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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS - UNISINOS UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CAREN ADRIANE SANTOS ISAEL HENRIQUE DA SILVA JARDEL RICHTER JÉSSICA TALANA WERLE MARIÉLI GARCIA MECÂNICA DOS SOLOS I RELATÓRIO DE ENSAIOS DE LABORATÓRIO GRAU B SÃO LEOPOLDO 2014

Relatório Solos GB - Final

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Page 1: Relatório Solos GB - Final

UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS - UNISINOS

UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

CAREN ADRIANE SANTOS

ISAEL HENRIQUE DA SILVA

JARDEL RICHTER

JÉSSICA TALANA WERLE

MARIÉLI GARCIA

MECÂNICA DOS SOLOS I

RELATÓRIO DE ENSAIOS DE LABORATÓRIO GRAU B

SÃO LEOPOLDO

2014

Page 2: Relatório Solos GB - Final

CAREN ADRIANE SANTOS

ISAEL HENRIQUE DA SILVA

JARDEL RICHTER

JÉSSICA TALANA WERLE

MARIÉLI GARCIA

RELATÓRIO DE ENSAIOS DE LABORATÓRIO

Relatório de experimento de laboratório

apresentado ao Curso de Engenharia Civil da

Universidade do Vale do Rio dos Sinos -

UNISINOS como parte dos requisitos para a

obtenção de nota referente ao grau B da

disciplina de Mecânica dos Solos I.

SÃO LEOPOLDO

2014

Page 3: Relatório Solos GB - Final

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3

2. LOCALIZAÇÃO E AMOSTRAGEM .................................................................... 4

3. LIMITE DE LIQUIDEZ - RESULTADOS OBTIDOS EM ENSAIOS ANTERIORES 6

4. ENSAIOS ................................................................................................................ 7

4.1 ENSAIO NORMAL DE COMPACTAÇÃO ...................................................................... 7

4.1.1 MÉTODO DE ENSAIO ............................................................................... 9

4.1.2 RESULTADOS OBTIDOS ......................................................................... 10

4.1.3 CURVA DE COMPACTAÇÃO E CURVA DE SATURAÇÃO .................... 12

4.2 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (ISC) .......................................................... 15

4.2.1 COMPACTAÇÃO ...................................................................................... 15

4.2.2 EXPANSÃO ............................................................................................. 17

4.2.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA – PENETRAÇÃO ......................... 18

4.3 CISALHAMENTO DIRETO ...................................................................................... 21

4.3.1 MÉTODO DE ENSAIO E MATERIAIS UTILIZADOS ................................ 21

4.3.2 RESULTADOS OBTIDOS ......................................................................... 22

4.4 ENSAIO DE COMPRESSÃO SIMPLES ..................................................................... 32

4.4.1 MÉTODO DE ENSAIO E MATERIAIS UTILIZADOS ................................ 32

4.4.2 RESULTADOS OBTIDOS ......................................................................... 33

4.5 CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA .............................................................................. 37

4.4.1 MÉTODO DE ENSAIO E MATERIAIS UTILIZADOS ................................ 37

4.4.2 RESULTADOS OBTIDOS ......................................................................... 38

5 CONCLUSÕES ....................................................................................................... 40

REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 41

Page 4: Relatório Solos GB - Final

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1. INTRODUÇÃO

O estudo de mecânica dos solos tem por objetivo prever o comportamento

dos solos (maciços terrosos) quando submetidos a solicitações provocadas,

geralmente, por obras da construção civil.

Para aprofundarmos estes conhecimentos práticos, a disciplina de Mecânica

dos Solos I, do curso de Engenharia Civil (Unisinos), propõe aos alunos que tragam

amostras de solos para os laboratórios da Universidade e, a partir daí, iniciem a

análise do material, conforme o conteúdo ensinado em sala de aula. Este processo é

dividido em duas etapas, a primeira já foi concluída e, através dela, definimos que a

amostra que coletada se tratava de um silte arenoso, além disso, obtivemos os

valores dos índices físicos, dos estados de consistência limites, da granulometria,

entre outros dados já relatados anteriormente.

O presente relatório é referente à etapa final da análise do solo e tem a

finalidade de apresentar a descrição, os valores obtidos e a interpretação destes

valores para o Ensaio Normal de Compactação, para o Ensaio de Índice de Suporte

Califórnia, para o Ensaio de Cisalhamento Direto e para o Ensaio de Condutividade

Hidráulica.

Page 5: Relatório Solos GB - Final

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2. LOCALIZAÇÃO E AMOSTRAGEM

Para a realização dos ensaios de laboratório da disciplina de mecânica dos

solos I, coletamos uma amostra de solo com dimensões aproximadas de 30 cm x 30

cm x 30 cm.

A amostra foi retirada no dia 10 de agosto de 2014, na cidade de Novo

Hamburgo. Em um terreno localizado aproximadamente 229 metros da Rua Tarcísio

Antonio Bruxel, Novo Hamburgo – RS. Conforme Imagem 1.

Imagem 1: Local da coleta da Amostra

No dia da coleta haviam algumas nuvens no céu, mas com sol predominante,

a temperatura estava entre 25°C e 30°C.

As ferramentas utilizadas para a retirada da amostra indeformada foram pá,

pá de corte e enxada. Após a retirada, o solo foi revestido com filme plástico, afim de

preservar a umidade, e acondicionado em uma caixa de papel.

Page 6: Relatório Solos GB - Final

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Após o material foi transportado em um automóvel até o laboratório da

Universidade, onde se iniciou a preparação das amostras e os ensaios.

Imagem 2: Coleta da amostra indeformada

Imagem 3: Terreno e Material

Page 7: Relatório Solos GB - Final

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3. LIMITE DE LIQUIDEZ - RESULTADOS OBTIDOS EM ENSAIOS ANTERIORES

Para darmos início aos ensaios de compactação, índice de suporte Califórnia,

ensaio de cisalhamento direto e de compressão simples, precisamos recorrer a

alguns resultados obtidos nos ensaios realizados anteriormente. Abaixo segue

tabela com os principais resultados obtidos, entre eles o de Limite de Liquidez,

utilizado no ensaio de compactação:

Peso específico Real dos Grãos (g s) 2,648

Umidade (ω) 16,478

LL (umidade no gráfico onde nº de golpes é igual 25) 24,70

LP (média entre as umidades) 19,29

LC (resultado obtido na realização de outro ensaio) 16,65

IP = (LL - LP) = 5,41

IC = (LL - ω)/ IP = 1,520

IL = (ω - LP) / IP = -0,520

Tabela 1: dados ensaio limite de liquidez

Page 8: Relatório Solos GB - Final

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4. ENSAIOS

Foram realizados em laboratório diversos ensaios para determinação da

compactação do solo, cisalhamento, compressão simples e condutividade hidráulica.

Ressalta-se que todos os ensaios foram realizados através de procedimentos

regularizados nas normas brasileiras sob a supervisão da instrutora do laboratório

da Universidade.

