Mecânica Dos Solos - Compactação

8/19/2019 Mecânica Dos Solos - Compactação

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sertão Pernambucano

Prof. Luiz Santiago Souza do N. de Lacerda


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Os solos, para que possam ser utilizados nos aterros dasobras de terraplenagem, devem preencher certosrequisitos, ou seja, certas propriedades que melhoram oseu comportamento, sob o aspecto técnico,transformando-os em verdadeiro material de construção.Esse objetivo é atingido de maneira rápida e econômica

através das operações de compactação. Essaspropriedades visam principalmente:

◦ Aumento da resistência da ruptura dos solos, sob ação de cargasexternas;

◦ Redução de possíveis variações volumétricas, quer pela ação de

cargas, quer pela ação da água que, eventualmente, percola pelasua massa;◦ Impermeabilização dos solos, pela redução do coeficiente de

permeabilidade, resultante do menor índice de vazios.


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Pela equação S = c + σ . tg φ, sabemos que aresistência à ruptura por cisalhamento de um solodepende da coesão (c) e do ângulo de atrito interno(φ), sendo que estes, por sua vez, dependem do teorde umidade e do índice de vazios. Em Mecânica dos

Solos a parcela referente a coesão é resultante, nocaso das argilas, de forças internas de naturezaelétrica, geradas entre as partículas, de modo que asua aproximação, resultante da compactação, ouseja, de um menor índice de vazios, tende a

aumentá-la. Por outro lado, diminui com o aumentodo teor de umidade, que, por sua vez, pela maiorpresença de água nos interstícios, tende a diminuir asforças de natureza elétrica.


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Já o aumento do atrito interno dependerá doatrito gerado entre as partículas e do seuentrosamento, de forma que é fácil entenderque a aproximação dos grãos e o seu melhorarranjo são resultantes de um baixo índice devazios e de um teor de umidade adequado,

que não cause o distanciamento entre elas.


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As variações de volume possíveis, isto é,expansões ou contrações, dependemdiretamente do teor de umidade inicial. Seexecutarmos o aterro com material úmido,

haverá mais tarde a possibilidade de grandeperda de água por evaporação, favorecendo acontração que se manifesta através detrincas, fissuras, etc. Ao contrário, se

executamos com solo muito seco, haverágrande probabilidade de absorção de água econsequentemente inchamento.


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A impermeabilização do solo do aterro,dependendo do seu coeficiente depermeabilidade, diminui indiretamente com oíndice de vazios, isto é, quanto maior aredução deste, menor a permeabilidade.


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À vista do exposto, chama-se compactação de um soloaos processos manuais ou mecânicos que visemprincipalmente à redução do índice de vazios. Resulta daí o aumento da resistência à ruptura, pela elevação do atritointerno entre as partículas e a diminuição das variações devolume, através do melhor entrosamento entre elas. Em

resumo, através da compactação de um solo resulta:◦ maior aproximação e entrosamento das partículas, ocasionando

um aumento da coesão e do atrito interno e, consequentemente,da resistência ao cisalhamento;

◦ através do aumento da resistência ao cisalhamento, obter-se-ámaior capacidade de suporte;

◦ com redução do índice de vazios, a capacidade de absorção deágua e a possibilidade de haver percolação diminuemsubstancialmente, tornando mais estável.


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Com as considerações acima, fica claro quedois fatores são fundamentais nacompactação:

◦ o teor de umidade do solo;◦ a energia empregada na aproximação dos grãos e

que se denomina energia de compactação.


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Foi o engenheiro americano Ralph Proctor que, em1933, pela primeira vez, estabeleceu a correlaçãoentre os parâmetros que influem decisivamente narelação índice de vazios, ou seja, o aumento do pesoespecífico. Neste ano Proctor publicou uma série deartigos divulgando o seu método de controle decompactação, baseado num novo método de projetoe construção de barragens de terra compactada queestava sendo empregado na Califórnia. Nessesartigos é que pela primeira vez, se enuncia um dosmais importantes princípios da Mecânica dos Solos.

Isto é, de que a densidade com que um solo écompactado sob uma determinada energia decompactação depende da umidade do solo no

momento da compactação


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Proctor verificou que na mistura de solo com maioresquantidades de água, quando compactada, o pesoespecífico aparente da mistura aumentava, porque aágua de certa forma, funcionava como lubrificante,aproximando as partículas, permitindo melhorentrosamento e, por fim, ocasionando a redução dovolume de vazios. Num determinado ponto, atingia-se um peso específico máximo, a partir do qual,ainda que se adicionasse mais água, o volume devazios passava a aumentar. A explicação desse fatoreside em que quantidades adicionais de água, após

o ponto citado, ao invés de facilitarem a aproximaçãodos grãos, fazem com estes se afastem, aumentandonovamente o volume de vazios e causando odecréscimo dos pesos específicos correspondentes.


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A técnica de compactação é relativamente recente eseu controle ainda mais recente. Antes dela osaterros eram feitos simplesmente lançando-se omaterial pela sua ponta. Resultava disso: umacompressibilidade exagerada do aterro devido aos

grandes vazios que podiam formar-se entre ascamadas lançadas, a grande porosidade do própriomaterial que permanecia em estado fofo, e ainstabilidade do aterro, o qual poderia perdertotalmente sua resistência se, porventura, sofresse

saturação por chuvas intensas. Tudo isso levava aque os aterros necessitassem de certo período deconsolidação, para que pudessem ser utilizados comsegurança.


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A técnica moderna, baseada no lançamentode aterros em camadas horizontais epassagem de rolos compressores pesados,que evitam o solo fofo e a formação de vazios

entre torrões, recebe a denominação decompactação. Portanto, é um processomecânico, pelo qual se procura, por aplicaçãode peso ou apiloamento, aumentar adensidade aparente do solo lançado e, comoconsequência, aumentar-lhe a resistência.

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