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Geotecnia_Ambiental

Resolução exercício Geotecnia Ambiental

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GEOTECNIA AMBIENTAL
Comentar e descrever a:
- compactação de solo em campo para a construção de
a) estradas
b) rodovias.
2º)Ensaio CRB
O ensaio CBR foi introduzido em 1928 pelo Departamento de Estradas e Rodagem do Estado da
Califórnia (Estados Unidos).
O ensaio CBR (California Bearing Ratio) ou ensaio ISC (Índice de suporte Califórnia) consiste em um
método para avaliar a resistência do solo a penetração de um cilindro padronizado com relação a
penetração em uma brita padrão, ou seja, compara as propriedades mecânicas deste solo a uma brita
padrão.
Assim sendo, ao se deparar com um resultado de CBR=10%, entende-se que aquele solo representa
10% da resistência à penetração da brita padronizada.Esse valor de resistência é fundamental para a
construção de pavimentações principalmente em estradas e rodovias.
Esse tipo de ensaio é importante principalmente nos seguintes casos:
a) Para o dimensionamento do pavimento de estradas (ou rodovias) pelo método do DNER (atual
DNIT);
b) Para o controle tecnológico dos materiais empregados na construção do pavimento de estradas
(ou rodovias); e
c) Para o dimensionamento do pavimento de pistas de aeroportos.
No Brasil temos diversas normas que regem os ensaios CBR / índice de suporte califórnia, dentre os
quais podemos citar:
ABNT NBR 9895:2016  – Solo – Índice de suporte Califórnia (ISC) – Método de ensaio.
DNIT 172/2016 – Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas –
Método de ensaio
DNER-ME162-94 – Ensaio de compactação utilizando amostras trabalhadas.
1.o (primeira) Parte do ensaio CBR: Moldagem dos corpos-de-prova
Os principais passos da moldagem dos corpos-de-prova do ensaio CBR são descritos a seguir:
i) Para moldar 1 (um) corpo-de-prova do ensaio CBR, deve-se utilizar uma amostra de 7 kg de solo
(para solos arenosos), ou de 6 kg de solo (para solos siltosos ou argilosos); Além disso, a amostra de
solo deverá estar em um teor de umidade inicial pré-estabelecido; ii) O solo da amostra deve ser
compactado em cilindro grande (φ = 15,2 cm), em 5 camadas, com uso do soquete grande (4,5 kg) e
altura de queda 45,7 cm; iii) O número de golpes dados em cada camada de solo, do corpo-de-prova,
depende da energia de compactação de projeto, a qual pode ser: normal, intermediária ou
modificada; iv) Uma porção de ± 100 g
v) Repetem-se os processos descritos no item i a iv, para moldagem de mais alguns corpos-de-prova
com teores de umidade crescentes (cerca de 1%, a mais, de umidade de um corpo-de-prova para
outro);
vi) O número de corpos-de-prova moldados, no ensaio, deve ser o necessário para traçar a curva de
compactação do solo, geralmente, utilizam-se 5 (cinco) corpos-deprova; OBS. O procedimento de
traçado da curva de compactação no ensaio CBR é semelhante ao traçado da curva de compactação
do ensaio de compactação de Proctor.
vii) Os procedimentos para calcular e traçar a curva de compactação do solo, através dos
corpos-de-prova do ensaio CBR, estão descritos na norma DNER-ME 049/94; e
viii) Os corpos-de-prova moldados em teores umidades diferentes, também são usados para os
ensaios de expansão e penetração.
2.o (segunda) Parte do ensaio CBR: Ensaios de expansão e penetração
Os ensaios de expansão e penetração devem ser realizados em cada um dos corpos-de-prova
moldados em umidades diferentes; As principais características dos ensaios de expansão e
penetração são:
i) Após a moldagem de um corpo-de-prova, instala-se no corpo-de-prova: o disco perfurado com
haste vertical, as sobrecargas e o tripé com o extensômetro;
ii) Realiza-se a primeira leitura no extensômetro antes da imersão do corpo-de-prova na água; iii) Na
sequência, o corpo-de-prova deve ser imerso por 96 horas (4 dias), e as expansões do solo são
medidas, de 24 em 24 horas, através do extensômetro instalado no tripé; OBS(s). a) expansão do solo
corresponderá a maior expansão obtida em 96 horas; e b) Após retirar o corpo-de-prova da imersão,
o corpo-de-prova é pesado para determinação da água absorvida durante a imersão do
corpo-de-prova.