4.1 Ensaio Normal de Compactação

A compactação do solo consiste no processo de redução do volume de

vazios, gerando assim um aumento em sua resistência e tornando-o mais estável. A

compactação do solo visa melhorar suas características quanto à resistência,

permeabilidade, compressibilidade e absorção d’água.

Quando realiza-se a compactação de um solo, sob diferentes condições de

umidade e para determinada energia de compactação, a curva de variação dos

pesos específicos, em função da umidade, fica conforme indicado na figura abaixo:

Page 9: Relatório Solos GB - Final

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Imagem 4: Modelo de Curva de compactação e saturação

A curva acima nos mostra que, em um determinado ponto para o qual o peso

específico aparente é máximo, a umidade correspondente a este ponto é

denominada umidade ótima, portanto, para cada tipo solo, dada uma energia de

compactação, existem um peso especifico aparente máximo e uma umidade ótima.

As curvas de compactação, embora difiram para cada tipo de solo, se

assemelham quanto à forma, conforme indicações abaixo:

Page 10: Relatório Solos GB - Final

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Imagem 5: Curvas de compactação para diferentes solos

4.1.1 MÉTODO DE ENSAIO

O ensaio de compactação normal é padronizado no Brasil pela NBR 7182/86.

Inicialmente separa-se 3000g de solo destorroado e passante na peneira #4

(4,8mm) e coloca-se na bandeja. Determina-se a umidade higroscópica pelo método

da frigideira, com cerca de 100g de solo e o limite de liquidez através de uma

interpolação linear, a fim de estimar a umidade ótima.

Conforme os cálculos realizados no item 4.1.2, acrescentamos água ao solo,

cerca de 115g, então misturamos o material até ele ficar totalmente homogêneo.

Esta mistura irá ser colocada no molde nº18, cujas descrições também se encontram

no item 4.1.2.

Imagem 6: Destorroamento, ao fundo molde nº18.

Com o molde cilíndrico apoiado sobre uma base rígida, adiciona-se a primeira

camada de solo no cilindro e compacta-se com 26 golpes com auxílio do soquete de

2,5kg que cai de uma altura de 30,5 cm, tomando o cuidado para que os golpes do

soquete sejam aplicados verticalmente e distribuídos uniformemente sobre a

Page 11: Relatório Solos GB - Final

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superfície da camada. O procedimento deve ser repetido no total de três vezes, de

forma que todas as camadas tenham aproximadamente a mesma altura, e a última

deve ultrapassar o colarinho removível do molde, este pode ser observado na

imagem 6.

Após compactar a primeira camada, antes de colocar a próxima de solo,

devem ser feitas hachuras no solo compactado, para garantir uma melhor fixação

entre as camadas e simular uma situação bem próxima à real. Este procedimento

deve ser repedido a cada camada que for acrescentada.

Após a compactação da última camada, retira-se o colarinho depois de

escarifar o material em contato com a parede do cilindro, o excesso de solo

compactado acima do molde deve ser nivelado com o auxilio de uma régua.

Pesa-se então o conjunto cilindro + solo compactado e subtrai-se o peso do

molde. A diferença é a massa úmida do solo compactado.

Com a ajuda de um macaco hidráulico, retira-se o corpo de prova do molde, e

do centro do corpo de prova é extraída uma amostra para determinação da umidade

pelo método da estufa.

Após desmoldado, destorroa-se o material conforme a preparação inicial e se

junta com o remanescente na bandeja. Para o nosso caso por ser um material

visualmente seco foi adicionado para as amostras (2,3,4 e 5) 4% de água, de forma

agilizar o processo para determinação da umidade ótima.

O ensaio deve ser repetido, com diferentes teores de umidade, até se obter

seis pontos, para assim determinar pontos no ramo seco, umidade ótima e no ramo

úmido da curva de compactação.

4.1.2 RESULTADOS OBTIDOS

Interpolação do valor de Limite de Liquidez

Umidade ótima determinada através de interpolação do valor do Limite de

Liquidez encontrado nos ensaios anteriores.

LL = 24,70%

Page 12: Relatório Solos GB - Final

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(30 – 20) = (13,5 – 10)

(24,7– 20) = (x – 10)

x = 11,65

ω ótima estimada = 11,65 %

Umidade existente (ω existente) Método da frigideira

DETERMINAÇÃO DE UMIDADE (ω)

Método da Frigideira

Peso da frigideira g 185,05

Frigideira + solo úmido g 244,63

Frigideira + solo seco g 242,22

Solo seco g 57,17

Peso da água g 2,41

Umidade (ω) % 4,22

Tabela 2: Teor de Umidade

Umidade Inicial:

Variação da Umidade:

Peso do Solo Seco:

Peso da Água Inicial:

Variação da Umidade a 2% entre os Pontos de Compactação:

Page 13: Relatório Solos GB - Final

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Variação da Umidade a 4% entre os Pontos de Compactação:

Dados do cilindro nº 18

Peso sem a base: 2325 g

Peso com a base: 4490 g

Volume: 998,35 cm³

UMIDADE DE MOLDAGEM

CÁPSULA 300 32 313 11 8 301

Cápsula + Solo Úmido g 38,57 30,33 29,61 34,33 31,06 36,63

Cápsula + Solo Seco g 37,39 28,86 27,73 31,03 27,60 32,12

Água g 1,18 1,47 1,88 3,30 3,46 4,51

Peso da Cápsula g 10,96 10,49 11,59 10,12 9,58 10,37

Solo Seco g 26,43 18,37 16,14 20,91 18,02 21,75

Umidade % 4,46 8,00 11,65 15,78 19,20 20,74

Tabela 03 – Umidade de moldagem

DADOS DO ENSAIO DE COMPACTAÇÃO - NBR 7182/86

AMOSTRA 1 2 3 4 5 6

Peso da Amostra e Molde g 6050 6050 6360 6535 6510 6465

Peso do Molde g 4490 4490 4490 4490 4490 4490

Peso da Amostra Compactada g 1560 1560 1870 2045 2020 1975

Volume do Molde cm³ 998,35 998,35 998,35 998,35 998,35 998,35

Peso Específico Úmido (γ) g/cm³ 1,56 1,56 1,87 2,05 2,02 1,98

Peso Específico Seco (γd) g/cm³ 1,49 1,44 1,67 1,77 1,69 1,64

Tabela 04 – Dados do ensaio de compactação

4.1.3 CURVA DE COMPACTAÇÃO E CURVA DE SATURAÇÃO

Considerando os resultados obtidos no ensaio de compactação, foi possível

elaborar a curva de compactação, conforme gráfico abaixo:

Page 14: Relatório Solos GB - Final

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Grafico1: Curva de compactação

Determinação da umidade ótima (ωótima)

Determina-se através das equações das retas obtidas da curva de saturação

igualando as funções a partir de y.

