44718891 Ensaio de Adensamento

7/29/2019 44718891 Ensaio de Adensamento

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ANDERSON CONZATTI

CAMILLA DE SOUZA

DBORA TAVARES DA SILVA ROMAGNOLI

FERNANDA MARIA VIEIRA

NION MARON DRANSFELD

ENSAIO DE ADENSAMENTO

JOINVILLE SC

2010


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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC

CENTRO DE CINCIAS TECNOLGICAS CCT

DEPARTAMETO DE ENGENHARIA CIVIL DEC

ANDERSON CONZATTI

CAMILLA DE SOUZA

DBORA TAVARES DA SILVA ROMAGNOLI

FERNANDA MARIA VIEIRA

NION MARON DRANSFELD

ENSAIO DE ADENSAMENTO

Relatrio a ser apresentado disciplina deMecnica dos Solos II do curso de EngenhariaCivil da Universidade do Estado de SantaCatarina.

Orientadora: Prof Carmeane Effting

JOINVILLE SC

2010


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INTRODUO

O engenheiro civil tem a responsabilidade de ter conhecimento tcnico suficiente para

resolver problemas. Na mecnica dos solos, muitas das aes tcnicas dos engenheiros so

tomadas aps ter ocorrido o problema, por falta de conhecimento tcnico e precauo.

Visando evitar estas situaes, esse trabalho consta um aprofundamento terico com

exemplos prticos sobre o fenmeno de adensamento nos solos.

Neste trabalho, sero abordados os ensaios realizados como parte integrante da

avaliao da disciplina de Mecnica dos Solos. Nesta ocasio, realizou-se ensaio de

adensamento unidimensional e determinao da densidade real, seguindo-se as normasbrasileiras referentes a cada caso e sob orientao presencial da professora Doutora Carmeane

Effting. O ensaio foi realizado no Laboratrio de Solos e Geotecnia da UDESC / Joinville.

Esses ensaios tem objetivo de estimar a taxa com que estes recalques ocorrem com o tempo,

que so de suma importncia para se projetar uma fundao esttica durante toda a vida til

da estrutura a ser projetada sobre a mesma.

A compresso de um solo ocorre principalmente devido diminuio do seu volume

de vazios. Portanto, estando os vazios de um solo completamente cheios de gua, acompresso s pode ocorrer em conseqncia da expulso da gua dos vazios. A compresso

gradual de um solo nestas condies, induzida por foras estticas de gravidade, como seu

peso prprio e o do das estruturas construdas sobre ele, denominada adensamento. No

sinnimo de compactao, que a compresso artificial do solo por meio de processos

mecnicos, ondea diminuio dos vazios do solo se d por expulso do ar contido em seus

vazios, de forma diferente do processo de adensamento, onde ocorre a expulso de gua dos

interstcios do solo.

O mtodo requer que um elemento de solo, mantido lateralmente confinado, seja

axialmente carregado em incrementos, com presso mantida constante em cada incremento,

at que todo o excesso de presso na gua dos poros tenha sido dissipada. Durante o processo

de compresso, medidas de variao da altura da amostra so feitas, e estes dados so usados

no clculo dos parmetros que descrevem a relao entre a presso efetiva e o ndice de

vazios, e a evoluo das deformaes em funo do tempo.

Os dados do ensaio de adensamento podem ser utilizados na estimativa, tanto da

magnitude dos recalques totais e diferenciais de uma estrutura ou de um aterro, como da


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velocidade desses recalques, explicados pela Teoria de Terzaghi e analisados pelos mtodos

desenvolvidos por Taylor e Cassagrande.


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SUMRIO

1. P reparao das amostras para ensaio:.................................................................................1

2. Procedimento realizado para o ensaio de adensamento:.....................................................1

3. clculos:..............................................................................................................................33.1. Caractersticas do anel:.................................................................................................3

3.2. caractersticas do corpo-de-prova:...............................................................................3

3.3. Teor de umidade inicial da amostra:............................................................................3

3.4. Massa Especfica Aparente mida I nicial:..................................................................3

3.5. ndices fsicos iniciais:.................................................................................................4

3.5.1. Massa especfica aparente seca:............................................................................43.5.2. ndice de vazios inicial:........................................................................................4

3.5.3. Grau de saturao inicial:......................................................................................4

3.6. ndice de vazios ao final de cada estgio de presso:...................................................5

4. clculo do coeficiente de adensamento (CV) pelo MTODO DE TAYLOR:................11

5. Determinao do ndice de compresso:...........................................................................16

Determinao do ndice de compresso:


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1. PREPARAO DAS AMOSTRAS PARA ENSAIO:

As amostras foram coletadas pelo professor Edgar Odebrecht, de um local

desconhecido, e trazidas ao laboratrio dentro do amostrador envolto em filme plstico para

manter o teor de umidade natural.