O Valor do CBR ou Índice Suporte Califórnia (ISC) para 1 (um) corpo-deprova será o maior dos 2 (dois)
valores obtidos das seguintes equações:
1º) compactação do solo para obras em estradas e rodovias
A compactação dos solos tem sido usada em várias obras de engenharia tais como, aterros, diques,
estradas e barragens de terra, por engenheiros e construtores durante séculos como um método de
construção destas estruturas. Na sua grande maioria, o solo que é o principal material de engenharia
para estas construções, apresenta propriedades geotécnicas em condições não recomendadas ou
desejáveis para sua execução. Desta forma é necessária a compactação do solo como forma de
melhoramento destas propriedades.
Os benefícios ou melhorias das propriedades do solo que ocorrem como resultado da compactação
são: aumento da estabilidade, aumento da capacidade de suporte das camadas de subleitos de
pavimentos; redução e/ou prevenção de adensamento do solo; e melhor controle de variações
indesejadas de volume e também aumento de resistência mecânica.
A compactação em campo compreende uma série de atividades, que vão desde a escolha da área de
empréstimo até a compactação propriamente dita.
Na escolha da área de empréstimo, intervêm fatores como a distância de transporte, o volume de
material disponível, os tipos de solos e seus teores de umidade (acerto de umidade). Em princípio,
qualquer tipo de solo serve, excetuando-se os solos saturados, com matéria orgânica e os solos
turfosos; deve-se também, procurar evitar os solos micáceos e os saibrosos.
Para cada obra de engenharia, existirá uma combinação ideal de parâmetros a se atingir, diretamente
relacionada às exigências de projeto e dependente do processo construtivo empregado, e que levará
a obtenção da máxima estabilidade e atenuação dos recalques devido às solicitações na camada
compactada. Por estas razões, que emerge a grande importância da escolha correta do tipo de
compactação e equipamento a serem utilizados em função do tipo de material a ser empregado no
campo. Os princípios gerais que regem a compactação no campo são semelhantes aos de
laboratórios. No entanto, entre outras coisas, podem ser assinaladas:
• não há, necessariamente, igualdade entre as energias de compactação no campo e no laboratório,
conduzindo a um mesmo γd para um dado teor de umidade e isto se deve, principalmente, às
diferenças de confinamento do solo, no campo (em camadas) e no laboratório (no interior de um
cilindro);
• os equipamentos de compactação conduzem a linhas de ótimos, diferentes das de laboratório,
podendo estar mais ou menos próximas das linhas de saturação;
• como está implícito no item acima, podem ser diferentes os teores de umidade, W, de campo e de
laboratório, para um mesmo γd de um mesmo material;
• são diferentes as estruturas conferidas ao solo no campo e em laboratório, o que repercute
diretamente na estabilidade alcançada;
Segundo DNER (1996), do ponto de vista da simplicidade, é comum considerar-se, apenas, que, para
um dado equipamento, a energia ou esforço de compactação é diretamente proporcional ao número
de passadas e inversamente proporcional à espessura da camada compactada. Para variar o esforço
de compactação no campo, o engenheiro pode atuar:
• no número de passadas, devendo lembrar-se, naturalmente, que γd cresce linearmente com o
logaritmo do número de passadas;
• na espessura da camada compactada. Porter afirma que o esforço necessário para obter-se um
determinado γd varia na razão direta do quadrado desta espessura. Por exemplo, para uma espessura
de 20 cm, o número de passadas n é quatro vezes o necessário para uma espessura de 10 cm [n =
(20/10)2 ];
• mudando as características do equipamento: peso total, pressão de contato ou o próprio tipo de
equipamento.
Os Fatores que influem na compactação e escolha dos equipamentos a serem utilizados:
• energia de compactação: deve-se escolher um equipamento que tenha condições de transferir a
energia especificada em projeto ao solo;
• umidade do solo: (i) quando W < Wot, deve-se irrigar o solo com um caminhão tanque com barra
de distribuição e bomba hidráulica; e (ii) quando W > Wot, deve-se realizar uma aeração do solo,
deixando-o em exposição ao vento e ao sol, com espalhamento por arados, grades, pulvimisturadores
ou motoniveladores;
• número de passadas: este fator está diretamente lidado ao tempo de execução. A eficiência do
aumento do número de passadas diminui com o número total de passadas sobre uma camada de
solo;
• espessura da camada: é função do tipo de solo e equipamento. Em geral, a espessura máxima é
fixada em 30 cm (ou 20 cm para materiais granulares);
• homogeneização: a camada de solo solto deve ser pulverizada de forma homogênea. Preconiza-se
que torrões secos ou muito úmidos, blocos e fragmentos de rocha devem ser evitados;
• velocidade de rolagem: com material solto tem-se maior resistência à rolagem e menor velocidade,
obtendo-se maior esforço de compactação nas passadas iniciais. O efeito de vibração é bem mais
eficiente com menores velocidades;
• amplitude e freqüência das vibrações: em algumas situações, o aumento de amplitude produz
maior efeito de compactação que o aumento de freqüência. Atingida a condição de ressonância,
obtêm-se elevadas densidades.