0,0286 x + 1,3071 = - 0,0325x + 2,3134

x = 16,47

ω ótima = 16,47%

Determinação do peso específico aparente seco máximo (γd)

y = 0,0286x + 1,3071

y = 0,0286 x (16,47) + 1,3071

y = 1,78

γd máximo = 1,78 g/cm³

O Peso Específico Real dos Grãos encontrado nos ensaios anteriores = 1,68

g/cm³.

Determinação da curva de saturação

γd = (γs . S . γw) / (S . γw + w . γs)

γd = (2,65 . 1 . 1) / (1 . 1 + w . 2,65)

γd = (2,65 . 1 . 1) / (1 . 1 + w . 2,65)

Page 15: Relatório Solos GB - Final

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γd = 2,65 / 1 + 2,65 x umidade

Dados para determinação da Curva de Saturação – S=100%

Peso Esp. Real dos

Grãos (γs)

Grau de saturação

(S)

Peso Específico Água (γw)

Teor de Umidade

(ω)

Peso Esp. Aparante Seco (γd)

2,65 g/cm³ 100% 1 g/cm³ 4% 2,40 g/cm³

2,65 g/cm³ 100% 1 g/cm³ 8% 2,19 g/cm³

2,65 g/cm³ 100% 1 g/cm³ 12% 2,01 g/cm³

2,65 g/cm³ 100% 1 g/cm³ 16% 1,86 g/cm³

2,65 g/cm³ 100% 1 g/cm³ 19% 1,76 g/cm³

2,65 g/cm 100% 1 g/cm³ 21% 1,70 g/cm³

Tabela 05: Dados para determinação de curva de saturação

Gráfico 2: Curva de Saturação

y = -0,0408x + 2,5311

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 5 10 15 20 25

Pe

so E

spe

cífi

co A

par

en

te S

eco

(g/

cm³)

Umidade (%)

Curva de Saturação

Page 16: Relatório Solos GB - Final

15

Gráfico 3: Curva de Compactação e saturação

4.2 Índice De Suporte Califórnia (ISC)

4.2.1 COMPACTAÇÃO

Para realizar o ensaio de determinação do ISC (ou CBR – California Bearing

Ratio), foi necessário peneirar 5 quilogramas de solo na peneira número 4 e em

seguida pegar uma pequena quantidade desse solo peneirado para determinar sua

Umidade através do Método da Frigideira.

Dados para determinação do Teor de Umidade (ω)

(Método da Frigideira) Frigideira + Amostra Úmida (Wfu) (g) 239,70

Frigideira + Amostra Seca (Wfs) (g) 237,67

Água (Ww) (g) 2,03

Page 17: Relatório Solos GB - Final

16

Frigideira (Wf) (g) 185,10

Amostra Seca (Ws) (g) 52,57

Umidade (ω) (%) 3,86

Tabela 6: Dados para determinação do teor de umidade.

Com o valor da Umidade existente encontrada, foi possível calcular os valores

de Variação da umidade e o Peso seco da amostra e, com os dois valores, calcular

o Peso de água inicial para deixar a amostra, que tinha antes 3,86% de umidade,

com 16,47% de umidade, que caracteriza a Umidade ótima da amostra em questão,

calculada anteriormente.

Variação da Umidade:

Peso do Solo Seco:c

Peso da Água Inicial:

Depois de calculado a quantidade de água que seria necessária adicionar na

amostra, foi feita a homogeneização do solo e, após isso, foram coletada duas

amostras de solo que foram colocados dentro de uma cápsula e levadas para a

estufa, para determinar sua Umidade.

Dados para determinação da Umidade de Moldagem

(Método da Estufa) Nº da Cápsula 112 114

Cápsula + Solo Úmido (Wcu) (g) 34,74 30,74

Cápsula + Solo Seco (Wcs) (g) 31,83 28,44

Água (Ww) (g) 2,91 2,30

Cápsula (Wc) (g) 13,30 13,16

Solo Seco (Ws) (g) 18,53 15,28

Page 18: Relatório Solos GB - Final

17

Umidade (ω) (%) 15,70 15,05

Umidade Média (ω) (%) 15,375

Tabela 7: Dados para determinação da umidade de moldagem

Para a compactação da amostra, foi utilizado um cilindro metálico, com

dimensões previamente conhecidas.

Dados do Cilindro

Cilindro (n°) 8

Peso (g) 4325,4

Volume (cm³) 2073,58

Altura (mm) 113,90

Tabela 8: Dados do cilindro

Depois de obtido os valores das dimensões do cilindro, o disco espaçador foi

colocado na parte inferior do cilindro, com um filtro de papel molhado entre o

espaçador e o solo que em breve foi colocado. Em seguida, foram adicionadas cinco

camadas de solo, onde foram compactadas com 12 golpes cada uma, com um

soquete de 4500g. Depois de feito a compactação, o conjunto de cilindro com o solo

foi pesado na balança.

Moldagem

Volume (V) (cm³) 2073,58

Peso do Solo(Ws) (g) 4215

Cilindro + Molde(Wcm) (g) 8540

Peso Específico (γ) (g/cm³) 2,032

Peso Específico Seco (γd) (g/cm³) 1,745

Tabela 9: Dados da moldagem

4.2.2 EXPANSÃO

Page 19: Relatório Solos GB - Final

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Para realizar esse ensaio, foi retirado o disco espaçador do cilindro e o

mesmo foi invertido de lado e então foi encaixado dentro de uma base perfurada.

Em seguida foi colocado o prato perfurado com a haste de expansão, e sobre ele o

disco anelar de 4500g. Foi largada a haste de expansão sobre o cilindro e feito a

leitura inicial e então o cilindro foi imerso no tanque de água.

Conforme exige a norma, o cilindro ficou imerso por mais de quatro dias e

foram realizadas cinco leituras.

Dados para determinação da Expansão

Data Hora Leitura

(mm)

Diferença de leitura

(dl)

Expansão

(%) 17/10 18:40 Li = 3,95

0,28 0,2458

20/10 11:20 4,23

21/10 21:34 4,23

22/10 20:14 4,23

23/10 21:53 Lf = 4,23

Tabela 10: Expansão

4.2.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA – PENETRAÇÃO

A capacidade de suporte de um solo compactado pode ser medida através do

método do índice de suporte, que fornece o “Índice de Suporte Califórnia - ISC”

(California Bearing Ratio - CBR), idealizado pelo engenheiro O. J. Porter, em 1939,

no estado da California - USA.

Para a realização deste ensaio, onde será determinado o Índice de Suporte

Califórnia, é necessário utilizar a prensa CBR, onde através dela foi possível

determinar as pressões das penetrações do equipamento no solo.

O cilindro juntamente com o solo foi colocado na prensa, onde os

extensômetros foram zerados e então se iniciou o giro da manivela, que tem o papel

de regular a penetração do pistão no solo, com tempo pré-determinado por norma.