2. PROCEDIMENTO REALIZADO PARA O ENSAIO DE ADENSAMENTO:

2.1 Equipamentos:

Apresentam-se abaixo os equipamentos utilizados no ensaio de adensamento,conformedescrita na norma MB-3336:

Prensa de adensamento (sistema de aplicao de carga);

Clula de adensamento- proporciona meios de aplicao de cargas verticais;

Anel de adensamento, seguindo as exigncias de dimetro interno, altura e rigidez de

acordo com a norma;

Pedras porosas;

Balana com preciso de 0,1 g; Relgio e cronmetro;

Extensmetro com resoluo de 0,01 mm;

Cpsulas;

Estufa;

Equipamentos diversos: paqumetro, esptulas, entre outros.

2.2 Execuo do ensaio:

A amostra chegou ao laboratrio envolta num filme plstico, seguindo as tcnicas de

coleta em campo. No h conhecimento sobre o local e preparao da amostra, assim como a

umidade do ambiente no qual foi coletada. No entanto, considera-se que no laboratrio no

houve variaes de umidade e temperatura significativas.

Antes de submeter a amostra ao sistema de aplicao de carga, determinou-se o dimetro

interno, a massa e a altura do anel.


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Tambm se pesou trs cpsulas numeradas, e nelas foram colocadas pores de amostras a

serem secas em estufa para proceder o clculo de umidade. As cpsulas foram pesadas com a

amostra in natura e depois de secas tambm.

O corpo de prova da amostra foi extrado de tubo amostrador com corte de serra de fio

metlico, um cilindro de cerca de 2 cm maior que a altura do anel. O corpo de prova foi

talhado junto ao topo do anel com ferramenta adequada, possibilitando correta base e topo.

O anel foi colocado na clula de adensamento e ajustada prensa de adensamento. Aps a

montagem da clula instalou-se tambm o extensmetro.

Na prensa de adensamento, o corpo de prova recebeu cargas (presses) de assentamento.

Iniciou-se com uma carga de 100g, fazendo leituras no extensmetro em tempos de 0s, 15s,

30s, 60s, 2 min, 4min, 8mim, 15 mim, 30mim, 1h, 2h, 4h, 8h e 24h. A cada 24h o peso noaparelho era duplicado, ou seja: 100g, 200g, 400g, 800g, 1600g, 3200g e 6400g; e feitas

leituras nos mesmos intervalos de tempo.

Ao final do procedimento de carregamento fez-se o descarregamento do corpo de prova,

retirando os pesos em estgios e em propores inversas ao carregamento, fazendo as devidas

leituras no extensmetro.

Figura 1 - Esquema de adensamento.

Fonte: Laboratrio de geotcnica- UFBA


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1. CLCULOS:

1.1.CARACTERSTICAS DO ANEL:

Altura: 1,90 cm rea: 39,4805 cm2

Dimetro: 7,09 cm Volume: 75,0129 cm3

Massa: 44,12 g

1.2.CARACTERSTICAS DO CORPO-DE-PROVA:

Massa anel + solo + gua: 178,82 gMassa solo+gua:

g134,70g44,12-g82,178 =

Peso especfico dos gros (valor fornecido): 2,65 g/cm3

1.3.TEOR DE UMIDADE INICIAL DA AMOSTRA:

O teor de umidade calculado conforme a frmula da ABNT NBR 6457/1986:

100=s

a

MMh

Onde: h = Teor de umidade (%);

Ma = Massa de gua na amostra (g);

Ms = Massa dos slidos na amostra (g).

