Controle de compactação CBR

CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
DE SOLOS e ÍNDICE SUPORTE
CALIFÓRNIA
26/02/2013
Prof. Patrício Pires – [email protected]
Introdução
2
2ª Parte
Dia
12
Mês
Aula
-
6ª






26
7ª

5
8ª

–
–
9ª


19
Fevereiro
Março
12
Programação
CARNAVAL
Compactação de solos:
Energia de compactação do Proctor Normal;
Controle de compactação;
Frasco de Areia;
Balão volumétrico;
Densímetro nuclear;
Óleo;
Índice Suporte Califórnia (ISC ou CBR):
Energia de compactação do Proctor Normal.
Compacidade de Solos Arenosos:
Determinação dos índices de vazios máximo e mínimo;
Amostra Fofa;
Amostra Densa.
Determinação da condutividade hidráulica de solos (permeabilidade):
Ensaio de carga variável;
Ensaio de carga constante.
Introdução
3
3ª Parte
Dia
19
26
Mês
Março
2
9
11ª
12ª
Abril
23
30
Aula
10ª
13ª
14ª
15ª
Programação
Prova Parcial 02 / Entrega de Relatórios
Ensaio de Cisalhamento Direto:

Ensaio em amostra arenosa
Ensaio de Compressão Edométrica.
Determinação de Resistência Não-Drenada em Solos

Vane test de bancada;

Compressão simples;

Cone fall;

Triaxial não consolidado e não drenado.
Prova Parcial 03 / Entrega de Relatórios
Prova final
Controle de Compactação
4

Determinar o grau de compactação do solo
compactado.
 Densímetro
Nuclear;
 Frasco de Areia;
 Balão de borracha;
GC=( Peso específico de campo/ Peso específico de projeto)*100
Densímetro Nuclear
5
Não destrutivo e pseudo-não destrutivo
A medição se faz através
da emissão de raios gama,
por uma fonte radioativa.
Estes raios são contados
por um detector após
terem atravessado o
material. Dependendo da
densidade, o número de
raios que chegam ao
detector será maior ou
menor.
Existem 2 opções para a
operação, dependendo do
material e de sua
espessura: retro
transmissão ou
transmissão direta.
A aplicação é de fácil interpretação em asfalto (1 minuto por ensaio) e em
concreto compactado com rolo (cerca de 10 minutos por ensaio) – em solos,
demanda uma constante calibração e aferição do tipo do solo
Densímetro Nuclear
6
7
1. Método do Frasco de
Areia