Page 20: Relatório Solos GB - Final

19

Imagem 7: Corpo de prova após penetração

( )

Dados para determinação do Índice de Suporte Califórnia (ISC)

Tempo

(min)

Penetração

(mm)

Leitura

deflect. (LD)

Pressão (kgf/cm²) ISC (%)

Calculada

0,5 0,63 2 0,2909 5,78 1 1,27 9 1,3091

1,5 1,90 20 2,9091

2 2,54 30 4,0459 -

3 3,81 43 5,5237 -------

4 5,08 54,5 6,8310 -

6 7,62 70 8,5931 6,50 8 10,16 79 9,6162

10 12,70 90,5 10,9235

Tabela 11: ISC

Page 21: Relatório Solos GB - Final

20

Após a tabela ser calculada, o gráfico de resistência foi plotado para que

fosse possível realizar a correção das pressões correspondentes às penetrações de

2,54 e 5,08 milímetros.

Gráfico 4: Curva de Pressão – Penetração

Observando o gráfico, não é possível enxergar um ponto de inflexão perto da

origem e por isso não é necessário fazer as correções nos pontos de penetração

2,54 e 5,08 milímetros.

e

Para determinar o ISC, usa-se o maior resultado obtido entre os dois cálculos.

γd1= Ensaio ISC = 1,745 g/cm³

γd2= Ensaio Compactação = 1,78 g/cm³

Resultado do ISC

Expansão (%) 0,2458

ISC (%) 6,50

GC (%) 98,03

0,63; 0,2909

1,27; 1,3091

1,9; 2,9091

2,54; 4,0459

3,81; 5,5237

5,08; 6,831

7,62; 8,5931

10,16; 9,6162

12,7; 10,9235

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14

Pre

ssão

(kg

f/cm

²)

Penetração (mm)

Gráfico de Resistência

Page 22: Relatório Solos GB - Final

21

Tabela 12: Resultados do ensaio de ISC

4.3 Cisalhamento Direto

O ensaio de cisalhamento direto consiste em determinar sob uma pressão

normal qual a tensão de cisalhamento capaz de provocar a ruptura de uma amostra.

4.3.1 MÉTODO DE ENSAIO E MATERIAIS UTILIZADOS

Para a realização deste ensaio, foi necessário moldar três corpos de prova,

todos a partir de uma amostra indeformada de solo. Cada corpo de prova foi

confeccionado com o auxílio de um vazador quadrado, que moldava o solo com as

dimensões (5,08x5,08x2,00cm) necessárias para os ensaios.

Talha-se o corpo de prova no bloco indeformado empurrando aos poucos o

molde metálico para baixo até que a seção quadrada seja obtida. O corpo de prova

deve preencher o volume do molde; Pesa-se o corpo de prova juntamente com o

molde metálico; Transfere-se o corpo de prova do molde para a caixa de

cisalhamento; Recolhe-se parte do material sobrado da talhagem para a

determinação de umidade.

Posteriormente, instala-se na prensa a caixa de cisalhamento contendo o

corpo de prova entre as pedras porosas e placas dentadas, de tal maneira que o

corpo de prova fique no meio, entre as partes inferior e superior da caixa.

Coloca-se o pendural para aplicação da tensão vertical e aplica-se o

carregamento (através de pesos) previamente definido e iniciar as leituras de

deformação do CP.

As leituras são realizadas no dinamômetro em intervalos de 20 milímetros

avançados no deflectômetro. O término do ensaio se dá quando ocorre o

rompimento do corpo de prova, o que ocorre quando as leituras feitas no

dinamômetro começam a declinar.

Equipamentos utilizados: Caixa bipartida dotada de placas dentadas e

perfuradas, pedras porosas de topo e base; Molde do corpo de prova; Prensa

equipada com motor e sistema de transmissão de carga (pendural); Extensômetros

mecânicos; Anel de carga.

Page 23: Relatório Solos GB - Final

22

4.3.2 RESULTADOS OBTIDOS

Para os valores calculados foram utilizados as seguintes equações:

Deformação:

Área: ( (

))

Carga:

Tensão:

Tensão de 0,50 kgf/cm² - O corpo de prova foi submetido a uma carga de 7

quilogramas no arco, submetendo assim a amostra a uma tensão normal de 0,5

kgf/cm².

Leitura do Anel Deformação Deflectômetro Área (cm²) Carga Tensão de

Cisalhamento Dinamométrico (LDA)

(mm)

(mm) V

(mm)

H

(mm)

F (kgf) (kgf/cm²)