Antes do Ensaio Depois do EnsaioCpsula n 48 65 16 48 65 16

Tara (g) 28,92 28,62 28,52Tara+solo+gua (g) 71,41 91,55 76,96Tara+solo (g) 57,40 70,82 62,88Massa da gua (g) 14,10 20,73 14,08Massa do solo (g) 28,48 42,20 34,36Umidade (%) 48,51 49,12 40,38Umidade mdia (%) 46,06

1.4.MASSA ESPECFICA APARENTE MIDA INICIAL:

A MB 3336 especifica que a massa especfica a massa especfica aparente mida

inicial deve ser calculada como a razo entre a massa de solo mida do corpo-de-prova

(massa de solo + gua) pelo volume do mesmo (volume interno do anel):


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3

3g/cm7957,1

cm75,0129

g70,134==

hi

1.5.NDICES FSICOS INICIAIS:

1.5.1. Massa especfica aparente seca:

A massa especfica aparente seca calculada a partir da frmula fornecida pela norma

MB 3336:

i

hi

si

h+=100

100

Onde: si = Massa especfica aparente seca inicial, em g/cm3;

hi = Massa especfica aparente mida inicial, em g/cm3;

hi = teor de umidade inicial, em %.

Ento temos:

3g/cm2294,106,46100

7957,1100=

+

=

si

1.5.2. ndice de vazios inicial:

O ndice de vazios inicial calculado segundo a expresso:

1=si

ie

Onde: ei = ndice de vazios inicial;

= massa especfica dos gros, em g/cm3;si = Massa especfica aparente seca inicial, em g/cm3.

Assim:

1555,112294,1

65,2==

ie

1.5.3. Grau de saturao inicial:

O grau de saturao inicial dado pela frmula:


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ai

i

i

e

hS

=

Onde: Si = grau de saturao inicial, em %;hi = teor de umidade inicial, em %;

= massa especfica dos gros, em g/cm3;

ei = ndice de vazios inicial;

a = Massa especfica da gua, em g/cm3 (1,00 g/cm3);

Ento temos:

%633,10500,11555,1

65,206,46=

=

iS

1.6.NDICE DE VAZIOS AO FINAL DE CADA ESTGIO DE PRESSO:

Altura dos slidos do corpo-de-prova:

cm8147,81555,11

9000,1

1=

+

=

+

=

i

i

s

e

HH

carregamento:

Estgio 1: Presso = 0,025 kg/cm (100 g)

Dia hora tempo leitura leitura (mm) Deflexo (mm) Altura (mm)25/08 0 466,0 4,660 0,000 19,000

15 453,0 4,530 0,130 18,87030 453,0 4,530 0,000 18,8701 453,0 4,530 0,000 18,870

2 452,5 4,525 0,005 18,8654 452,0 4,520 0,005 18,8608 448,5 4,485 0,035 18,825

15 448,0 4,480 0,005 18,8209:25 30 447,5 4,475 0,005 18,8159:55 1 h

10:55 2 h12:55 4 h16:55 8 h

24 h


11/20

ndice de vazios:

1345,1188147,0

8815,1==e


Dia hora tempo leitura leitura (mm) Deflexo (mm) Altura (mm)25/08 9:27 0 445,0 4,450 0,025 18,790

15 444,5 4,445 0,005 18,78530 444,5 4,445 0,000 18,7851 444,0 4,440 0,005 18,7802 444,0 4,440 0,000 18,7804 444,0 4,440 0,000 18,7808 443,5 4,435 0,005 18,775

9:42 15 443,5 4,435 0,000 18,7759:57 30 442,0 4,420 0,015 18,760

10:27 1 h 441,5 4,415 0,005 18,75511:27 2 h 441,5 4,415 0,000 18,75513:27 4 h 441,0 4,410 0,005 18,750

17:27 8 h 440,5 4,405 0,005 18,7457:00 24 h 440,0 4,400 0,005 18,740

ndice de vazios:

1260,1188147,0

8740,1==e



15 437,0 4,370 0,030 18,71030 437,0 4,370 0,000 18,7101 437,0 4,370 0,000 18,7102 436,5 4,365 0,005 18,7054 436,5 4,365 0,000 18,7058 436,5 4,365 0,000 18,705

7:15 15 436,0 4,360 0,005 18,7007:30 30 436,0 4,360 0,000 18,7008:00 1 h 436,0 4,360 0,000 18,7009:00 2 h 435,5 4,355 0,005 18,695

11:00 4 h 435,0 4,350 0,005 18,690


12/20

15:00 8 h 433,0 4,330 0,020 18,67024 h 430,5 4,305 0,025 18,645

ndice de vazios:1152,11

88147,0

8645,1==e


Dia hora tempo leitura leitura (mm) Deflexo (mm) Altura (mm)27/08 7:10 0 430,5 4,305 0,000 18,64515 426,0 4,260 0,045 18,60045 425,0 4,250 0,010 18,590

