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JUL 2000 NBR 14545Solo - Determinao do coeficiente depermeabilidade de solos argilosos acarga varivel

Origem: Projeto 02:127.02-026:1997ABNT/CB-02 - Comit Brasileiro de Construo CivilCE-02:127.02 - Comisso de Estudo de Identificao e Compactao de SolosNBR 14545 - Soil - Determination of the coefficient of permeability of clay soilsby a falling - Head testDescriptors: Soil. PermeabilityVlida a partir de 31.08.2000

Palavras-chave: Solo. Permeabilidade 12 pginas

SumrioPrefcio0 Introduo1 Objetivo2 Referncias normativas3 Aparelhagem4 gua percolante5 Preparao dos corpos-de-prova6 Procedimentos7 Expresso dos resultados8 Relatrio de ensaioPrefcioA ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas - o Frum Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujocontedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalizao Setorial(ABNT/ONS), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delasfazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no mbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pblica entreos associados da ABNT e demais interessados.0 IntroduoO ensaio fundamenta-se na lei de Darcy, pressupondo, portanto, a existncia de proporcionalidade direta entre as velo-cidades de fluxo e os gradientes hidrulicos. Admite-se adicionalmente a continuidade do escoamento, sem variaes devolume do solo, durante o ensaio, e a saturao total do corpo-de-prova.So prescritos nesta Norma dois mtodos para obteno do coeficiente de permeabilidade.No mtodo A, utiliza-se contrapresso, o que assegura uma efetiva saturao do corpo-de-prova, e portanto o seu uso omais recomendvel, uma vez que o coeficiente de permeabilidade decresce com o aumento da quantidade de ar presenteno material.Alternativamente, caso no se disponha dos equipamentos requeridos pelo mtodo A, pode-se utilizar o mtodo B, o qual conduzido em condies sensivelmente menos controladas.A realizao do ensaio, de acordo com o mtodo A, ocorre em um nvel controlado de tenses efetivas.Como o coeficiente de permeabilidade varia quando ocorrem variaes do ndice de vazios, os quais por sua vez sodependentes das tenses efetivas, segue-se que, para a obteno da relao entre o coeficiente de permeabilidade e ondice de vazios, o ensaio deve ser repetido para diferentes valores de tenses efetivas ou ento deve ser realizado deacordo com a NBR 12007.

NBR 14545:20002

1 Objetivo1.1 Esta Norma prescreve os mtodos para determinao do coeficiente de permeabilidade a carga varivel, com a guapercolando atravs do solo em regime de escoamento laminar.

1.2 Na aplicao destes mtodos podem ser utilizados corpos-de-prova talhados ou moldados, obtidos, respectivamente, apartir de amostras indeformadas ou da compactao de amostras deformadas, cujos coeficientes de permeabilidade sejammenores do que 10-5 m/s (10-3 cm/s).NOTA - Materiais cujos coeficientes de permeabilidade sejam superiores a este valor podem ser ensaiados de acordo com a NBR13292.

2 Referncias normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para estaNorma. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso,recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a convenincia de se usarem as edies maisrecentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informao das normas em vigor em um dado momento.

NBR 6457:1986 - Amostras de solo - Preparao para ensaios de compactao e ensaios de caracterizao - Mtodode ensaio

NBR 12007:1990 - Solo - Ensaio de adensamento unidimensional - Mtodo de ensaio

NBR 13292:1995 - Solo - Determinao do coeficiente de permeabilidade de solos granulares a carga constante -Mtodo de ensaio

3 Aparelhagem

3.1 Aparelhagem para o mtodo A

3.1.1 Sistema para aplicao e medio das cargas hidrulicas

O sistema para aplicao e medio das cargas hidrulicas constitudo por um reservatrio de gua, bureta nonecessariamente graduada - dotada de blindagem e proteo (tubo plstico transparente) - capaz de suportar as pressesaplicadas, tubos manomtricos de mesmo dimetro interno e com escala graduada em milmetros, mangueiraspreferencialmente rgidas, conexes e vlvulas, como indicado na figura 1.

Alternativamente, podem ser utilizadas clulas de presso ou outros dispositivos de preciso adequada.

