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1 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL O desempenho de obras está associado ao comportamento dos solos que suportam as suas cargas Todo material sofre deformação quando está sujeito a esforços e os solos não são diferentes Entre as deformações podese citar as associadas ao adensamento O adensamento é um processo lento e gradual em que há redução do índice de vazios de um solo por expulsão do fluido intersticial Este processo pode ocorrer em diversas áreas da engenharia como por exemplo na aplicação de uma sobrecarga sobre o solo durante a drenagem de um determinado volume de água dos poros ou por bombeamento da água do solo KNAPPETT e CRAIG 2016 A variação de volume dos solos por efeito de compressão é influenciada por diversos fatores como granulometria grau de saturação permeabilidade densidade e tempo de ação em que a carga de compressão é aplicada O adensamento unilateral é um método utilizado para determinar as propriedades de adensamento do solo caracterizadas pela velocidade e magnitude das deformações quando uma amostra indeformada de solo é lateralmente confinada e axialmente carregada e drenada De acordo com Craig 2007 no ensaio são aplicados ao solo sucessivos incrementos de carga que dobram de intensidade a cada novo carregamento Com os resultados podese obter a variação da espessura do corpo de prova e o índice de vazios no final de cada período de incremento de pressão em relação à tensão efetiva correspondente Os procedimentos desse ensaio são detalhados pela NBR 16853 ABNT 2020 Solo Ensaio de Adensamento Unidimensional O ensaio utiliza um elemento de solo lateralmente confinado e axialmente carregando com pressão constante a cada incremento até que todo o excesso de pressão na água dos poros seja dissipado Para isso alguns equipamentos são necessários como sistema de aplicação de carga prensa de adensamento célula de adensamento para o corpo de prova talhador balança 2 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL deflectômetro cronometro relógio termômetro e equipamentos gerais A célula de adensamento do tipo anel fixo é detalhada na Figura 1 Essa célula é composta de uma base rígida um anel para fixar o corpo de prova pedras porosas e um cabeçote rígido para o carregamento O anel de adensamento tipo fixo tem diâmetro interno de no mínimo 50 mm e altura de no mínimo 13 mm A altura não pode ser inferior a dez vezes o máximo diâmetro da partícula do solo A relação entre as medidas do diâmetro interno e altura do anel deve respeitar a proporção de no mínimo 25 Figura 1 Célula de adensamento tipo fixo Já as pedras porosas devem ser quimicamente inertes ao solo e a água contida nos poros Podese utilizar também um papel filtro resistente entre a mesma e o solo O conjunto de pedra porosa e papel filtro deve ter permeabilidade suficientemente alta para não influenciar nos resultados dos ensaios O diâmetro da pedra porosa deve ser de 02mm e a 05mm menor que o diâmetro interno do anel O corpo de prova utilizado no ensaio pode ser obtido através de amostras indeformadas a partir de blocos que devem ser talhados Devese preparar o material em laboratório com temperatura e umidade controladas O corpo de prova é então introduzido com sobre altura ao anel de adensamento utilizado permitindo assim regularização da superfície final do topo com ajuda de uma régua biselada ou material semelhante Nessa etapa também devese obter a massa do corpo de prova diâmetro interno e altura do anel de adensamento Obter também a massa do conjunto do corpo de prova e anel de adensamento Com as aparas remanescentes da talhagem obter o teor de umidade do material 3 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL A montagem da célula de adensamento deve ser realizada seguindo as diretrizes da NBR 16853ABNT 2020 A sequência a ser seguida é base rígida pedra porosa inferior papel filtro corpo de prova no anel papel filtro e pedra porosa superior Após essa montagem o cabeçote metálico ajustase ao conjunto O deflectômetro também deve ser ajustado No primeiro momento uma carga de pressão de assentamento é aplicada sendo de 5kPa quilopascal para solos resistentes e 2kPa para solos classificados como moles O deflectômetro é novamente zero após essa carga inicial Após 5 minutos da aplicação da carga de assentamento o ensaio de adensamento inicia É transmitida à célula de adensamento pressões totais de aproximadamente 10kPa 20 kPa 40 kPa 80 kPa 160kPa e assim sucessivamente sempre dobrando o valor da carga A cada incremento devese observar as leituras no deflectômetro da altura ou variação de altura do corpo de prova original nos seguintes intervalos de tempo 18 min ¼ minutos ½ minutos 1 minuto 2 minutos 4 minutos 8 minutos 15 minutos 30 minutos 1 hora 2 horas 4 horas 8 horas e por fim 24 horas Ou seja cada carga ou incremento terá diversas leituras no intervalo de tempo de 24 horas Realizadas as leituras devese realizar o descarregamento do corpo de prova em no mínimo três estágios ou seja três etapas O deflectômetro também deve ter suas leituras lidas Após todo o descarregamento chegando a 10kPa devese retirar o corpo de prova da célula e determinar sua massa e umidade após fim do ensaio Com os resultados obtidos além da massa específica aparente seca inicial e do índice de vazios inicial pode ser diversos parâmetros O primeiro é a altura dos sólidos seguindo a equação a seguir 𝐻𝑆 𝐻𝑖 1 𝑒𝑖 Sendo HS altura dos sólidos em cm Hi altura inicial do corpo de prova em cm ei índice de vazios inicial 4 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email 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𝐻0 𝐻100 2 A partir desses parâmetros podese finalmente calcular o coeficiente de adensamento 𝑐𝑣 0197 05 𝐻50² 𝑡50 Sendo cv coeficiente de adensamento em cm²s 5 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL H50 altura do corpo de prova correspondente a 50 do adensamento primário em cm t50 tempo correspondente a 50 do adensamento primário A pressão de pré adensamento também pode ser determinada pelo processo de Casagrande A partir da curva índice de vazios por pressão obter o ponto de mínimo raio da curva traçar uma paralela ao eixo das abcissas e uma tangente a curva Traçase então a bissetriz do angulo formado entre as retas A abcissa da intersecção da bissetriz com o prolongamento do trecho virgem corresponde à pressão de pré adensamento A tensão de préadensamento é um dos parâmetros mais relevantes na estimativa de recalques de aterros em solos de classificação muito moles Essa é a tensão que separa o regime de pequenas e grandes deformações de um solo sob compressão Por fim podese encontrar também o índice de compressão a partir da curva logarítmica entre a pressão aplicada e índice de vazios conforme a Figura 2 Figura 2 Curva entre índice de vazios e pressão 6 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL A partir do trecho virgem da reta podese calcular o índice pela equação 𝐶𝑐 𝑒1 𝑒2 𝑙𝑜𝑔𝜎2 𝑙𝑜𝑔𝜎1 Sendo CC índice de compressão e1 e2 índice de vazios em 2 pontos quaisquer do trecho virgem σ1 σ2 pressão associada aos índices de vazios 7 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 16853 Solo Ensaio de adensamento unidimensional Rio de Janeiro 2020 CRAIG R F KNAPPETT J A Mecanica Dos Solos 7 ed sl LTC 2007 KNAPPETT J A CRAIG R F Mecânica dos Solos Tradução de A E A KURBAN 8ª ed Rio de Janeiro LTC 2016
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1 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL O desempenho de obras está associado ao comportamento dos solos que suportam as suas cargas Todo material sofre deformação quando está sujeito a esforços e os solos não são diferentes Entre as deformações podese citar as associadas ao adensamento O adensamento é um processo lento e gradual em que há redução do índice de vazios de um solo por expulsão do fluido intersticial Este processo pode ocorrer em diversas áreas da engenharia como por exemplo na aplicação de uma sobrecarga sobre o solo durante a drenagem de um determinado volume de água dos poros ou por bombeamento da água do solo KNAPPETT e CRAIG 2016 A variação de volume dos solos por efeito de compressão é influenciada por diversos fatores como granulometria grau de saturação permeabilidade densidade e tempo de ação em que a carga de compressão é aplicada O adensamento unilateral é um método utilizado para determinar as propriedades de adensamento do solo caracterizadas pela velocidade e magnitude das deformações quando uma amostra indeformada de solo é lateralmente confinada e axialmente carregada e drenada De acordo com Craig 2007 no ensaio são aplicados ao solo sucessivos incrementos de carga que dobram de intensidade a cada novo carregamento Com os resultados podese obter a variação da espessura do corpo de prova e o índice de vazios no final de cada período de incremento de pressão em relação à tensão efetiva correspondente Os procedimentos desse ensaio são detalhados pela NBR 16853 ABNT 2020 Solo Ensaio de Adensamento Unidimensional O ensaio utiliza um elemento de solo lateralmente confinado e axialmente carregando com pressão constante a cada incremento até que todo o excesso de pressão na água dos poros seja dissipado Para isso alguns equipamentos são necessários como sistema de aplicação de carga prensa de adensamento célula de adensamento para o corpo de prova talhador balança 2 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL deflectômetro cronometro relógio termômetro e equipamentos gerais A célula de adensamento do tipo anel fixo é detalhada na Figura 1 Essa célula é composta de uma base rígida um anel para fixar o corpo de prova pedras porosas e um cabeçote rígido para o carregamento O anel de adensamento tipo fixo tem diâmetro interno de no mínimo 50 mm e altura de no mínimo 13 mm A altura não pode ser inferior a dez vezes o máximo diâmetro da partícula do solo A relação entre as medidas do diâmetro interno e altura do anel deve respeitar a proporção de no mínimo 25 Figura 1 Célula de adensamento tipo fixo Já as pedras porosas devem ser quimicamente inertes ao solo e a água contida nos poros Podese utilizar também um papel filtro resistente entre a mesma e o solo O conjunto de pedra porosa e papel filtro deve ter permeabilidade suficientemente alta para não influenciar nos resultados dos ensaios O diâmetro da pedra porosa deve ser de 02mm e a 05mm menor que o diâmetro interno do anel O corpo de prova utilizado no ensaio pode ser obtido através de amostras indeformadas a partir de blocos que devem ser talhados Devese preparar o material em laboratório com temperatura e umidade controladas O corpo de prova é então introduzido com sobre altura ao anel de adensamento utilizado permitindo assim regularização da superfície final do topo com ajuda de uma régua biselada ou material semelhante Nessa etapa também devese obter a massa do corpo de prova diâmetro interno e altura do anel de adensamento Obter também a massa do conjunto do corpo de prova e anel de adensamento Com as aparas remanescentes da talhagem obter o teor de umidade do material 3 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 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do corpo de prova original nos seguintes intervalos de tempo 18 min ¼ minutos ½ minutos 1 minuto 2 minutos 4 minutos 8 minutos 15 minutos 30 minutos 1 hora 2 horas 4 horas 8 horas e por fim 24 horas Ou seja cada carga ou incremento terá diversas leituras no intervalo de tempo de 24 horas Realizadas as leituras devese realizar o descarregamento do corpo de prova em no mínimo três estágios ou seja três etapas O deflectômetro também deve ter suas leituras lidas Após todo o descarregamento chegando a 10kPa devese retirar o corpo de prova da célula e determinar sua massa e umidade após fim do ensaio Com os resultados obtidos além da massa específica aparente seca inicial e do índice de vazios inicial pode ser diversos parâmetros O primeiro é a altura dos sólidos seguindo a equação a seguir 𝐻𝑆 𝐻𝑖 1 𝑒𝑖 Sendo HS altura dos sólidos em cm Hi altura inicial do corpo de prova em cm ei índice de vazios inicial 4 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email 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𝐻0 𝐻100 2 A partir desses parâmetros podese finalmente calcular o coeficiente de adensamento 𝑐𝑣 0197 05 𝐻50² 𝑡50 Sendo cv coeficiente de adensamento em cm²s 5 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL H50 altura do corpo de prova correspondente a 50 do adensamento primário em cm t50 tempo correspondente a 50 do adensamento primário A pressão de pré adensamento também pode ser determinada pelo processo de Casagrande A partir da curva índice de vazios por pressão obter o ponto de mínimo raio da curva traçar uma paralela ao eixo das abcissas e uma tangente a curva Traçase então a bissetriz do angulo formado entre as retas A abcissa da intersecção da bissetriz com o prolongamento do trecho virgem corresponde à pressão de pré adensamento A tensão de préadensamento é um dos parâmetros mais relevantes na estimativa de recalques de aterros em solos de classificação muito moles Essa é a tensão que separa o regime de pequenas e grandes deformações de um solo sob compressão Por fim podese encontrar também o índice de compressão a partir da curva logarítmica entre a pressão aplicada e índice de vazios conforme a Figura 2 Figura 2 Curva entre índice de vazios e pressão 6 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL A partir do trecho virgem da reta podese calcular o índice pela equação 𝐶𝑐 𝑒1 𝑒2 𝑙𝑜𝑔𝜎2 𝑙𝑜𝑔𝜎1 Sendo CC índice de compressão e1 e2 índice de vazios em 2 pontos quaisquer do trecho virgem σ1 σ2 pressão associada aos índices de vazios 7 ALGETEC SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP 40260215 Fone 71 32723504 Email contatoalgeteccombr Site wwwalgeteccombr LABORATÓRIO DE CIVIL ENSAIO DE ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 16853 Solo Ensaio de adensamento unidimensional Rio de Janeiro 2020 CRAIG R F KNAPPETT J A Mecanica Dos Solos 7 ed sl LTC 2007 KNAPPETT J A CRAIG R F Mecânica dos Solos Tradução de A E A KURBAN 8ª ed Rio de Janeiro LTC 2016