Para ajuste destes fatores que influem na compactação são muitas vezes realizadas canchas (ou
aterros) experimentais. Porém, chama-se atenção para o fato de que do mesmo modo que em
laboratório, a variação de γd , com a energia de compactação é mais sensível nos solos siltosos ou
argilosos, do que nos solos pedregulhosos ou arenosos.
Os equipamentos de compactação comumente utilizados no campo se subdividem nos seguintes
grupos: I)Rolo liso II) rolo vibratório III) rolo pneumático IV) Rolo pé de carneiro V) rolo combinado.A
utilização vai depender de critérios como tipo de solo ,disponibilidade orçamentaria.
GC - é o grau de compactação do solo compactado em campo, expresso em (%);
γ dcampo - é o peso específico seco obtido "in situ";
γ dmáx - é o peso específico seco máximo obtido em laboratório, no ensaio de compactação, para a
energia especificada.
Nas especificações gerais do DNER (1996) é determinado que GC atinja 95% até 60 cm abaixo do
greide e 100% nos últimos 60 cm de aterro, com compactação feita na umidade ótima, com uma
variação admissível de ± 3%, e espessura das camadas após o adensamento entre 20 e 30 cm.
Quando nas estradas se prevê tráfego pesado, com altas cargas por eixo, e freqüência elevada de
solicitações, procura-se aumentar a energia de compactação e trabalhar com o grau de compactação
próximo de 100%. Nos solos argilosos, quando desejadas densidades elevadas, deve-se prescrever o
Proctor modificado e execução com equipamentos pesados que aliem pressão estática com
amassamento (por exemplo, pneumáticos oscilantes pesados).
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SANTO AMARO NO LAR VALE FORMOSO _
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Geotecnia_Ambiental

  • 1. GEOTECNIA AMBIENTAL Comentar e descrever a: - compactação de solo em campo para a construção de a) estradas b) rodovias. 2º)Ensaio CRB O ensaio CBR foi introduzido em 1928 pelo Departamento de Estradas e Rodagem do Estado da Califórnia (Estados Unidos). O ensaio CBR (California Bearing Ratio) ou ensaio ISC (Índice de suporte Califórnia) consiste em um método para avaliar a resistência do solo a penetração de um cilindro padronizado com relação a penetração em uma brita padrão, ou seja, compara as propriedades mecânicas deste solo a uma brita padrão. Assim sendo, ao se deparar com um resultado de CBR=10%, entende-se que aquele solo representa 10% da resistência à penetração da brita padronizada.Esse valor de resistência é fundamental para a construção de pavimentações principalmente em estradas e rodovias. Esse tipo de ensaio é importante principalmente nos seguintes casos: a) Para o dimensionamento do pavimento de estradas (ou rodovias) pelo método do DNER (atual DNIT); b) Para o controle tecnológico dos materiais empregados na construção do pavimento de estradas (ou rodovias); e c) Para o dimensionamento do pavimento de pistas de aeroportos. No Brasil temos diversas normas que regem os ensaios CBR / índice de suporte califórnia, dentre os quais podemos citar: ABNT NBR 9895:2016  – Solo – Índice de suporte Califórnia (ISC) – Método de ensaio. DNIT 172/2016 – Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas – Método de ensaio DNER-ME162-94 – Ensaio de compactação utilizando amostras trabalhadas. 1.o (primeira) Parte do ensaio CBR: Moldagem dos corpos-de-prova Os principais passos da moldagem dos corpos-de-prova do ensaio CBR são descritos a seguir: i) Para moldar 1 (um) corpo-de-prova do ensaio CBR, deve-se utilizar uma amostra de 7 kg de solo (para solos arenosos), ou de 6 kg de solo (para solos siltosos ou argilosos); Além disso, a amostra de solo deverá estar em um teor de umidade inicial pré-estabelecido; ii) O solo da amostra deve ser compactado em cilindro grande (φ = 15,2 cm), em 5 camadas, com uso do soquete grande (4,5 kg) e altura de queda 45,7 cm; iii) O número de golpes dados em cada camada de solo, do corpo-de-prova, depende da energia de compactação de projeto, a qual pode ser: normal, intermediária ou modificada; iv) Uma porção de ± 100 g v) Repetem-se os processos descritos no item i a iv, para moldagem de mais alguns corpos-de-prova com teores de umidade crescentes (cerca de 1%, a mais, de umidade de um corpo-de-prova para outro); vi) O número de corpos-de-prova moldados, no ensaio, deve ser o necessário para traçar a curva de compactação do solo, geralmente, utilizam-se 5 (cinco) corpos-deprova; OBS. O procedimento de