0 0 - 0,00 25,8064 0 0

8 0,12 - 0,20 25,74544 4,028 0,156454891

11 0,29 - 0,40 25,65908 5,5385 0,215849516

15 0,45 - 0,60 25,5778 7,5525 0,295275591

19 0,61 - 0,80 25,49652 9,5665 0,375208068

22 0,78 - 1,00 25,41016 11,077 0,435927991

25 0,95 - 1,20 25,3238 12,5875 0,497062052

26 1,14 - 1,40 25,22728 13,091 0,518922373

27,5 1,325 - 1,60 25,1333 13,84625 0,550912534

28 1,52 - 1,80 25,03424 14,098 0,563148712

29 1,71 - 2,00 24,93772 14,6015 0,585518644

29,5 1,905 - 2,20 24,83866 14,85325 0,597989183

29,6 2,104 - 2,40 24,737568 14,9036 0,602468278

30 2,3 - 2,60 24,638 15,105 0,61307736

Page 24: Relatório Solos GB - Final

23

Tabela 13: valores obtidos e calculados da amostra 1

30,2 2,498 - 2,80 24,537416 15,2057 0,619694429

30,9 2,691 - 3,00 24,439372 15,55815 0,636601873

30,9 2,891 - 3,20 24,337772 15,55815 0,639259419

30,9 3,091 - 3,40 24,236172 15,55815 0,641939247

30,9 3,291 - 3,60 24,134572 15,55815 0,644641637

29 3,51 - 3,80 24,02332 14,6015 0,607805249

29 3,71 - 4,00 23,92172 14,6015 0,610386711

28,5 3,915 - 4,20 23,81758 14,34975 0,602485643

28,1 4,119 - 4,40 23,713948 14,14835 0,596625665

28,1 4,319 - 4,60 23,612348 14,14835 0,599192846

28 4,52 - 4,80 23,51024 14,098 0,599653598

28 4,72 - 5,00 23,40864 14,098 0,602256261

27,8 4,922 - 5,20 23,306024 13,9973 0,600587213

27,5 5,125 - 5,40 23,2029 13,84625 0,596746527

27,1 5,329 - 5,60 23,099268 13,64485 0,590704866

27 5,53 - 5,80 22,99716 13,5945 0,59113821

27 5,73 - 6,00 22,89556 13,5945 0,593761411

27 5,93 - 6,20 22,79396 13,5945 0,596407996

26,6 6,134 - 6,40 22,690328 13,3931 0,590255901

26,6 6,334 - 6,60 22,588728 13,3931 0,592910765

26,4 6,536 - 6,80 22,486112 13,2924 0,59113821

26,1 6,739 - 7,00 22,382988 13,14135 0,587113302

26,1 6,939 - 7,20 22,281388 13,14135 0,589790457

26 7,14 - 7,40 22,17928 13,091 0,590235571

26 7,34 - 7,60 22,07768 13,091 0,592951796

26 7,54 - 7,80 21,97608 13,091 0,595693135

26 7,74 - 8,00 21,87448 13,091 0,598459941

26 7,94 - 8,20 21,77288 13,091 0,601252567

26 8,14 - 8,40 21,67128 13,091 0,604071379

26 8,34 - 8,60 21,56968 13,091 0,606916746

26 8,54 - 8,80 21,46808 13,091 0,609789045

26 8,74 - 9,00 21,36648 13,091 0,61268866

26 8,94 - 9,20 21,26488 13,091 0,615615983

26 9,14 - 9,40 21,16328 13,091 0,618571412

26 9,34 - 9,60 21,06168 13,091 0,621555356

26 9,54 - 9,80 20,96008 13,091 0,624568227

26 9,74 - 10,00 20,85848 13,091 0,627610449

26 9,94 - 10,20 20,75688 13,091 0,630682453

26 10,14 - 10,40 20,65528 13,091 0,633784679

26 10,34 - 10,60 20,55368 13,091 0,636917574

Determinação da Umidade

Cápsula 5 303 331

Page 25: Relatório Solos GB - Final

24

Gráfico 5: Tensão x Deformação (Amostra 1)

Tensão de 1,0 kgf/cm² - O corpo de prova foi submetido a uma carga de 2

quilogramas no braço, submetendo assim a amostra a uma tensão normal de 1,0

kgf/cm².

Leitura do Anel Deformação Deflectômetro Área

(cm²)

Carga Tensão de

Cisalhamento Dinamométrico (LDA)

(mm)

(mm) V

(mm)

H

(mm)

F (kgf) (kgf/cm²)

0 0 - 0,00 25,8064 0 0

7 0,13 - 0,20 25,74036 3,5245 0,136925047

8 0,32 - 0,40 25,64384 4,028 0,157074759

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Ten

são

de

Cis

alh

amen

to (

kgf/

cm²)

Deformação (mm)

Tensão x Deformação Cisalhamento Direto - Tensão Aplicada = 0,5 kgf/cm²

Cápsula + Solo Úmido g 21,38 20,06 24,55

Cápsula + Solo Seco g 19,71 18,78 22,59

Água g 1,67 1,28 1,96

Peso da Cápsula g 10,06 11,30 11,00

Solo Seco g 9,65 7,48 11,59

Umidade % 17,3057 17,11 16,9111

Umidade Média % 17,11

Tabela 14: Teor de Umidade (amostra 1)

Page 26: Relatório Solos GB - Final

25

11 0,49 - 0,60 25,55748 5,5385 0,216707594

13 0,67 - 0,80 25,46604 6,5455 0,257028576

14 0,86 - 1,00 25,36952 7,049 0,277853109

15 1,05 - 1,20 25,273 7,5525 0,298836703

16 1,24 - 1,40 25,17648 8,056 0,319981189

16,5 1,435 - 1,60 25,07742 8,30775 0,331284079

17,5 1,625 - 1,80 24,9809 8,81125 0,352719478

18 1,82 - 2,00 24,88184 9,063 0,364241551

18,5 2,015 - 2,20 24,78278 9,31475 0,375855735

19 2,21 - 2,40 24,68372 9,5665 0,387563139

19 2,41 - 2,60 24,58212 9,5665 0,38916497

19,5 2,605 - 2,80 24,48306 9,81825 0,401022176

19,5 2,805 - 3,00 24,38146 9,81825 0,402693276

19,5 3,005 - 3,20 24,27986 9,81825 0,404378361

19,5 3,205 - 3,40 24,17826 9,81825 0,406077609

19,5 3,405 - 3,60 24,07666 9,81825 0,407791197

19,5 3,605 - 3,80 23,97506 9,81825 0,409519309

19,5 3,805 - 4,00 23,87346 9,81825 0,41126213

19,5 4,005 - 4,20 23,77186 9,81825 0,413019848

19,5 4,205 - 4,40 23,67026 9,81825 0,414792655

19,5 4,405 - 4,60 23,56866 9,81825 0,416580747

19,5 4,605 - 4,80 23,46706 9,81825 0,418384323

19,5 4,805 - 5,00 23,36546 9,81825 0,420203583

19,5 5,005 - 5,20 23,26386 9,81825 0,422038733

20 5,2 - 5,40 23,1648 10,07 0,434711286

20 5,4 - 5,60 23,0632 10,07 0,436626314

20 5,6 - 5,80 22,9616 10,07 0,438558289

20 5,8 - 6,00 22,86 10,07 0,440507437

20 6 - 6,20 22,7584 10,07 0,442473988

20 6,2 - 6,40 22,6568 10,07 0,444458176

19,5 6,405 - 6,60 22,55266 9,81825 0,435347759

19 6,61 - 6,80 22,44852 9,5665 0,426152815

19 6,81 - 7,00 22,34692 9,5665 0,428090314

19 7,01 - 7,20 22,24532 9,5665 0,430045511

19 7,21 - 7,40 22,14372 9,5665 0,432018649

19 7,41 - 7,60 22,04212 9,5665 0,434009977

19 7,61 - 7,80 21,94052 9,5665 0,436019748

19 7,81 - 8,00 21,83892 9,5665 0,438048219

19 8,01 - 8,20 21,73732 9,5665 0,440095651

19 8,21 - 8,40 21,63572 9,5665 0,442162313

19 8,41 - 8,60 21,53412 9,5665 0,444248476

19 8,61 - 8,80 21,43252 9,5665 0,446354418

19 8,81 - 9,00 21,33092 9,5665 0,448480422

19 9,01 - 9,20 21,22932 9,5665 0,450626775

19 9,21 - 9,40 21,12772 9,5665 0,45279377

Page 27: Relatório Solos GB - Final

26

19,5 9,405 - 9,60 21,02866 9,81825 0,466898509

19,5 9,605 - 9,80 20,92706 9,81825 0,469165282

19,5 9,805 - 10,00 20,82546 9,81825 0,471454172

19,5 10,005 - 10,20 20,72386 9,81825 0,473765505

19,5 10,205 - 10,40 20,62226 9,81825 0,476099613

19,5 10,405 - 10,60 20,52066 9,81825 0,478456833

Tabela 15: valores obtidos e calculados da amostra 2

Determinação da Umidade

Cápsula 15 325 19

Cápsula + Solo Úmido g 24,58 18,58 20,78

Cápsula + Solo Seco g 22,51 17,31 19,34

Água g 2,07 1,27 1,44

Peso da Cápsula g 10,00 9,65 10,43

Solo Seco g 12,51 7,66 8,91

Umidade % 16,5468 16,5796 16,1616

Umidade Média % 16,43

Tabela 16: Umidade da Amostra 2

Gráfico 6: Tensão x Deformação (Amostra 2)

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Ten

são

de

Cis

alh

amen

to (

kgf/

cm²)

Deformação (mm)

Tensão x Deformação Cisalhamento Direto - Tensão Aplicada = 1,0 kgf/cm²

Page 28: Relatório Solos GB - Final

27

Tensão de 2,0 kgf/cm² - O corpo de prova foi submetido a uma carga de 7,15

quilogramas no braço, submetendo assim a amostra a uma tensão normal de 2,0

kgf/cm².