A montagem do sistema deve ser tal que os espaos mortos sejam reduzidos ao mnimo e deve ainda permitir uma rpida ecompleta remoo das bolhas de ar eventualmente presentes nas linhas de fluxo.

Figura 1 - Esquema de montagem do ensaio (Mtodo A)

NBR 14545:2000 3

3.1.2 Sistema de aplicao de contrapresso

O sistema de aplicao de contrapresso, por meio de ar comprimido, necessrio para a saturao do corpo-de-prova.

O sistema deve ser capaz de manter a contrapresso aplicada, durante toda a durao do ensaio, e deve ser dotado dedispositivo de leitura para a sua medio e controle.3.1.3 Sistema de medio de presso neutra

Durante o processo de saturao do corpo-de-prova por contrapresso necessrio efetuar medidas da presso neutra, asquais podem ser realizadas por um sistema do tipo null indicator e manmetro ou por dispositivos eletrnicos de medio.3.1.4 Sistema de pressurizao da cmara do permemetro

O sistema de pressurizao da cmara do permemetro para aplicao da presso confinante ao corpo-de-prova deve sercapaz de manter a presso aplicada, durante toda a durao do ensaio, e deve ser dotado de dispositivo de leitura para asua medio e controle.3.1.5 Cmara do permemetro

A cmara do permemetro deve ser de tipo semelhante ao utilizado em ensaios de compresso triaxial, onde o corpo-de-prova, com pedras porosas em suas extremidades, fica envolto por uma membrana de borracha e sujeito s pressescontroladas de gua, como esquematicamente indicado na figura 1.3.1.5.1 Sistema pisto defletmetro

A cmara do permemetro deve permitir a monitorao da altura do corpo-de-prova, por exemplo, por meio de um sistemapisto-defletmetro, do tipo utilizado em ensaios de compresso triaxial.

Este sistema deve ainda possibilitar a aplicao de cargas que compensem o empuxo atuante no pisto, em decorrncia daaplicao das presses confinantes.

A extremidade inferior do pisto deve ser dotada de rosca para que se possa atarrax-lo no cabeote colocado no topo docorpo-de-prova.

NOTA - Esto disponveis no mercado permemetros que no possibilitam a monitorao da altura do corpo-de-prova. Neste caso, no seaplicam os procedimentos adiante descritos, relativos monitorao mencionada.

3.1.5.2 Base e cabeote

Devem ser utilizados uma base e um cabeote, rgidos e impermeveis, com a funo de posicionar adequadamente ocorpo-de-prova, auxiliar na sua vedao servindo de apoio aos orings, alm de atuar como elementos de passagem dagua percolante atravs do corpo-de-prova.

O dimetro da base e do cabeote deve ser igual ao do corpo-de-prova.

A base deve impedir movimentos laterais ou a inclinao do corpo-de-prova e a forma do cabeote deve ser adequada paraajustar-se concentricamente ao pisto, ao qual ele dever ser atarraxado.3.1.5.3 Membrana flexvel

A membrana flexvel que envolve o corpo-de-prova, do tipo usado em ensaios de compresso triaxial, deve constituir-se emuma adequada proteo contra a fuga de gua. Por esse motivo, a membrana deve ser cuidadosamente inspecionadaantes da sua utilizao e, caso se constate a ocorrncia de defeitos ou perfuraes, ela deve ser descartada.

O dimetro da membrana flexvel deve estar compreendido entre 90% e 95% do dimetro do corpo-de-prova.

A vedao completada com orings colocados na base e no cabeote.

O dimetro interno dos orings, quando no tensionados, deve ser menor que 90% do dimetro da base e do cabeote.3.1.5.4 Pedras porosas

As pedras porosas devem ser fabricadas com bronze sinterizado ou outro material que no seja atacado pela guapercolante, devendo ser tambm planas, isentas de trincas, avarias e desuniformidades.

O coeficiente de permeabilidade das pedras porosas deve ser significativamente maior que o do corpo-de-prova, o seudimetro igual ao do corpo-de-prova e a sua espessura o suficiente para evitar que se quebre.3.1.5.5 Papel-filtro

Para evitar a intruso de material nos poros das pedras porosas, deve ser colocado pelo menos um papel-filtro - de mesmodimetro que o corpo-de-prova - entre este e as pedras porosas.