  • 2. traçado da curva de compactação no ensaio CBR é semelhante ao traçado da curva de compactação do ensaio de compactação de Proctor. vii) Os procedimentos para calcular e traçar a curva de compactação do solo, através dos corpos-de-prova do ensaio CBR, estão descritos na norma DNER-ME 049/94; e viii) Os corpos-de-prova moldados em teores umidades diferentes, também são usados para os ensaios de expansão e penetração. 2.o (segunda) Parte do ensaio CBR: Ensaios de expansão e penetração Os ensaios de expansão e penetração devem ser realizados em cada um dos corpos-de-prova moldados em umidades diferentes; As principais características dos ensaios de expansão e penetração são: i) Após a moldagem de um corpo-de-prova, instala-se no corpo-de-prova: o disco perfurado com haste vertical, as sobrecargas e o tripé com o extensômetro; ii) Realiza-se a primeira leitura no extensômetro antes da imersão do corpo-de-prova na água; iii) Na sequência, o corpo-de-prova deve ser imerso por 96 horas (4 dias), e as expansões do solo são medidas, de 24 em 24 horas, através do extensômetro instalado no tripé; OBS(s). a) expansão do solo corresponderá a maior expansão obtida em 96 horas; e b) Após retirar o corpo-de-prova da imersão, o corpo-de-prova é pesado para determinação da água absorvida durante a imersão do corpo-de-prova. O Valor do CBR ou Índice Suporte Califórnia (ISC) para 1 (um) corpo-deprova será o maior dos 2 (dois) valores obtidos das seguintes equações: 1º) compactação do solo para obras em estradas e rodovias A compactação dos solos tem sido usada em várias obras de engenharia tais como, aterros, diques, estradas e barragens de terra, por engenheiros e construtores durante séculos como um método de construção destas estruturas. Na sua grande maioria, o solo que é o principal material de engenharia para estas construções, apresenta propriedades geotécnicas em condições não recomendadas ou desejáveis para sua execução. Desta forma é necessária a compactação do solo como forma de melhoramento destas propriedades. Os benefícios ou melhorias das propriedades do solo que ocorrem como resultado da compactação são: aumento da estabilidade, aumento da capacidade de suporte das camadas de subleitos de pavimentos; redução e/ou prevenção de adensamento do solo; e melhor controle de variações indesejadas de volume e também aumento de resistência mecânica. A compactação em campo compreende uma série de atividades, que vão desde a escolha da área de empréstimo até a compactação propriamente dita. Na escolha da área de empréstimo, intervêm fatores como a distância de transporte, o volume de material disponível, os tipos de solos e seus teores de umidade (acerto de umidade). Em princípio, qualquer tipo de solo serve, excetuando-se os solos saturados, com matéria orgânica e os solos turfosos; deve-se também, procurar evitar os solos micáceos e os saibrosos. Para cada obra de engenharia, existirá uma combinação ideal de parâmetros a se atingir, diretamente relacionada às exigências de projeto e dependente do processo construtivo empregado, e que levará a obtenção da máxima estabilidade e atenuação dos recalques devido às solicitações na camada
  • 3. compactada. Por estas razões, que emerge a grande importância da escolha correta do tipo de compactação e equipamento a serem utilizados em função do tipo de material a ser empregado no campo. Os princípios gerais que regem a compactação no campo são semelhantes aos de laboratórios. No entanto, entre outras coisas, podem ser assinaladas: • não há, necessariamente, igualdade entre as energias de compactação no campo e no laboratório, conduzindo a um mesmo γd para um dado teor de umidade e isto se deve, principalmente, às diferenças de confinamento do solo, no campo (em camadas) e no laboratório (no interior de um cilindro); • os equipamentos de compactação conduzem a linhas de ótimos, diferentes das de laboratório, podendo estar mais ou menos próximas das linhas de saturação; • como está implícito no item acima, podem