Leitura do Anel Deformação Deflectômetro Área

(cm²)

Carga Tensão de

Cisalhamento Dinamométrico (LDA)

(mm)

(mm) V

(mm)

H

(mm)

F (kgf) (kgf/cm²)

0 0 - 0,00 25,8064 0 0

14 0,06 - 0,20 25,77592 7,049 0,273472295

23 0,17 - 0,40 25,72004 11,5805 0,450252021

30 0,3 - 0,60 25,654 15,105 0,588797069

36 0,44 - 0,80 25,58288 18,126 0,708520698

41 0,59 - 1,00 25,50668 20,6435 0,809337005

44 0,76 - 1,20 25,42032 22,154 0,871507518

47 0,93 - 1,40 25,33396 23,6645 0,934101893

51 1,09 - 1,60 25,25268 25,6785 1,016862369

53 1,27 - 1,80 25,16124 26,6855 1,060579685

55 1,45 - 2,00 25,0698 27,6925 1,104615912

57 1,63 - 2,20 24,97836 28,6995 1,148974552

58 1,82 - 2,40 24,88184 29,203 1,173667221

60 2 - 2,60 24,7904 30,21 1,218616884

61 2,19 - 2,80 24,69388 30,7135 1,243769711

61,5 2,385 - 3,00 24,59482 30,96525 1,25901511

63 2,57 - 3,20 24,50084 31,7205 1,294669897

65 2,75 - 3,40 24,4094 32,7275 1,340774456

65 2,95 - 3,60 24,3078 32,7275 1,346378529

66 3,14 - 3,80 24,21128 33,231 1,372542055

67 3,33 - 4,00 24,11476 33,7345 1,398915021

68 3,52 - 4,20 24,01824 34,238 1,425499953

69 3,71 - 4,40 23,92172 34,7415 1,452299417

69 3,91 - 4,60 23,82012 34,7415 1,458493912

70 4,1 - 4,80 23,7236 35,245 1,485651419

70 4,3 - 5,00 23,622 35,245 1,492041317

70 4,5 - 5,20 23,5204 35,245 1,49848642

70 4,7 - 5,40 23,4188 35,245 1,504987446

70 4,9 - 5,60 23,3172 35,245 1,511545125

70 5,1 - 5,80 23,2156 35,245 1,518160203

71 5,29 - 6,00 23,11908 35,7485 1,546276928

71 5,49 - 6,20 23,01748 35,7485 1,553102251

71 5,69 - 6,40 22,91588 35,7485 1,559988096

71 5,89 - 6,60 22,81428 35,7485 1,56693527

71 6,09 - 6,80 22,71268 35,7485 1,573944598

71 6,29 - 7,00 22,61108 35,7485 1,581016917

71 6,49 - 7,20 22,50948 35,7485 1,58815308

71 6,69 - 7,40 22,40788 35,7485 1,595353956

71 6,89 - 7,60 22,30628 35,7485 1,602620428

Page 29: Relatório Solos GB - Final

28

71,5 7,085 - 7,80 22,20722 36,00025 1,621105658

71,5 7,285 - 8,00 22,10562 36,00025 1,628556449

72,5 7,475 - 8,20 22,0091 36,50375 1,658575317

72 7,68 - 8,40 21,90496 36,252 1,654967642

72 7,88 - 8,60 21,80336 36,252 1,662679514

72 8,08 - 8,80 21,70176 36,252 1,670463594

72 8,28 - 9,00 21,60016 36,252 1,678320901

72 8,48 - 9,20 21,49856 36,252 1,686252475

72 8,68 - 9,40 21,39696 36,252 1,694259371

72 8,88 - 9,60 21,29536 36,252 1,70234267

72 9,08 - 9,80 21,19376 36,252 1,710503469

73 9,27 - 10,00 21,09724 36,7555 1,742194714

73 9,47 - 10,20 20,99564 36,7555 1,750625368

Tabela 17: valores obtidos e calculados da amostra 3

Determinação da Umidade

Cápsula 39 327 34

Cápsula + Solo Úmido g 17,98 19,84 23,68

Cápsula + Solo Seco g 16,92 18,71 21,86

Água g 1,06 1,13 1,82

Peso da Cápsula g 9,87 10,84 10,12

Solo Seco g 7,05 7,87 11,74

Umidade % 15,0355 14,3583 15,5026

Umidade Média % 14,97

Tabela 18: Umidade da Amostra 3

Page 30: Relatório Solos GB - Final

29

Gráfico 7: Tensão x Deformação (Amostra 3)

Gráfico de Tensão x Deformação – Comparativo

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

11,11,21,31,41,51,61,71,8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Ten

são

de

Cis

alh

amen

to (

kgf/

cm²)

Deformação (mm)

Tensão x Deformação Cisalhamento Direto - Tensão Aplicada = 2,0 kgf/cm²

Page 31: Relatório Solos GB - Final

30

Gráfico 8: Tensão x Deformação (Comparativo)

Legenda Tensão x Deformação (comparativo)

Gráfico das tensões cisalhantes

Nesta parte encontra-se o gráfico das tensões cisalhantes máximas que o solo

pode suportar sem romper em função das cargas aplicadas no braço ou arco da

prensa mecânica.

Tensões Máximas obtidas através do ensaio de

Cisalhamento

Amostra

Tensão

Normal Tensão de Cisalhamento

(σ) (kgf/cm²) (τ) (kgf/cm²)

1 0,5 0,644641637

2 1 0,478456833

3 2 1,750625368

Tabelav 19: Valor de Tensão Máxima de Cisalhamento das Amostras

Page 32: Relatório Solos GB - Final

31

Gráfico 9: Valor de Tensão Máxima de Cisalhamento x Tensão Normal das Amostras

Com estes valores pode-se traçar a tendência linear da parábola encontrada. A

reta servirá para determinação de dois parâmetros de resistência ao cisalhamento

de um solo. São eles, coesão e o ângulo de atrito interno.

A coesão é a principal parcela da resistência ao cisalhamento dos solos finos e

coesivos, por exemplo, as argilas, já para os solos granulares ou não coesivos,

como as areias, a maior parcela é devida ao ângulo de atrito. De maneira geral os

solos compostos por vários tamanhos de grãos apresentarão tanto a coesão como o

ângulo de atrito interno.

