MECÂNICA DOS SOLOS
68
AULA 5 −−−− COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
PROF. ROMERO CÉSAR GOMES – UFOP
PROPRIEDADESDOS SOLOS
FÍSICAS MECÂNICAS
Aula 5
FÍSICAS
permeabilidadecompactaçãogranulometria e plasticidade
Índicesfísicos
resistência aocisalhamento
compressibilidade
comportamento tensão - deformação
� 5.1 Princípios da Compactação dos Solos.� 5.2 Ensaio de Compactação em Laboratório.���� 5.3 Procedimentos e Resultados.� 5.4 Comportamento dosSolosCompactados.
Aula 5
� 5.4 Comportamento dosSolosCompactados.� 5.5 Equipamentos de Compactação.� 5.6 Controle de Compactação em Campo.� 5.7 Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia.� 5.8 Compactação Profunda.
Princípios e Objetivos
Princípio Geral
Muitas obras geotécnicas (barragens, muros de arrimo, estradas, aeroportos,etc) implicam a utilização de aterros compactados; compactar um solosignifica torná-lo um material mais denso;
O estado mais denso é obtido através da redução do ar intersticial, compequena ou nenhuma variação do teor de umidade do solo. A compactaçãopode ser feita em superfície ou em profundidade, utilizando solicitaçõespode ser feita em superfície ou em profundidade, utilizando solicitaçõesestáticas, impacto e/ou vibração, por meio de equipamentos manuais oumecânicos.
Objetivos:
� redução dos recalques futuros
� aumento da resistência ao cisalhamento
� redução da permeabilidade
Ensaio de Compactação em Laboratório
• Histórico
� Os fundamentos da teoria da compactação dos solos são relativamenterecentes e foram estabelecidos a partir dos trabalhos pioneiros do engenheiroamericano R.R. Proctor (início da década de 1930) e publicados em vários artigosna revista Engineering News-Record. Em sua homenagem, o ensaio decompactação-padrão em Mecânica dos Solos é chamado de Ensaio Proctor.
• Objetivos e Princípio do Ensaio
� O objetivo do ensaio de compactação é determinar, para uma dada energia decompactação aplicada, a quantidade adequada de água a ser incorporada ao solo(‘umidade ótima’) de forma a se obter, para o mesmo, um estado correspondenteà sua densidade seca máxima.� O ensaio Proctor é um ensaio de compactação por impacto padronizado (NBR7182/86); um soquete é aplicado várias vezes sobre uma amostra de soloacondicionada em um molde, sendo especificados os seguintes parâmetros deensaio: massa do soquete, altura de queda do soquete, número de golpes, númerode camadas de solo e volume do solo compactado.
Equipamento do Ensaio Proctor Normal
Ensaio de Compactação em Laboratório
(Das, 1998)
Proctor estabeleceu que a compactação é função direta de 4 variáveis:
(1) massa específica (ρd) ou peso específico (γd) do solo seco
(2) teor de umidade w
(3) energia de compactação (EC)
(4) tipo de solo (natureza, graduação, presença de finos, etc.)
Ensaio de Compactação em Laboratório
(4) tipo de solo (natureza, graduação, presença de finos, etc.)
• Nas obras pioneiras, os esforços de compactação eram menores e os ensaios delaboratório reproduziam tais condições utilizando menores energias decompactação.
• Com o aumento das obras e do porte dos equipamentos e, conseqüentemente, dasenergias de campo, os ensaios de laboratório tiveram que ser readaptados paramaiores energias de compactação⇒ ex.:Ensaio Proctor Modificado.
Ensaio Proctor Normal
• altura de queda: 30,5 cm
• peso do soquete: 2,5 kg
• número de golpes p/
Ensaio Proctor Modificado
• altura de queda: 45,7 cm
• peso do soquete: 4,5 kg
• número de golpes p/
Ensaio de Compactação em Laboratório
L
m
n • número de golpes p/
camada: 26
• número de camadas: 3
• volume do molde: 1000 cm3
• energia: 595 kJ/m3
• número de golpes p/
camada: 55
• número de camadas: 5
• volume do molde: 2000 cm3
• energia: 2828 kJ/m3
V
mgLNnEC =
n
N
V
EC
Procedimentos e Resultados
� (i) Diferentes amostras do mesmo solo, preparadas sob diferentes teores deumidade, são compactadas de acordo com as prescrições técnicasrecomendadas
golpes 1 a 4 do soquete golpes seguintes
� (ii) As densidades (pesos específicos ou massas específicas) do solo úmido e osrespectivos teores de umidade são determinados para cada ensaio realizado.
