disponível em httpsplataformabvirtualcombrAcervoPublicacao170502