A coesão (c) é facilmente encontrada através da equação da linha de

tendência, igualando-se o valor da incógnita a zero (0), pois onde a linha de

tendência corta o eixo das coordenadas, obtêm-se o valor da coesão.

Para x = 0:

Quanto maior o teor de água no solos, menor será seu ângulo de atrito interno,

pois à medida que o teor de água do solo aumenta, a água age como lubrificante

entre as partículas do solo, diminuindo o atrito entre elas.

Quanto maior o teor de argila, menor o ângulo de atrito interno do solo, pois as

partículas de argila revestem a superfície das partículas de areia, diminuindo o atrito

interno do solo.

y = 0,8172x + 0,0034

R² = 0,8882

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Ten

são

de

Cis

alh

ame

nto

(kg

f/cm

²)

Tensão Normal (kgf/cm²)

Cisalhamento Direto

Page 33: Relatório Solos GB - Final

32

O ângulo de atrito interno do solo (φ) é o ângulo formado entre a linha de

tendência do gráfico de cisalhamento e o eixo das abcissas. Podendo ser

encontrado através de uma relação trigonométrica. Sendo:

Para x = 2:

Sendo x = 2 – 0,5 = 1,5

Considerando Pitágoras, hipotenusa = 2,22

cos

4.4 Ensaio De Compressão Simples

O ensaio de compressão simples é um dos três ensaios que atestam a

resistência ao cisalhamento de um solo. Esse método é normalmente utilizado para

a determinação dessa característica em solos coesivos. O grande diferencial é que

no ensaio de compressão simples não existe pressão confinante, ou seja, não

existem tensões laterais aplicadas no corpo de prova, denominadas “sigma 3” ()

neste ensaio há apenas “sigma 1” (), que é a tensão aplicada verticalmente sobre

o corpo de prova. Genericamente, esse tipo de ensaio é realizado sem drenagem.

Para o ensaio de compressão simples utilizamos uma amostra indeformada,

em formato cilíndrico. O corpo de prova foi moldado no primeiro dia de ensaios,

ainda no GA, abaixo seguem os dados do corpo de prova.

Dados do Corpo de Prova

Peso do CP (g) 441,85

Volume do CP (cm³) 225,914

Diâmetro Médio CP (cm) 5,275333

Altura Média CP (mm) 103,36

Área do CP (cm²) 21,857

Tabela 20: Dados do corpo de prova

4.4.1 MÉTODO DE ENSAIO E MATERIAIS UTILIZADOS

O método foi realizado com o auxilio de um equipamento que executa o ensaio

de compressão do molde.

No mesma continha um deflectômetro e um dinamômetro, os quais através dos

dados obtidos, como o deslocamento da amostra e a compressão da mesma

Page 34: Relatório Solos GB - Final

33

quando submetida a essas tensões, nos possibilitou as tensões de cisalhamento no

CP.

4.4.2 RESULTADOS OBTIDOS

Após o rompimento do corpo de prova, coletamos duas pequenas amostras

do mesmo, mais ou menos do meio do corpo de prova, para a realização do ensaio

de Teor de Umidade, através do método da estufa.

Determinação da Umidade

Cápsula 107 64

Cápsula + Solo Úmido g 28,58 29,83

Cápsula + Solo Seco g 26,49 27,61

Água g 2,09 2,22

Peso da Cápsula g 13,79 13,83

Solo Seco g 12,7 13,78

Umidade % 16,4567 16,11

Umidade Média % 10,86

Tabela 21: Umidade do CP

Abaixo seguem os resultados obtidos no ensaio do corpo de prova.

Deflectômetro Leitura do Anel Deslocamento Deformação Compressão Área (cm²) Tensão Normal

Dinamométrico (LDA) (mm) (mm) (%) Carga (kgf) (kgf/cm²)