3.1.5.6 Cilindro auxiliar

Para colocao da membrana no corpo-de-prova, deve ser utilizado um cilindro auxiliar, com dispositivo de aspirao paratensionar a membrana.

Esse mesmo cilindro deve ser empregado para colocao dos orings na base e no cabeote.

NBR 14545:20004

3.2 Aparelhagem para o mtodo B3.2.1 Sistema para aplicao e medio das cargas hidrulicasO sistema para aplicao e medio das cargas hidrulicas constitudo por uma bureta de vidro graduada em dcimos decentmetro, formando com o permemetro o conjunto indicado na figura 2. Opcionalmente, a bureta pode ser graduada emdcimos de centmetro cbico. Neste caso, deve-se determinar o comprimento de uma unidade da bureta graduada, deforma a possibilitar que as leituras efetuadas no ensaio sejam convertidas para cargas hidrulicas.3.2.2 PermemetroO permemetro constitudo por um cilindro metlico com aproximadamente 15 cm de dimetro e 13 cm de altura,acoplado a duas tampas, alm de um recipiente com gua onde o permemetro fica parcialmente imerso durante o ensaio.A tampa inferior dotada de um orifcio que permite, na fase de saturao do corpo-de-prova, a entrada de gua e, na fasede leituras, a sua sada.A tampa superior dotada de um orifcio central que permite a sada de ar, durante a fase de saturao, e a entrada degua, na fase de leituras.A esse orifcio acoplada a bureta de vidro graduada, para medio das cargas hidrulicas.Na sua montagem so empregados orings, anis de borracha e tela metlica, conforme indicado esquematicamente nafigura 3.3.2.3 Materiais diversos3.2.3.1 Argila plsticaA argila plstica deve ser do tipo bentontica e ser empregada na vedao do espao entre o corpo-de-prova e a parededo permemetro.Essa argila deve apresentar um teor de umidade situado entre os seus limites de plasticidade e liquidez, devendo serpreparada em forma de bastes, os quais devem ser mantidos em cmara mida quando no so utilizados.3.2.3.2 Areia grossaA areia grossa ser empregada como material de filtro no topo e na base do corpo-de-prova.

Figura 2 - Esquema de montagem do ensaio (Mtodo B)

Figura 3 - Vista e corte esquemtico do permemetro (Mtodo B)

NBR 14545:2000 5

3.3 Aparelhagem de uso geral

3.3.1 Equipamento para compactao do corpo-de-prova

Constitudo por compactador, molde e extrator, para compactao do corpo-de-prova nas condies e de acordo com oprocesso desejado (esttico, pisoteamento, etc.).3.3.2 Extrator de amostra

Se o material a ser ensaiado for do tipo indeformado e foi retirado do subsolo com auxlio de um amostrador (em geral umacamisa metlica), a amostra deve ser removida do amostrador utilizando-se um extrator.Se a extrao no for realizada verticalmente, devem ser tomados os devidos cuidados para no provocar flexo naamostra.

A extrao deve ser efetuada no mesmo sentido em que a amostra penetrou no amostrador, com velocidade aproxima-damente constante, sem impacto ou movimentos bruscos, de modo a minimizar a perturbao da amostra.

3.3.3 Equipamento para talhagem

Para a talhagem do corpo-de-prova com as dimenses desejadas, so utilizados torno, estilete, faca e uma rgua metlicabiselada para dar acabamento.

3.3.4 Instrumentos para medio do corpo-de-prova

Paqumetro, utilizado para medir altura e dimetro, com resoluo de 0,1 mm, sendo que essas operaes devem serrealizadas de modo a no perturbar o corpo-de-prova.

3.3.5 Balanas

Balanas que permitam pesar nominalmente 200 g e 1 500 g, com resolues de 0,01 g e 0,1 g, respectivamente, esensibilidades compatveis.

3.3.6 Equipamentos diversos

Outros equipamentos necessrios so constitudos por termmetro com resoluo de 0,1oC, cronmetro com indicao desegundos, bomba de vcuo para auxiliar na deaerao das linhas de fluxo, etc.