� (iii) Os valores das densidades (pesos específicos ou massas específicas) do soloseco, obtidas para cada ensaio, são plotadas em função dos respectivos teoresde umidade, obtendo-se a chamada curva de compactação.
ww dd +=
+=
1;
1
γγρρ
Curva de saturação
ρ d(M
g/m
3 )
Ma
ssa
esp
. se
ca
ρ d(lb
/ft3 )
linha dos pontos ótimos
ρd max
Procedimentos e Resultados
Teor de umidade w (%)
Ma
ssa
esp
. se
ca
ρ
Ma
ssa
esp
. se
ca
Proctor Modificado
Proctor Normal
wotHoltz e Kovacs, 1981
Procedimentos e Resultados
• Ponto máximo da curva de compactação
A ordenada do ponto de pico da curva de compactação corresponde ao valor da massaespecífica máxima ρdmax (peso específico máximo γdmax) do solo seco e sua abcissacorresponde ao valor da chamada umidade ótima do solo. Estes valores constituemparâmetros característicos do solo somente para as condições e para a energia decompactação adotados no ensaio. Quanto maior a energia de compactação, maior é o valorde ρd max e menor é o valor da wot do solo.
• Curva de Saturação
Curva correspondente à condição de saturação (S = 100%) ou de aeração nula (A = 0%) dosolo; esta condição não pode ser alcançada pela compactação.
• Linha de Pontos Ótimos
Linha traçada através dos pontos máximos das diferentes curvas de compactação, obtidaspara os ensaios realizados em um mesmo solo sob diferentes energias de compactação; suaposição tende a ser aproximadamente paralela à linha de saturação.
ww SS ρ=ρ=ρ
Para diferentes graus desaturação S, a equaçãogeral é expressa por:
ρd max
Procedimentos e Resultados
s
w
s
w
wd
G
Sw
S
Sw
S
+=
+= γ
γγ
γγ
s
w
s
w
wd
GS
w
S
Sw
S
+
ρ=
ρρ+
ρ=ρ
wot
(ρd max , wot )
Abaixo de wopt(‘ramo seco’ da curva):
Com o aumento do teor de umidade do solo,formam-se películas de água que tendem apromover uma maior aproximação daspartículas pelos efeitos de lubrificação.
Lubrificação ou efeitos de (sucção + tensões capilares) ??
Procedimentos e Resultados
w
ρdNa wopt:
Ponto ‘ótimo’ de equilíbrio entre os efeitosque ocorrem acima e abaixo dawot.
Acima da wopt(‘ramo úmido’ da curva):
Os acréscimos de água em excesso passam apromover o afastamento entre as partículas desolo.
Ou perda dos efeitos de (sucção + tensões capilares) ??
Procedimentos e Resultados
• Cada ponto da curva representa os resultados de um dado ensaio decompactação; em geral, a curva é traçada a partir dos resultados de 4ou 5 ensaios;
• A curva deve ser obtida para, pelo menos, dois pontos acima e doispontos abaixo da umidade ótima, para teores de umidade variandoda ordem de 2% entre os ensaios;
• Como valor de referência, a umidade ótima tende a ser ligeiramenteinferior ao valor do LP do solo;inferior ao valor do LP do solo;
• Valores típicos da massa específica seca dos solos variam comumenteentre 16 e 20 kN /m3 (1,6 a 2,0 Mg/m3) e, em termos gerais, entre 13e 24 kN /m3 (1,3 to 2,4 Mg/m3). Valores típicos da umidade ótima dossolos variam comumente entre 10% e 20% e, em termos gerais,entre 5% e 40%.