145 424,0 4,240 0,010 18,580345 423,7 4,237 0,003 18,577745 423,4 4,234 0,003 18,574

1545 422,8 4,228 0,006 18,5683045 422,4 4,224 0,004 18,5643545 422,3 4,223 0,001 18,563

41 422,1 4,221 0,002 18,561

1 h 11 421,8 4,218 0,003 18,5582 h 11 421,3 4,213 0,005 18,5534 h 11 421,0 4,210 0,003 18,5508 h 21 420,5 4,205 0,005 18,545

24 h 21 420,0 4,200 0,005 18,540

ndice de vazios:

1033,1188147,0

8540,1==e



15 406,0 4,060 0,140 18,40030 406,0 4,060 0,000 18,4001 405,0 4,050 0,010 18,3902 404,0 4,040 0,010 18,3804 403,0 4,030 0,010 18,3708 402,0 4,020 0,010 18,360

7:15 15 401,0 4,010 0,010 18,350


13/20

7:30 30 400,0 4,000 0,010 18,3408:00 1 h 399,0 3,990 0,010 18,3309:00 2 h 398,0 3,980 0,010 18,320

11:00 4 h 397,0 3,970 0,010 18,310

15:00 8 h 397,0 3,970 0,000 18,31024 h 392,0 3,920 0,050 18,260

ndice de vazios:

0715,1188147,0

8260,1==e



15 375,0 3,750 0,170 18,09030 372,5 3,725 0,025 18,0651 371,0 3,710 0,015 18,0502 369,0 3,690 0,020 18,0304 367,0 3,670 0,020 18,0108 366,0 3,660 0,010 18,000

7:15 15 365,0 3,650 0,010 17,990

7:30 30 363,0 3,630 0,020 17,9708:00 1 h 362,0 3,620 0,010 17,9609:00 2 h 361,0 3,610 0,010 17,950

11:00 4 h 360,0 3,600 0,010 17,94015:00 8 h 359,0 3,590 0,010 17,930

24 h 357,5 3,575 0,015 17,915

ndice de vazios:

0324,11

88147,0

7915,1==e



15 330,0 3,300 0,275 17,64030 323,0 3,230 0,070 17,5701 320,0 3,200 0,030 17,5402 316,0 3,160 0,040 17,5004 314,5 3,145 0,015 17,485


14/20

8 311,0 3,110 0,035 17,4507:15 15 309,0 3,090 0,020 17,4307:30 30 307,0 3,070 0,020 17,4108:00 1 h 305,5 3,055 0,015 17,395

9:00 2 h 304,0 3,040 0,015 17,38011:00 4 h 303,0 3,030 0,010 17,37015:00 8 h 301,0 3,010 0,020 17,350

24 h 299,0 2,990 0,020 17,330

ndice de vazios:

9660,0188147,0

7330,1==e

DESCARREGAMENTO:

Estgio 8: Presso = 0,4 kg/cm (6400g - 4800g = 1600g)


15 309,0 3,090 -0,100 17,43030 309,0 3,090 0,000 17,4301 309,0 3,090 0,000 17,430

2 309,0 3,090 0,000 17,4304 309,0 3,090 0,000 17,4308

15301 h2 h4 h8 h

24 h

ndice de vazios:

9774,0188147,0

7430,1==e


Dia hora tempo leitura leitura (mm) Deflexo (mm) Altura (mm)

01/09 0 309,0 3,090 0,000 17,43015 316,0 3,160 -0,070 17,50030 317,0 3,170 -0,010 17,510


15/20

1 317,5 3,175 -0,005 17,5152 318,5 3,185 -0,010 17,5254 319,5 3,195 -0,010 17,5358 320,0 3,200 -0,005 17,540

15 321,5 3,215 -0,015 17,55530 322,5 3,225 -0,010 17,5651 h 323,0 3,230 -0,005 17,5702 h4 h8 h

24 h

ndice de vazios:

9933,0188147,0

7570,1==e



15 336,5 3,365 0,135 17,70530 337,0 3,370 0,005 17,710

1 338,0 3,380 0,010 17,7202 339,0 3,390 0,010 17,7304 340,0 3,400 0,010 17,7408 341,0 3,410 0,010 17,750

15 342,0 3,420 0,010 17,76030 342,0 3,420 0,000 17,7601 h 343,0 3,430 0,010 17,770

1h 30 344,0 3,440 0,010 17,7804 h8 h

24 h

ndice de vazios:

0171,1188147,0

7780,1==e


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2. CLCULO DO COEFICIENTE DE ADENSAMENTO (CV) PELO MTODO DE

TAYLOR:

Procedimento de calculo:

Determinao do 0% de adensamento (cont.):

1. Prolonga o trecho reto da curva t x altura at interceptar o eixo y. Este ponto

corresponde a 0% de adensamento.