4 gua percolante4.1 A gua percolante o lquido utilizado para fluir atravs do corpo-de-prova e, no mtodo A, deve ser o mesmo usadopara aplicao da contrapresso.

4.2 O tipo de gua a ser utilizada deve ser especificado pelo solicitante do ensaio, sendo recomendvel o uso da gua quepercola ou ir percolar pelo material no campo.

Caso essa indicao no tenha sido efetuada, deve-se utilizar gua de torneira.

Em ambos os casos, a gua deve ser previamente filtrada, com uso de papel-filtro, de modo que no contenha partculasslidas em suspenso.

NOTAS

1 Interaes qumicas entre a gua percolante e o solo podem acarretar variaes na permeabilidade.

2 O uso de gua destilada pode provocar significativa reduo da permeabilidade de solos argilosos, motivo pelo qual no recomendvela sua utilizao. Alternativamente, pode-se empregar uma soluo obtida pela dissoluo de CaSO4 desidratado em gua destilada, naproporo de 0,68 g/L de gua. Esta soluo no aumenta nem diminui expressivamente a permeabilidade de solos argilosos.

4.3 A gua percolante a ser utilizada no ensaio, qualquer que seja a sua natureza, deve ser previamente deaerada.Os processos usuais de deaerao valem-se de fervura da gua, de asperso da gua em um recipiente submetido avcuo ou pela agitao enrgica da gua em um recipiente tambm submetido a vcuo. No processo de fervura deve-seevitar evaporao excessiva de gua, o que poderia acarretar uma concentrao de sais maior do que a desejada.Para minimizar a reabsoro de ar, a gua deaerada no pode ficar exposta ao ar por perodos prolongados.

5 Preparao dos corpos-de-prova

5.1 Dimenses mnimas

No mtodo A o corpo-de-prova deve ter dimetro e altura mnimas de 3,5 cm, ao passo que no mtodo B o dimetro e aaltura devem ser da ordem de 10 cm, medidos conforme preconizado em 3.3.4. Caso o corpo-de-prova resulte relativa-mente irregular, tais dimenses devem ser tomadas como mdias de no mnimo trs medies.

No mtodo B a superfcie lateral do corpo-de-prova deve ser revestida com uma camada fina de parafina, aplicada noestado lquido com uso de pincel.

NBR 14545:20006

5.2 Tipos de corpos-de-prova5.2.1 Corpo-de-prova compactado

Remover da amostra todos os gros de areia e pedregulho com dimetro maior que 2 mm.Determinar o teor de umidade de acordo com a NBR 6457 e, se necessrio, corrigi-lo adicionando gua amostra ousecando-a ao ar, de modo que a diferena entre o teor de umidade do solo e o teor de umidade de compactao desejadoresulte inferior a um ponto percentual.

No caso de adio de gua, a qual deve ser a mesma que vai ser utilizada no ensaio, aps homogeneizao, a amostradeve ser mantida em cura, em recipiente vedado (saco plstico, por exemplo), por um perodo mnimo de 24 h.Compactar o corpo-de-prova nas condies e de acordo com o processo desejado.Com parte do material remanescente, determinar o teor de umidade (w), conforme a NBR 6457.Extrair o corpo-de-prova do molde e determinar as suas dimenses e a sua massa (M), com resoluo de 0,1 g.5.2.2 Corpo-de-prova indeformado

Talhar o corpo-de-prova com as dimenses desejadas.Com parte das aparas resultantes da talhagem, determinar o teor de umidade (w), conforme a NBR 6457.Determinar suas dimenses e a massa (M), com resoluo de 0,1g.6 Procedimento

6.1 Verificao das perdas de carga e da dilatao dos tubos manomtricos (Mtodo A)6.1.1 Verificao das perdas de cargaAs perdas de carga nos tubos, vlvulas, pedras porosas e papel-filtro podem alterar significativamente os resultados doensaio, sendo portanto necessrio efetuar uma avaliao quantitativa da sua influncia.Para tanto, executa-se o ensaio com o permemetro montado sem o corpo-de-prova, de modo a possibilitar a elaboraode uma curva correlacionando a variao das vazes com as cargas hidrulicas.Para as mesmas cargas hidrulicas aplicadas, as vazes assim medidas devem ser no mnimo 10 vezes maiores do que asvazes registradas no ensaio propriamente dito, realizado com o corpo-de-prova.6.1.2 Verificao da dilatao dos tubos manomtricos