Solo ‘borrachudo’: na compactação de um solo com umidade acima da ótima, atinge-se um estado dequase saturação e, assim, toda a energia é transferida para a água, aumentando-se as poropressões einduzindo o cisalhamento horizontal do solo (laminação do solo). A energia aplicada é recuperada pelaação elástica da água que se comporta como uma borracha sob pressão.
Comportamento de Solos Compactados
• Para uma dada energia decompactação e uma dada densidadeseca, o solo tende a apresentar umaestrutura mais floculada pelacompactação no ramo seco quandocomparadaà compactaçãono ramo
- floculada
+ dispersacomparadaà compactaçãono ramoúmido;
• Para um dado teor de umidade, oaumento da energia decompactação tende a tornar aestrutura do solo menos floculadano ramo seco e mais dispersa noramo úmido.
+ floculada
+ dispersa
- dispersa
direções de aumento da dispersão
• O aumento do teor de umidade induzuma forte diminuição da permeabilidadedo solo no ramo seco da curva e umligeiro aumentodapermeabilidadeparao
Comportamento de Solos Compactados
ligeiro aumentodapermeabilidadeparaosolo nas condições do ramo úmido.
• Argilas compactadas tendem a seexpandir para umidades correspondentesao ramo seco da curva e de contrair paraumidades correspondentes ao ramoúmido da curva.
w
ρd
(ρd max , wot) contraçãoexpansão
• Sob baixas tensões, os solos compactados noramoúmido sãomaiscompressíveisdo queos
Comportamento de Solos Compactados
baixas tensões
ramoúmido sãomaiscompressíveisdo queossolos compactados no ramo seco.
• Sob tensões elevadas, os solos compactados noramo seco são mais compressíveis do que ossolos compactados no ramo úmido.
tensões elevadas
• Solos argilosos compactados no ramo seco tendem a ser mais rígidos eapresentarem maiores resistências do que os solos compactados no ramo úmido
Caulinita (Lambe and Whitman, 1979)
Comportamento de Solos Compactados
Numa determinada obra geotécnica, não importa apenas o comportamento do solo compactado, mas o comportamento do mesmo sob as diferentes condições de carregamento ao longo da vida útil da estrutura (p.ex.: barragem de terra: aumento das tensões construtivas, saturação do solo sob percolação, etc.
• equipamentos de pequeno porte (soquetes e placasvibratórias)
Equipamentos de CompactaçãoEquipamentos de Compactação
• rolos estáticos: rolos lisos, rolos de pneus; rolos tipopé-de-carneiro
• rolos vibratórios
Equipamentos de pequeno porte
Soquetes (“sapos”) e placas vibratórias
• classificação: pressões de contato placa-solo(10a15kPa)solo(10a15kPa)
• eficiência: trabalhos de compactação emáreas localizadas
• podem ser utilizados em quaisquer solos
• aplicações mais comuns: compactação devalas, trincheiras, etc.
Rolos Estáticos
Rolo Liso• classificação: peso total por unidade de
comprimento do rolo (30 a 110 kgf/cm)
• tambor vazio ou cheio de água, areia ou póde pedra
• área efetiva de compactação: 100%
• Eficiência: reduzida para compactação emprofundidade (limitados a camadas deespessuras finais de até 15 cm)
• solos mais indicados (solos menosindicados): solos granulares, enrocamentos(solos coesivos, principalmente solos deelevada plasticidade)
• aplicações mais comuns: obras rodoviárias(bases, subleitos e capas de rolamento).
Rolo pé-de-carneiro • classificação: pressões de contato (1400 a7000 kPa) impostas por saliências (‘patas’)dispostas de forma irregular ao longo de umtambor de aço (90 a 120 por rolo)
• áreaefetivadecompactação: 8% ~ 12%
Rolos Estáticos
• áreaefetivadecompactação: 8% ~ 12%
• eficiência: para evitar as superfícies delaminação nas camadas compactadas
• solos mais indicados (solos menosindicados): solos argilosos ou granularescom mais de 20% de finos (solos muitogranulares)
• aplicações mais comuns: aterros, barragensde terra
Rolo Pneumático
• classificação: pressão de compactaçãoimposta por um conjunto de pneus dispostosem alinhamentos desencontrados (em geral,3 a 6 pneus por eixo), que é função do pesodo rolo e da pressão de ar nos pneus
• área efetiva de compactação: 80%
• eficiência: compactação mais rápida e
Rolos Estáticos
• eficiência: compactação mais rápida eeconômica em relação à compactação comos rolos pé-de-carneiro
• solos mais indicados (solos menosindicados): solos granulares, solos finos(solos coesivos, principalmente solos deelevada plasticidade)
• aplicações mais comuns: obras rodoviárias,aterros, barragens de terra.