Determinao do 90% de adensamento (cont.):

1. Em qualquer parte do trecho reto traa uma horizontal a partir do eixo vertical

(reta 1);2. Mede a reta 1 e aumenta o seu comprimento em 15%, marcando no final dessa

nova reta o ponto A;

3. Unir o ponto de 0% de adensamento com o ponto A (reta 2);

4. O ponto em que a reta 2 intercepta a curva de adensamento corresponde ao

recalque de 90%.


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Para determinar H50 calcula-se 5/9 da distncia entre 0% e 90% de adensamento e

diminui a altura inicial desse valor.

Logo;

Usando tendncia logartmica temos os seguintes grficos, com os respectivos Cvs:

H90= 18,915mm , H0=19,00mm , H50=1,8953cm , t90=0,00324mim

Cv=23,504 cm/mim

H90= 18,810mm , H0=18,100mm , H50=1,8799cm , t90=0,0225mim

Cv=33,298 cm/mim

H90=18,720 mm , H0=18,740mm , H50=1,8729cm , t90=0,0625mim

Cv= 11,898cm/mim

H90=18,610 mm , H0=18,640mm , H50=1,8623cm , t90=0,0225mim

Cv= 32,678cm/mim

H90= 18,450mm , H0=18,550mm , H50=1,8494cm , t90=0,0324mim

Cv= 22,380cm/mim

H90= 19,120mm , H0=18,250mm , H50=1,8178cm , t90=0,04mim

Cv= 17,513cm/mim

H90=17,660 mm , H0=17,900mm , H50=1,7767cm , t90=0,04mim

Cv= 16,730cm/mim

90

2

50 )5,0(848,0

t

Hcv=


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5. DETERMINAO DO NDICE DE COMPRESSO:

Com os valores das presses relativas as cargas aplicadas e o calculo dos ndices de

vazios possvel traar a curva de vazios da amostra de solo, em funo do logartmico da

amostra.

A partir do trecho retilneo (trecho virgem) possvel calcular o Cc.P1(40, 1.1) e P2(100, 1.018)

Cc=1.1-1.018Log(100/40)=0,2060

-Presso de pr-adensamneto:

Seguindo a norma NBR 3336 e aplicando o mtodo Pacheco Silva temos:

Presso de Pr-adensamento =

ndice de vazios correspondente a Presso de Pr-adensamento =


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CONCLUSO

O ensaio convencional constitui uma importante ferramenta para avaliar o

comportamento de certos solos. Atravs deste ensaio foi possvel a obteno da curva do

ndice de vazios versus a tenso.

Devido ao desconhecimento da origem do solo (profundidade de retirada, local) e falta

de mais ensaios para a caracterizao deste, como limite de liquidez (LI), limite de

plasticidade (LP) e granulometria nosso ensaio ficou limitado para concluses mais precisas.

Como no possvel saber a profundidade da amostra e o nvel do lenol fretico, no

se pode calcular o OCR. Portanto no se pode afirmar se um solo normalmente adensado,

pr-adensado ou adensado.O calculo do coeficiente de adensamento (cv) determina a velocidade de adensamento

de uma camada de solo sujeito a um carregamento. Ele pode ser obtido tanto pelo processo

grfico de Casagrande assim como pelo processo grfico de Taylor. Como os dados obtidos

ficaram mais bem caracterizados na segunda opo, foi decidido fazer o grfico pela raiz do

tempo. A determinao de Cv neste ensaio permite somente uma estimativa do tempo de

recalque de uma estrutura. Contudo devido a irregularidade dos valores obtidos no ensaio os

Cvs deram muito alto ( na de base 20 cm/mim !) isto se deve a uma grande diferena no

primeiro e segundo ponto do grfico.


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BIBLIOGRAFIA

MB-3336:1990-Solo:ensaio de adensamento unidimensional.

CAPUTO, Homero Pinto. Mcanica dos Solos e Suas aplicaes-Vol.2, 5 ed. Rio

De Janeiro

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44718891 Ensaio de Adensamento