Caso se utilizem mangueiras flexveis, deve ser verificado se a sua dilatao influencia significativamente as medies devazo, quando da aplicao da contrapresso.Para tanto, determina-se previamente a sua seo transversal, conectando-a a uma pipeta com gua e com auxlio de umargua graduada. Variando-se a posio da pipeta, efetuam-se medies da variao do volume de gua e ocorrespondente desnvel que ocorre na mangueira, da resultando a rea interna da mangueira.Para determinao da rea interna da mangueira, quando submetida presso, preenche-se aproximadamente 1 m damesma com gua e veda-se hermeticamente uma das suas extremidades. Pela extremidade oposta aplicam-se pressescrescentes de ar e registram-se os correspondentes abaixamentos do nvel de gua na mangueira, com uso de rguagraduada. Como se conhece o volume de gua na mangueira (rea inicial vezes a altura inicial), com os abaixamentosobtm-se as sees internas em funo da presso aplicada. recomendvel efetuar uma verificao semelhante com a bureta blindada.Considera-se que as dilataes do sistema bureta e tubo manomtrico so desprezveis, caso os quocientes entre a reainterna da bureta somada rea interna do tubo manomtrico - correspondentes s situaes sem e com aplicao depresso - difiram menos que 2%, nos nveis de presso que vo ocorrer no ensaio. Esta condio pode ser obtida com ouso de razes rea do tubo manomtrico pela rea da bureta bastante reduzida, da ordem de 1/100, desde que a dilataoda bureta seja desprezvel.6.2 Execuo do ensaio de acordo com o mtodo A6.2.1 Caractersticas da guaEm todas as etapas descritas a seguir deve-se utilizar a mesma gua que ser usada na percolao.6.2.2 Adensamento do corpo-de-prova

Saturar as pedras porosas, os papis-filtro e as linhas de drenagem da cmara.Posicionar sobre a base da cmara uma pedra porosa e, sobre ela, um papel-filtro.

Sobre esse conjunto, colocar o corpo-de-prova e, no seu topo, um papel-filtro, a outra pedra porosa e o cabeote jconectado a uma mangueira previamente saturada.Colocar a membrana flexvel e os orings.

Conectar a mangueira de drenagem do topo correspondente conexo situada na base da cmara.

NBR 14545:2000 7

Efetuar a montagem da cmara, atarraxar o pisto ao cabeote e preencher a cmara com gua de preferncia deaerada.

Conectar s sadas de drenagem duas buretas graduadas preenchidas com gua at um nvel adequado.

Adensar o corpo-de-prova, aplicando para tanto uma presso confinante de ensaio de 20 kPa (mnima para este ensaio),caso o seu valor no tenha sido especificado pelo solicitante, e abrir as vlvulas de drenagem.

Aplicar uma carga no pisto que compense o empuxo nele atuante, em virtude da aplicao da presso confinante.

Este mesmo procedimento deve ser adotado toda vez que essa presso for incrementada. Efetuar leituras da variao devolume ao longo do tempo, at a sua estabilizao, e da variao de altura.

NOTA - Se o corpo-de-prova apresentar baixo grau de saturao, recomendvel, antes do adensamento, submet-lo a uma percolaoprvia, no sentido ascendente, impondo um gradiente hidrulico atravs do estabelecimento de um desnvel entre as buretas. Nesseprocesso, o corpo-de-prova pode sofrer expanso significativa, ou at mesmo colapso, razo pela qual a sua altura deve serperiodicamente monitorada.

6.2.3 Saturao do corpo-de-prova por contrapresso

Com as vlvulas fechadas, desconectar as buretas graduadas das sadas de drenagem e conectar o sistema de aplicaode contrapresso e de medio de presso neutra.

Abrir as duas vlvulas.