Rolo de Grelha
• classificação: pressões de contato (1400 a6200 kPa)
• áreaefetivadecompactação: 50%
Rolos Estáticos
• áreaefetivadecompactação: 50%
• eficiência: aumentada quando associado aum equipamento de vibração
• solos mais indicados (solos menosindicados): solos granulares, areias compedregulhos (solos argilosos)
• aplicações mais comuns: barragens de terrae enrocamento.
Rolo Vibratório• classificação: podem ser dos três tipos
anteriores, possuindo um vibrador acopladoao rolo compactador
• área efetiva de compactação: variável
Rolos Vibratórios
• eficiência: função da freqüência devibração e da velocidade de compactaçãodo rolo (comumente inferior a 5 km/h)
• solos mais indicados (solos menosindicados): solos granulares, desde areias aenrocamentos (solos coesivos)
• aplicações mais comuns: aterros, barragensde terra e enrocamento
Equipamentos de Compactação - Síntese
Equipamentos de Compactação - Síntese
equipamentos tipo de compactação
(Holtz and Kovacs, 1981)
Equipamentos de Compactação - Síntese
Variáveis da Compactação – Características dos Solos
• distribuição granulométrica;• forma das partículas sólidas;• Gs
• natureza e porcentagem dos finos presentes
Variáveis da Compactação – Procedimentos de Campo
• número de passadas do rolo• freqüência de vibração• espessura da camada• velocidade de compactação
• os efeitos da compactaçãotendem a ser• os efeitos da compactaçãotendem a serreduzidos para mais do que 5 passadas do rolo
Variáveis da Compactação – Procedimentos de Campo
• número de passadas do rolo• freqüência de vibração• espessura da camada• velocidade de compactação
o aumento da amplitude das vibraçõesinduz maior efeito de compactação que oaumento da freqüência das vibrações e,uma vez atingida a condição deressonância, induz-se elevadas densidadespara o solo.
Variáveis da Compactação – Procedimentos de Campo
• número de passadas do rolo• freqüência de vibração• espessura da camada• velocidade de compactação
• para um dado número de passadas, obtém-se uma maiorcompactação quanto menor for a velocidade do rolo.
• Dificuldades de uma simulaçãoadequada entre ensaios de campoedelaboratório
Compactação no Campo x Compactação no Laboratório
edelaboratório
• Tendência geral: valores menoresde wot em ensaios de laboratório.
• Problemas da correlação entreensaios estáticos em laboratório xensaios dinâmicos em campo
Curvas 1, 2,3,4: compactação em laboratório
Curvas 5, 6: compactação no campo
Controle da Compactação em Campo
• Objetivo: promover a estabilização do solo, mediante a melhoria do seucomportamento geotécnico
• Metodologia: medidas sistemáticas dos valores da massa específica (ou peso• Metodologia: medidas sistemáticas dos valores da massa específica (ou pesoespecífico) do solo seco e do teor de umidade do solo
⇒ correlação direta com as propriedades geotécnicas de interesse.