ser diferentes os teores de umidade, W, de campo e de laboratório, para um mesmo γd de um mesmo material; • são diferentes as estruturas conferidas ao solo no campo e em laboratório, o que repercute diretamente na estabilidade alcançada; Segundo DNER (1996), do ponto de vista da simplicidade, é comum considerar-se, apenas, que, para um dado equipamento, a energia ou esforço de compactação é diretamente proporcional ao número de passadas e inversamente proporcional à espessura da camada compactada. Para variar o esforço de compactação no campo, o engenheiro pode atuar: • no número de passadas, devendo lembrar-se, naturalmente, que γd cresce linearmente com o logaritmo do número de passadas; • na espessura da camada compactada. Porter afirma que o esforço necessário para obter-se um determinado γd varia na razão direta do quadrado desta espessura. Por exemplo, para uma espessura de 20 cm, o número de passadas n é quatro vezes o necessário para uma espessura de 10 cm [n = (20/10)2 ]; • mudando as características do equipamento: peso total, pressão de contato ou o próprio tipo de equipamento. Os Fatores que influem na compactação e escolha dos equipamentos a serem utilizados: • energia de compactação: deve-se escolher um equipamento que tenha condições de transferir a energia especificada em projeto ao solo; • umidade do solo: (i) quando W < Wot, deve-se irrigar o solo com um caminhão tanque com barra de distribuição e bomba hidráulica; e (ii) quando W > Wot, deve-se realizar uma aeração do solo, deixando-o em exposição ao vento e ao sol, com espalhamento por arados, grades, pulvimisturadores ou motoniveladores; • número de passadas: este fator está diretamente lidado ao tempo de execução. A eficiência do aumento do número de passadas diminui com o número total de passadas sobre uma camada de solo; • espessura da camada: é função do tipo de solo e equipamento. Em geral, a espessura máxima é fixada em 30 cm (ou 20 cm para materiais granulares); • homogeneização: a camada de solo solto deve ser pulverizada de forma homogênea. Preconiza-se que torrões secos ou muito úmidos, blocos e fragmentos de rocha devem ser evitados; • velocidade de rolagem: com material solto tem-se maior resistência à rolagem e menor velocidade, obtendo-se maior esforço de compactação nas passadas iniciais. O efeito de vibração é bem mais eficiente com menores velocidades; • amplitude e freqüência das vibrações: em algumas situações, o aumento de amplitude produz maior efeito de compactação que o aumento de freqüência. Atingida a condição de ressonância, obtêm-se elevadas densidades. Para ajuste destes fatores que influem na compactação são muitas vezes realizadas canchas (ou aterros) experimentais. Porém, chama-se atenção para o fato de que do mesmo modo que em laboratório, a variação de γd , com a energia de compactação é mais sensível nos solos siltosos ou argilosos, do que nos solos pedregulhosos ou arenosos.
  • 4. Os equipamentos de compactação comumente utilizados no campo se subdividem nos seguintes grupos: I)Rolo liso II) rolo vibratório III) rolo pneumático IV) Rolo pé de carneiro V) rolo combinado.A utilização vai depender de critérios como tipo de solo ,disponibilidade orçamentaria. GC - é o grau de compactação do solo compactado em campo, expresso em (%); γ dcampo - é o peso específico seco obtido "in situ"; γ dmáx - é o peso específico seco máximo obtido em laboratório, no ensaio de compactação, para a energia especificada. Nas especificações gerais do DNER (1996) é determinado que GC atinja 95% até 60 cm abaixo do greide e 100% nos últimos 60 cm de aterro, com compactação feita na umidade ótima, com uma variação admissível de ± 3%, e espessura das camadas após o adensamento entre 20 e 30 cm. Quando nas estradas se prevê tráfego pesado, com altas cargas por eixo, e freqüência elevada de solicitações, procura-se aumentar a energia de compactação e trabalhar com o grau de compactação próximo de 100%. Nos solos argilosos, quando desejadas densidades elevadas, deve-se prescrever o Proctor modificado e execução com equipamentos pesados que aliem pressão estática com amassamento (por exemplo, pneumáticos oscilantes pesados). QUER SABER MAIS? https://portal.eaiamigo.com.br