Caso a presso confinante de ensaio seja de 20 kPa, aplicar contrapresso de 10 kPa e efetuar medidas de pressoneutra, at que ela se iguale ao valor da contrapresso.

Quando isto se verificar, promover incrementos de 10 kPa na presso confinante e em seguida na contrapresso, e efetuarmedidas de presso neutra, at que ela se iguale ao valor da contrapresso aplicada.

Proceder sucessivamente dessa forma at que a resposta da presso neutra ocorra relativamente rpida.

Efetuar periodicamente medies de variao da altura do corpo-de-prova.

Efetuar uma verificao da saturao, fechando-se a vlvula da contrapresso e aplicando-se um incremento de 10 kPa napresso confinante.

Se o corpo-de-prova estiver saturado, a esse incremento corresponder uma resposta de igual valor na presso neutra.Neste caso, promover o incremento de 10 kPa na contrapresso, abrir a vlvula correspondente e, em seguida, aumentar apresso confinante desse mesmo valor. Nesta situao, os valores da contrapresso e da presso neutra so iguais e apresso confinante efetiva igual a 20 kPa.

Caso contrrio, o corpo-de-prova ainda no est saturado. Neste caso, incrementar a contrapresso de 10 kPa, abrir avlvula correspondente e retomar o processo de saturao descrito.

NOTA - No processo de saturao por contrapresso, se a presso confinante de ensaio for maior que 20 kPa e menor ou igual a 100 kPa,tanto o valor da contrapresso inicial como todos os incrementos aplicados devem ser iguais metade da presso confinante de ensaio.A partir da presso confinante de ensaio de 100 kPa, no entanto, o valor da contrapresso inicial e todos os incrementos aplicados devemser de 50 kPa.

6.2.4 Ensaio

Com as vlvulas fechadas, efetuar a montagem do ensaio como esquematicamente mostrada na figura 1.

No ensaio, podem ser utilizados gradientes hidrulicos compreendidos entre 2 e 15, sendo tanto maior o gradiente quantomenor a permeabilidade do corpo-de-prova.

A maior carga hidrulica, por outro lado, no deve ultrapassar o correspondente metade da presso confinante efetiva.

Deve ser considerado que gradientes elevados podem provocar carreamento de finos e, principalmente, um adensamentoadicional resultante das foras de percolao.

Este ltimo efeito deve ser acusado pela monitorao da altura do corpo-de-prova e pode ser significativo para os solosmais compressveis, refletindo-se em uma distribuio no uniforme do ndice de vazios ao longo do corpo-de-prova.

Abrir as vlvulas de entrada e sada. Efetuar medidas das cargas hidrulicas, dos tempos decorridos e de eventuaisvariaes de altura do corpo-de-prova.

Em um recipiente contendo gua e colocado ao lado do permemetro, efetuar medidas da temperatura.

Prosseguir o ensaio at a obteno de pelo menos quatro determinaes do coeficiente de permeabilidade relativamenteprximos, os quais no apresentem tendncias evidentes, quer de crescimento, quer de diminuio.

Caso haja ocorrido indicaes de um adensamento adicional provocado pelas foras de percolao, fatiar o corpo-de-provaem pelo menos cinco pedaos aproximadamente iguais, identific-los e efetuar a determinao dos correspondentes teoresde umidade, de acordo com a NBR 6457.

NBR 14545:20008

6.3 Execuo do ensaio de acordo com o mtodo B

6.3.1 Caractersticas da gua

Em todas as etapas descritas a seguir deve-se utilizar a mesma gua que ser utilizada na percolao.

6.3.2 Ensaio

Preparar a base do permemetro colocando na tampa inferior uma tela de arame com malha de abertura 2 mm e, sobreela, uma camada de areia grossa com espessura da ordem de 1 cm, que ser recoberta por um anel de borracha paraevitar o seu contato com a argila plstica que envolver o corpo-de-prova.

Em seguida, acoplar o cilindro metlico base assim preparada.

Posicionar o corpo-de-prova no centro do cilindro e envolv-lo com a argila plstica.

A colocao da argila deve se processar em camadas da ordem de 2 cm de altura, compactando-se os bastes de forma aevitar o aparecimento de caminhos preferenciais entre as paredes do cilindro e o corpo-de-prova.