• Especificações Técnicas:
(i) pelo produto final: fixação das condições limites para a aceitação da obra(não importa o como, interessa o resultado). Ex.: obras rodoviárias
(ii) pelo método construtivo: fixação das variáveis de compactação pelacaracterização expressa dos procedimentos de campo (interessa o como e oresultado em si). Ex.: barragens de terra
Controle da Compactação em Campo
� Execução de ensaios de compactação em laboratório dos solos de todas as áreasde empréstimo: determinação deγdmaxe w ⇒ optar pelo solo de maiorγdmaxe,para valores próximos deγdmax, optar pelo solo com curva de compactação maisfechada;
� Retiradado solodasáreasdeempréstimo,lançamentoe distribuiçãouniformedo� Retiradado solodasáreasdeempréstimo,lançamentoe distribuiçãouniformedosolo sobre a praça de trabalho, efetuando-se operações de molhagem (aspersãocom carro-pipa) ou secagem do solo (revolvimento com grades de discos);
� Execução de aterros experimentais para seleção dos equipamentos decompactação e das variáveis de compactação (espessuras de camadas, número depassadas do rolo, etc)
� Controle de campo dos parâmetros de compactação: GC (grau de compactação) e∆w (desvio de umidades em relação à umidade ótima)
Controle da Compactação em Campo
• espessura das camadas: < 30cm de material fofo para se ter 15 a 20cm de solocompactado (incluindo-se 2 a 5cm da camada anterior)
• rolagem em passadas longitudinais das bordas ao centro da praça de trabalho• rolagem em passadas longitudinais das bordas ao centro da praça de trabalhocom superposição de, no mínimo, 20cm entre as passadas
• equipamentos de campo: motoscrapers para lançamento e espalhamento domaterial; motoniveladora para regularização das camadas; caminhões pipa ouirrigadeiras para irrigação ou arados de discos para aeração; rolos compressorespara compactação.
Parâmetros de Controle da Compactação
%100max
×=−
−
olaboratórid
campodGCγ
γ
Grau de Compactação
otwww −=∆
Desvio de Umidade
• GC ≥ 95% ; ∆w = ± 2%
Especificações de Referência
Determinação de γγγγd
Métodos Diretos
Métodos
(a) Frasco de areia
(b) Balão de ar
(c) Método da água (ou óleo)
(a)
(b)(c) Método da água (ou óleo)
(d) Cilindro amostrador
Procedimentos• valores conhecidos: Ms ; Vt
• calcula-se γd campoe w
• compara-se γd campocom γd max-lab
• calcula-se o grau de compactação GC
(b)
(c)
Erros dos Ensaios
� Principal fonte de erro: determinação do volume do material escavado.
� Método do frasco de areia: vibrações de equipamentos próximos podem induzir
um aumento da densidade da areia e resultar em uma avaliação incorreta do
volume de solo escavadovolume de solo escavado
� Método do balão: erros significativos podem ocorrer no caso da presença de
irregularidades das paredes do buraco, principalmente no caso de solos muito
granulares (partículas muito grossas)
� Método do água/óleo: erros significativos podem ocorrer principalmente no
caso de solos granulares (necessária a utilização de uma membrana plástica
para o revestimento do buraco)
Determinação de w - Métodos Diretos
Métodos
• método da estufa: prazos incompatíveis
com o cronograma da obra
• ‘método da frigideira’GC = 90%
ρd
• ‘método da frigideira’
• ‘garrafa de Speedy’
As propriedades geotécnicas podem serbastante diferentes entre amostrascompactadas para umidades acima ouabaixo da ótima.
w
ρd max
GC = 90%
12
3
Aumento de EC
w1 w2
Princípios do Ensaio
Densímetro Nuclear
A magnitude da radiação recebida pelo detectordepende da densidade do material
(> densidade � < radiação)
(a)
(b)
Princípios do Ensaio
DensidadeAs radiações gamas emitidas pelo dispositivo(fontederádioou isótoporadiativodecésio)são
Densímetro Nuclear
(Holtz and Kovacs, 1981)
(b)
(c)
(fontederádioou isótoporadiativodecésio)sãodispersadas pelas partículas do solo e amagnitude desta dispersão é proporcional àdensidade do solo.
Teor de UmidadeO teor de umidade é determinado em função dadispersão de nêutrons emitidos pelo dispositivo(fonte de isótopos de amerício - berílio) pelosátomos de hidrogênio presentes na água do solo.