10 0 0 0 0,5 21,857 0,022875967

9,9 23 0,1 0,096749226 4,11928 21,878167 0,188282684

9,8 28 0,2 0,193498452 4,90608 21,899375 0,224028312

9,7 33,5 0,3 0,290247678 5,77156 21,920624 0,263293598

9,6 39 0,4 0,386996904 6,63704 21,941915 0,302482265

9,5 41 0,5 0,48374613 6,95176 21,963246 0,316517872

9,4 52 0,6 0,580495356 8,68272 21,98462 0,394945199

9,3 57 0,7 0,677244582 9,46952 22,006035 0,43031469

9,2 64 0,8 0,773993808 10,57104 22,027491 0,479902128

9,1 69 0,9 0,870743034 11,35784 22,04899 0,515118379

9 76 1 0,96749226 12,45936 22,070531 0,564524713

8,9 81,5 1,1 1,064241486 13,32484 22,092113 0,603149175

8,8 91 1,2 1,160990712 14,81976 22,113738 0,670160771

8,7 105,5 1,3 1,257739938 17,10148 22,135406 0,772584886

8,6 104 1,4 1,354489164 16,86544 22,157116 0,761174884

8,5 111 1,5 1,45123839 17,96696 22,178868 0,810093635

8,4 119 1,6 1,547987616 19,22584 22,200664 0,866002945

8,3 128 1,7 1,644736842 20,64208 22,222502 0,928881919

8,2 135 1,8 1,741486068 21,7436 22,244383 0,977487223

8,1 143 1,9 1,838235294 23,00248 22,266307 1,03306219

Page 35: Relatório Solos GB - Final

34

8 151 2 1,93498452 24,26136 22,288275 1,08852571

7,9 159 2,1 2,031733746 25,52024 22,310286 1,143877782

7,8 168 2,2 2,128482972 26,93648 22,33234 1,206164689

7,7 177 2,3 2,225232198 28,35272 22,354438 1,268326218

7,6 187 2,4 2,321981424 29,92632 22,37658 1,337394721

7,5 195 2,5 2,41873065 31,1852 22,398766 1,392273139

7,4 203 2,6 2,515479876 32,44408 22,420996 1,447040111

7,3 210 2,7 2,612229102 33,5456 22,44327 1,494684178

7,2 217 2,8 2,708978328 34,64712 22,465588 1,542230728

7,1 224 2,9 2,805727554 35,74864 22,487951 1,589679762

7 230 3 2,90247678 36,6928 22,510358 1,630040719

6,9 236 3,1 2,999226006 37,63696 22,53281 1,670318091

6,8 243 3,2 3,095975232 38,73848 22,555307 1,717488505

6,7 250 3,3 3,192724458 39,84 22,577848 1,764561403

6,6 256 3,4 3,289473684 40,78416 22,600435 1,804574086

6,5 261 3,5 3,38622291 41,57096 22,623067 1,837547451

6,4 266 3,6 3,482972136 42,35776 22,645745 1,870451161

6,3 270 3,7 3,579721362 42,9872 22,668468 1,896343415

6,2 275 3,8 3,676470588 43,774 22,691237 1,929114781

6,1 277 3,9 3,773219814 44,08872 22,714051 1,941032881

6 278 4 3,86996904 44,24608 22,736911 1,946002215

5,9 278 4,1 3,966718266 44,24608 22,759818 1,944043678

5,8 276 4,2 4,063467492 43,93136 22,78277 1,928271193

5,7 274 4,3 4,160216718 43,61664 22,805769 1,91252657

5,6 274 4,4 4,256965944 43,61664 22,828815 1,910595896

5,5 274 4,5 4,35371517 43,61664 22,851907 1,908665221

5,4 274 4,6 4,450464396 43,61664 22,875046 1,906734546

5,3 274 4,7 4,547213622 43,61664 22,898232 1,904803871

5,2 274 4,8 4,643962848 43,61664 22,921464 1,902873196

5,1 274 4,9 4,740712074 43,61664 22,944744 1,900942521

5 271 5 4,8374613 43,14456 22,968072 1,878458096

4,9 260 5,1 4,934210526 41,4136 22,991446 1,801261188

4,8 246 5,2 5,030959752 39,21056 23,014869 1,703705564

4,7 235 5,3 5,127708978 37,4796 23,038339 1,626836034

Tabela 22:Resultados do ensaio de compressão simples

Page 36: Relatório Solos GB - Final

35

Imagem 8: Corpo de prova após ensaio

Imagem 9: Croqui com fissuras do C.P. após ensaio

Page 37: Relatório Solos GB - Final

36

Imagem 10: Croqui com fissuras do C.P. após ensaio

Grafico 10: Tensão x deformação

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

11,11,21,31,41,51,61,71,81,9

2

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

Ten

são

(kg

f/cm

²)

Deformação (%)

Tensão Deformação - Compressão Simples

Page 38: Relatório Solos GB - Final

37

4.5 Condutividade Hidráulica

4.5.1 MÉTODO DE ENSAIO E MATERIAIS UTILIZADOS

A permeabilidade é a propriedade que o solo apresenta de permitir o

escoamento da água através dele. O ensaio de permeabilidade tem como finalidade

definir o Coeficiente de Condutividade Hidráulica de um solo (k). O conhecimento do

coeficiente de condutividade hidráulica (k) dos solos é essencial para qualquer obra

de engenharia, principalmente quando se deseja estimar a vazão que percolará

através de um maciço, em obras de barragens, barreiras impermeáveis e até mesmo

em camadas impermeabilizantes de aterros sanitários. No laboratório realizamos o

ensaio de Carga Constante, este é indicado para solos de areias e pedregulhos.

O ensaio foi realizado seguindo as normas da ABNT NBR 13292: 1995. Esta

norma prescreve o método para a determinação do coeficiente de permeabilidade à

carga constante, com a água percolando através do solo. A aplicação deste método

é exclusiva para solos granulares. Para o ensaio sair de acordo com a norma deve

ocorrer a continuidade de escoamento, sem variações de volume do solo durante o

ensaio e o corpo de prova deve estar totalmente saturado.

A realização do ensaio foi feita com uma amostra indeformada. O corpo de

prova foi moldado pelo laboratorista e já estava no permeâmetro antes da realização

do ensaio. O tipo de solo utilizado não foi informado para o grupo, no intuito que

fosse determinado através dos cálculos e valores obtidos.

O ensaio consiste em deixar a água percolar pelo corpo de prova, com o

auxílio de uma proveta graduada foi coletado o volume de água percolado durante o

período de 60 segundos, a cada medição de volume foi medido também a

temperatura da água. Este procedimento foi realizado três vezes.

Os parâmetros abaixo foram fornecidos pelo laboratorista durante o ensaio:

Área do Corpo de Prova: 78,54cm²

Altura do Corpo de Prova: 16,10cm

Viscosidade da água na temperatura do ensaio (gxs/cm²): 9,68x10-6

Viscosidade da água na temperatura a 20ºC (gxs/cm²): 10,29 x10-6

Page 39: Relatório Solos GB - Final

38

Com os valores das leituras e os dados fornecidos foi determinado o

Coeficiente de Condutividade Hidráulica. As variáveis e o valor final obtido estão

expressos na planilha de cálculo a seguir.

4.5.2 RESULTADOS OBTIDOS

Coeficiente de correção (Ck):

Coeficiente de permeabilidade

Coeficiente de Condutividade Hidráulica a 20ºC

PERMEÂMETRO DE CARGA CONSTANTE

Determinação nº 1 2 3

Altura do CP L cm 16,1 16,1 16,1

Área do CP A cm2 78,54 78,54 78,54

Diferença de altura de água h cm 190,8 190,8 190,8

Volume de água coletada V cm3 150 150 150

Tempo de ensaio t s 60 60 60

Coeficiente de permeabilidade kt cm/s 4,57 * 10-3 4,57 * 10-3 4,57 * 10-3

Temperatura do ensaio T ºC 22,5 22,5 22,5

Coeficiente de correção Ck

0,940719144 0,940719144 0,940719144

Coeficiente de permeabilidade a 20º C k20 cm/s 2,69x10-3 2,69x10-3 2,69x10-3

Coeficiente de permeabilidade médio k cm/s 2,53x10-3

Tabela 20: Coeficiente de condutividade hidráulica

Page 40: Relatório Solos GB - Final

39

Conforme Livro: Mecânica dos solos e suas aplicações – Homero Pinto

Caputo, os intervalos de variação de k, para cada tipo de solo são os seguintes:

Imagem 8: Intervalos de Variação de k

Como podemos observar o solo ensaiado está entre areia e areias

muito finas e siltes, mistura de ambos e argila.

Page 41: Relatório Solos GB - Final

40

CONCLUSÃO

O conhecimento dos solos é essencial quando falamos em construção civil,

pois é ele que irá suportar todas as cargas da estrutura, não adianta a estrutura ter

vigas, pilares fundações com características excelentes se o solo não esta

preparado para suportar as cargas transmitidas por estes elementos.

Conhecer o solo vai muito além de ver o local da obra, para saber se o solo é

bom ou não para o destino que queremos dar a ele são realizados vários ensaios. E

é a disciplina de mecânica dos solos que propicia aos acadêmicos de engenharia

civil o conhecimento destes métodos.

Durante este semestre tivemos a oportunidade de trabalhar diretamente com

a mecânica dos solos, aprendendo a teoria mas, principalmente, conhecendo as

rotinas de um laboratório de solos, trabalhando diretamente nos ensaios, o que

proporcionou um conhecimento muito maior sobre os assuntos abordados e sobre

como deveremos proceder em nossa vida profissional, quando o assunto for solos.

.

Page 42: Relatório Solos GB - Final

41

REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182. Solo – Ensaio de

compactação. Rio de Janeiro, 1988.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9895. Índice de

suporte Califórnia – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 1987.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13292. Solo –

Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga

constante. Rio de Janeiro, 1995.

CAPUTO, Homero Pinto, Mecânica dos Solos e suas aplicações, Fundamentos 1,

Editora LTC, 6ª edição, 1988