Colocar um anel de borracha cobrindo o topo do anel formado pela argila circundante ao corpo-de-prova, preencher orestante da altura do cilindro com areia grossa e fechar o conjunto com a tampa superior.Saturar o corpo-de-prova por meio de percolao no sentido ascendente, efetuada pelo orifcio localizado na tampa inferior.O processo ser considerado satisfatrio quando ocorrer o surgimento de gua no orifcio localizado na tampa superior e apercolao se processar sem a presena de bolhas de ar.

Conectar o sistema de aplicao e medio de cargas hidrulicas ao orifcio localizado na tampa superior e iniciar o ensaiopropriamente dito, efetuando medidas das cargas hidrulicas, dos tempos decorridos e da temperatura da gua que percolapelo corpo-de-prova.

Prosseguir o ensaio at a obteno de pelo menos quatro determinaes do coeficiente de permeabilidade relativamenteprximos, os quais no apresentem tendncias evidentes, quer de crescimento, quer de diminuio.

NOTAS

1 No ensaio podem ser utilizados gradientes hidrulicos compreendidos entre 2 e 15, sendo tanto maior o gradiente quanto menor apermeabilidade do corpo-de-prova.

2 Deve ser considerado que gradientes elevados podem provocar carreamento de finos e principalmente um adensamento adicionalresultante das foras de percolao.

3 Este ltimo efeito pode ser significativo para os solos mais compressveis, refletindo-se em uma distribuio no uniforme do ndice devazios ao longo do corpo-de-prova.

7 Expresso dos resultados

7.1 ndices fsicos iniciais do corpo-de-prova7.1.1 Calcular a massa seca (dos slidos) do corpo-de-prova, por meio da seguinte expresso:

100100

+

=

w

MMs ...(1)

onde:

Ms a massa seca (dos slidos) do corpo-de-prova, em gramas;M a massa do corpo-de-prova, em gramas;

w o teor de umidade inicial, em percentagem.

7.1.2 Calcular a massa especfica aparente seca inicial do corpo-de-prova e, se disponvel a massa especfica dos gros,os demais ndices fsicos iniciais, por meios das seguintes expresses:

i

sd V

M = ...(2)

1-d

si

e = ...(3)

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iw

sr e

wS = ...(4)

onde:

d a massa especfica aparente seca inicial do corpo-de-prova, em gramas por centmetro cbico;

iV o volume inicial do corpo-de-prova determinado a partir de suas dimenses iniciais, em centmetros cbicos;

ie o ndice de vazios inicial do corpo-de-prova;

s a massa especfica dos gros, em gramas por centmetro cbico;

Sr o grau de saturao inicial do corpo-de-prova, em percentagem;

w a massa especfica da gua, tomada igual a 1 g/cm3.

7.1 Caractersticas do corpo-de-prova aps o adensamento (Mtodo A)7.2.1 Calcular a rea do corpo-de-prova, aps o adensamento, por meio da seguinte expresso:

f

ff H

VA = ...(5)

onde:

fA a rea do corpo-de-prova aps o adensamento, ao qual corresponde o dimetro Df, em centmetros quadrados;

fV o volume do corpo-de-prova aps o adensamento, em centmetros cbicos;

fH a altura do corpo-de-prova aps o adensamento, em centmetros.

NOTAS

1 Se o corpo-de-prova foi submetido a uma percolao prvia, por apresentar baixo grau de saturao, e a monitorao tiver indicadovariaes de sua altura, o valor de Vf deve incorporar a variao de volume que ocorreu durante a percolao. Neste caso, os clculos sosemelhantes aos assinalados em 7.3.2.

2 Caso no se tenha monitorado a altura do corpo-de-prova, as suas dimenses, aps o adensamento, devem ser calculadas porintermdio das seguintes expresses:

3 4H

VDi

fifD = ...(6)

DDH

fH ifi

= ...(7)

4DA

2f

f

= ..(8)

onde:

Df o dimetro do corpo-de-prova aps o adensamento, em centmetros;

Hi a altura inicial do corpo-de-prova, em centmetros;

Di o dimetro inicial do corpo-de-prova, em centmetros.