• Principal desvantagem: necessidade de calibrações contínuas
Controle da Compactação em Campo
Controle da Compactação em Campo
Produtividade da compactação
p – volume de solo compactado por unidade de tempo (m3/h);B- largura (diâmetro) do rolo (m);E – eficiência da compactação (entre 75% e 85%)v – velocidade do rolo (km/h);t – espessura da camada de solo a ser compactada (m);
1000.n
BEvtp =
t – espessura da camada de solo a ser compactada (m);n – número de passadas do rolo
=
+=
+==
w
wi
d
∆Wz
V∆WW
γ
w1γ
γ;VW
γ
Controle da Compactação em Campo (Método de HILF)
γc
(γc max , zot)
Curva de Hilf
‘peso específico convertido’
labc
campoC
labd
campod
d
i
i
GCw
wGC
wz
−
−
−
− =∴++=
+=∴+
=
++=∴+=+=+=
=
maxmax )1(
)1(.
)1(1
γγ
γγ
γγicic
idiiiw
i
wi
γγ
)zw)(1(1.γγ)z(1γV
)zW(1V∆WW
γ
W∆W
z
labc
campocGC−
−=maxγ
γ
z‘parâmetro das umidades’
Controle da Compactação em Campo (Método de HILF)
)z(1w)(1w1ww zz para
)z(1w)(1w1ouzw)(1ww
Ww)z(1WwW
W∆WW
w;WW
w
otototot
iiii
s
iss
s
wwi
s
w
++=+∴=⇒=
++=+++=∴
++=+==
(pequena influência de erro de wot)
)0,6γ(2,4.z1
z∆w
:vem,∆wdeexpressãonawLevando
w1,692,36γ: 35%w10%para
)w.(1γ)zw).(1(1γ)z(1γγe
)(kN/m0,5w1,261
23,57γmas
)w.(1z1
z∆w)w(1)w(1ww∆w e
imax
ot
oti
iot
otimaxot
otdmaxotdmaxoticmaximax
3
ot
dmax
ot
ot
otiotiotii
−+
−=
−=≤≤
+=++=+=
±+
=
++
−=∴+−+=−=
(relação empírica)
(hipérbole de Kucsinski para solos brasileiros)
(pequena influência de erro de wot)
)γ 0,6(2,4.z1
z∆w max i
ot
oti −
+−=
Controle da Compactação em Campo (Método de HILF)
(Exercício a ser dado em sala de aula relativo à aplicação do Método de Hilf)
Controle da Compactação em Campo (Método de HILF)
Controle da Compactação em CampoExercício - Método de HILF
No processo de controle da compactação de uma camada de um aterro compactado,foram obtidos os seguintes resultados em campo e em laboratório:
• campo: γ = 1,838 g/cm3
• laboratório:∆w (%) γi (g/cm3)∆w (%) γi (g/cm3)
0 1,820-1 1,770+1 1,848
+1,5 1,840
Determinar:(i) a eficiência da compactação;(ii) o grau de compactação;(iii) o desvio de umidade da camada compactada.
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
� O ensaio de CBR (“ California Bearing Ratio”) consiste na determinação da
relação entre a resistência à penetração de uma amostra do so lo
compactado e saturado, expressa em porcentagem, e a resistê ncia à
penetração de uma amostra de brita graduada, adotada como pa drão de
referência.
� Este ensaio foi desenvolvido pelo Departamento de Estradas de Rodagem
da Califórnia (EUA) como critério de avaliação da resistênc ia dos solos
utilizados na base, sub-base e subleito de pavimentos rodovi ários, daí o
parâmetro CBR ser designado também como ISC - Índice de Supor te
Califórnia.
� O ensaio é padronizado no Brasil pela norma ABNT 9895 e pela nor ma
DNER M 48-64.
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
FASE I: Compactação dos Corpos de Prova
soquetesoquete
molde
camadas de solo compactado
disco espaçador
• conjunto de 5 ensaios• medidas de γd e w para cada amostra • obtenção da curva de compactação
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
FASE II: Obtenção da Curva de Expansão
Expansão: definida pela relação (expressa em %) do acréscimo de altura dos CP’s compactados após imersão por 4 dias, em relação às respectivas alturas iniciais.