Consiste em instalar em uma
superfície do terreno uma bandeja
com abertura circular de 15cm de
diâmetro.
Através dessa abertura escava-se
um buraco de 15cm de profundidade.
O solo escavado é pesado (Wt) e o
volume do solo (Vt) é o volume do
buraco aberto.
Enche-se o buraco com areia de
densidade conhecida. Sabendo-se o
peso da areia que preencheu o
buraco pode-se calcular o volume.
Método do frasco de areia
Determinação da massa de areia que preenche o funil e o orifício no
rebaixo da bandeja:
1. Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia,
determinar sua massa e anotar (M1).
2. Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no
rebaixo da bandeja, e colocar esta sobre uma superfície plana. Deixar a
areia escoar até cessar o movimento no interior do frasco. Retirar o
conjunto frasco + funil, determinar sua massa e anotar (M2).
3. A massa de areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo da bandeja
será: M3 = M1 – M2.
4. Repetir o procedimento de 1 a 3 pelo menos duas vezes. A massa da
areia M3 deverá ser a média de três determinações. Não são aceitos
resultados que diferenciem mais de 1% dó valor da média.
Método do Frasco de Areia
Determinação da massa específica da areia:
1. Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia,
determinar sua massa e anotar (M4).
2. Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no
rebaixo da bandeja, e colocar esta sobre a borda de um cilindro metálico
de volume conhecido (V). Deixar a areia escoar até cessar o seu
movimento. Fechar o registro e retirar o conjunto frasco + funil,
determinar sua massa (M5).
A massa de areia que preenche o cilindro de volume conhecido será:
M6 = M4 – M5 – M3
M3 é a massa de areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da
bandeja.
3. Repetir o procedimento de 1 a 3 pelo menos duas vezes. A massa da
areia que enche o cilindro deverá ser a média das três determinações.
Não são aceitos resultados que diferem de 1% do valor da média.
Calcular a massa específica da areia:
M6
 areia 
V
areia = massa específica aparente da areia
M6 = massa da areia que preencheu o cilindro
V = volume do cilindro
Determinação da massa de areia que preenche a cavidade do terreno:
1. Limpar a superfície do terreno, tornando-a plana e horizontal.
2. Colocar a bandeja, certificando se há um bom contato entre a superfície
do terreno e a bandeja em torno do orifício central. Escavar com o
auxílio da talhadeira uma cavidade cilíndrica no terreno com
profundidade cerca de 15 cm.
3. Recolher cuidadosamente na bandeja o solo extraído da cavidade,
determinar a massa do material e anotar (Mh).
4.
Determinar o teor de
umidade (h), do solo
extraído da cavidade
através do Speedy.
5.
Montar o conjunto
frasco + funil, estando o
frasco cheio de areia,
determinar sua massa
(M7).
6. Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no
rebaixo da bandeja. Deixar a areia escoar até cessar o seu movimento
no interior do frasco. Retirar o conjunto frasco + funil, determinar sua
massa e anotar (M8).
7. A massa de areia deslocada que preencheu o funil, o orifício no rebaixo
da bandeja e a cavidade do terreno será:
M9 = M7 – M8
8. A massa de areia deslocada que preencheu a cavidade no terreno será:
M10 = M9 – M3
Cálculos:
M h 100
 s   areia
M 10 100  h
s = massa específica aparente seca do solo in situ
areia = massa específica aparente da areia
Mh = massa do solo extraído da cavidade no terreno
h = teor de umidade do solo extraído da cavidade do terreno
Índice de Suporte Califórnia (ISC)
14
Índice de Suporte Califórnia (ISC)
 Subleito: GC  100%, CBR  2%, Exp. ≤ 2%
 Reforço do Subleito: CBR  subleito, Exp. ≤ 1%
(medida com sobrecarga de 10 lb)
 Sub-base: CBR  20%, Exp. ≤ 1%
 Base: CBR  80%, Exp. 0,5%, LL ≤ 25%, IP ≤ 6%
Índice de Suporte Califórnia (ISC)
California Bearing Ratio (CBR)
Objetivo
Determinar o valor relativo de suporte dos solos
por meio de ensaio com amostras deformadas,
moldadas na “umidade ótima” definida em
ensaio de compactação.
É a base do dimensionamento de pavimentos
flexíveis.
Mede a resistência do solo sob condições
controladas de umidade e densidade
Procedimento
Compreende 4 fases:
Preparação das amostras
Moldagem do corpo de prova
Expansão
Penetração
Preparação e moldagem da
amostra
1. Solo seco ao ar, destorroado, homogeneizado e
quarteado. O material é passado na peneira de ¾” (19,1mm) e separase 6 kg – solos argilosos e siltosos
7 kg – solos arenosos ou pedregulhosos
Determina-se a umidade higroscópica
2. Moldagem feita na umidade ótima determinada pelo ensaio de
compactação. Adiciona-se a quantidade de água necessária para que o
solo atinja a umidade ótima.
Homogeneiza-se a amostra e procede-se a compactação do solo dentro
do molde.
3. O solo é compactado em 5 camadas aproximadamente iguais, com
soquete de 4,53 kg, caindo de uma altura de 45,72 cm e aplicando-se o
número de golpes correspondente a energia de compactação desejada.
4. Determina-se a umidade observando variação máxima de 0,5% da
ótima.
Expansão da amostra
1. Terminada a moldagem o disco
espaçador é retirado e monta-se o aparato para
que se observe a expansão da amostra no espaço
deixado pelo disco.
Esse aparato consta de: sobrecarga, extensômetro montado sobre um
tripé colocado no bordo superior do cilindro e um tanque com água
para imersão da amostra.
2. O conjunto é colocado no tanque com uma lâmina d´água de
aproximadamente 1” acima.
O conjunto fica imerso por 96h e devem ser feitas leituras de 24 em
24h.
A expansão varia de acordo com a natureza do solo. Solos turfosos e
argilosos podem sofrer expansões superiores a 10%.
Ensaio CBR (Califonia Bearing Ratio)
Determinação da expansão
Ensaio de penetração
1. Coloca-se o conjunto molde + amostra + sobrecarga na prensa e
executa-se o ensaio de penetração do pistão no solo com velocidade
constante de 0,5”/min. Faz-se leituras da carga de penetração no
extensômetro do anel dinamométrico.
2. As leituras no extensômetro do anel medem seus encurtamentos
provenientes das cargas.
Apresentação dos resultados
Curva pressão x penetração
CBR1 
c
CBR2 
Se a curva apresentar ponto de inflexão deve-se fazer a correção.
Calcula-se a relação entre a pressão de penetração no solo ensaiado e
numa brita padrão para os valores de 0,1” e 0,2”. O maior dos dois valores
será o CBR do solo.
P1 '
Ppadrão( 0,1")
P2 '
Ppadrão( 0, 2")
Ensaio CBR (Califonia Bearing Ratio)
Curva pressão versus deformação –
gráfico com correção
Deformação (mm)
Ensaio CBR (Califonia Bearing Ratio)
(a) Base perfurada, (b) colocação do papel filtro, (c) esquema da compactação
(a) Disco anelar de carga, (b) e (c) montagem e esquema para determinação da expansão
Ensaio de Resiliência
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O termo resiliência significa energia armazenada em um corpo deformado
elasticamente, que é desenvolvida quando cessam as tensões causadoras das
deformações; ou seja, é a energia potencial de deformação. (Medina, 1997)