Aplicação de sobrecarga correspondente ao peso do pavimento
Valores admissíveis: 1 a 3% em obras rodoviárias
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
FASE III: Obtenção da Resistência à Penetração CBR
velocidade do ensaio: 1,27 mm/minuto
leituras das cargas para as penetrações:
0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,17; 3,81; 4,44, 5,08; 6,35; 7,62;
8,89; 10,16; 11,43 e 12,70 mm
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Curva cargas x penetrações
Correção da curva no caso da mesma apresentar ponto de inflexão (deslocamento c da curva)
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Determinação do Valor do CBR
� determina-se o maior valor das leituras de cargas lidas (curvas sem correção) ou
corrigidas (curvas com correção) correspondentes às penetrações de 2,54mm e
5,08mm (geralmente será o valor correspondente à leitura de 5,08mm)
� compara-se o valor desta leitura com a leitura padrão, obtida para as respectivas� compara-se o valor desta leitura com a leitura padrão, obtida para as respectivas
penetrações, da brita graduada de alta qualidade e CBR = 100%
� o valor do CBR (ou ISC) é dado por:
%100padrãopressão
corrigidaoulidapressãomaiorCBR ×=
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Resultados do Ensaio
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Correlações com a Classificação HRB
� compactação dinâmica: a compactação do solo em
profundidade é obtida por meio de impactos na superfície do
terreno de pesos em queda livre;
� vibro-compactação: o aumento da densidade do solo em
Compactação Profunda
� vibro-compactação: o aumento da densidade do solo em
profundidade é obtido por meio de vibrações induzidas no
terreno por meio de equipamentos especiais;
� explosões em profundidade: o aumento da densidade in
situ é obtido por meio da detonação de explosivos introduzidos
no terreno.
� processo de compactação do solo em
profundidade, efetuado por meio de uma
Compactação Dinâmica
profundidade, efetuado por meio de uma
série de impactos aplicados ao terreno,
por meio da queda livre de pesos caindo
de grandes alturas.
pesos: 80 a 250 kN
alturas: 10 a 30m
Compactação Dinâmica
crateras de até 2,0m
n0 de golpes: até 10
colchão granular
Fase I : Compactação do solo sob elevadas energias de impacto
• peso: 100 kN
Compactação Dinâmica
• alturas: 3 a 8m
• compactação das crateras preenchidas e da camada
mais superficial (≈≈≈≈ 1,0 – 1,5m)
• obtenção de uma superfície regularizada final
Fase II : Compactação adicional sob baixas energias de impacto
� processo de compactação do solo em
Vibro - Compactação
profundidade, efetuado por meio de
vibrações induzidas no terreno por meio
de equipamentos especiais (‘vibradores’)
redução de recalquesprevenção dos efeitos de liquefação
aumento da capacidade de carga do terreno
Vibro - Compactação
Fase I – Penetração: o vibrador é introduzido no terreno até a profundidadedesejada, comumente por meio de injeção de água sob pressão, induzindo,então, a remoção de finos e a formação de um espaço anelar em torno dacoluna de perfuração (após a penetração, a pressão de água é interrompidaou muito reduzida).
Vibro - Compactação
Fase II – Compactação: sob a ação de forças horizontais, as partículas desolo em torno do vibrador são rearranjadas, passando a um estado de maiorcompacidade, procedendo-se, então, à elevação lenta e gradual do vibradorcom o preenchimento simultâneo do espaço anelar com solo local ou comsolo importado (formação de uma coluna de solo granular compactado).
Vibro - Compactação
Fase III – Tratamento Final: o processo é repetido para outros pontos daárea de interesse, conformando malhas adequadamente espaçadas; no finaldeste processo, a superfície do terreno estabilizado é nivelada e compactadapor um rolo compactador superficial.
� explosões em profundidade: o aumento da densidade
in situ é obtido por meio da detonação de explosivos
introduzidos no terreno.
� restrito a solos granulares, com menos de 15% de finos
Compactação por Explosões
C
WR
3
1
=
• R: raio da área de influência da explosão;
• W : peso da carga de explosivos (kg de TNT);
• C : constante (função da % de dinamite contida na carga explosiva)
(Lyman, 1942)
� restrito a solos granulares, com menos de 15% de finos
Compactação por Explosões
(Kummeneje & Eide, 1961)
Tratamento por Compactação Profunda