7.2.2 Com o valor de fV , calcular a massa especfica aparente seca e, se disponvel a massa especfica dos gros, ondice de vazios aps o adensamento, respectivamente, por intermdio das expresses (2) e (3).7.2 Caractersticas finais do corpo-de-prova (Mtodo A)7.3.1 Se a monitorao da altura do corpo-de-prova tiver eventualmente indicado a ocorrncia de um adensamentoadicional, durante a saturao do corpo-de-prova por contrapresso e a realizao do ensaio, calcular as suas caracte-rsticas finais.

NBR 14545:200010

7.3.2 Calcular o dimetro e o volume finais do corpo-de-prova, com as seguintes expresses:

ff

f HHDD =f ...(9)

fff AHV = ...(10)

onde:

fD o dimetro final do corpo-de-prova, em centmetros;

fH a altura final do corpo-de-prova, em centmetros;

fV o volume final do corpo-de-prova, em centmetros cbicos;

fA a rea final do corpo-de-prova, correspondente a fD , em centmetros quadrados.

7.3.3 Com o valor de fV , calcular a massa especfica aparente seca e, se disponvel a massa especfica dos gros, o ndicede vazios finais, respectivamente, por intermdio das expresses (2) e (3).7.3.4 Se o corpo-de-prova tiver sido fatiado em pedaos, pela ocorrncia de indicaes de um adensamento adicionalprovocado pelas foras de percolao, e o valor da massa especfica dos gros for disponvel, calcular o ndice de vazios decada fatia por meio da expresso (4) e da hiptese de completa saturao (Sr = 100%).7.3 Coeficiente de permeabilidade

7.4.1 Calcular os coeficientes de permeabilidade (k), de acordo com a seguinte expresso:

=

2

1lnhh

tAHak ...(11)

onde:

k o coeficiente de permeabilidade, expresso de forma exponencial ( base 10 ), com dois algarismos significativos, emcentmetros por segundo (por exemplo: 1,2 x 10-6 cm/s);

t dado pela diferena entre os instantes t2 e t1, em segundos;

h1 a carga hidrulica no instante t1, em centmetros;

h2 a carga hidrulica no instante t2, em centmetros.

No mtodo A:

a a rea interna da bureta blindada, somada rea interna do tubo manomtrico, em centmetros quadrados;

H a altura do corpo-de-prova tomada igual a Hf (ou fH se for o caso), em centmetros;

A a rea do corpo-de-prova tomada igual a Af (ou fA se for o caso), em centmetros quadrados.

No mtodo B:

a a rea interna da bureta de vidro, em centmetros quadrados;

H a altura inicial do corpo-de-prova, em centmetros;

A a rea inicial do corpo-de-prova, em centmetros quadrados.

7.4.2 Referir os coeficientes de permeabilidade calculados em 7.4.1 temperatura de 20oC, por intermdio da seguinteexpresso:

kRk T20 = ...(12)

onde:

k20 o coeficiente de permeabilidade referido temperatura de 20oC, em centmetros por segundo;

RT a relao entre a viscosidade da gua na temperatura de ensaio e a viscosidade da gua a 20oC, obtida da tabela 1.Utilizar a mdia das temperaturas medidas no intervalo t.

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7.4 Volume de gua percolado

7.5.1 Para os vrios instantes em que foram efetuadas as medidas, calcular o volume de gua percolado desde o incio doensaio, em centmetros cbicos.

No mtodo B, caso a bureta seja graduada em dcimos de centmetro cbico, esse volume obtido por diferena dasleituras.

Caso contrrio, esse volume obtido por meio do produto da diferena das leituras pela rea interna da bureta (a). Nomtodo A, o procedimento o mesmo, ressalvando-se que o valor de (a) deve incluir a rea interna do tubo manomtrico.7.5.2 Se disponvel a massa especfica dos gros, o volume de gua percolado desde o incio do ensaio deve ser expressoporcentualmente, em relao ao volume de vazios do corpo-de-prova dado por:

e

eVVv+

=

1...(13)

onde:

Vv o volume de vazios do corpo-de-prova, em centmetros cbicos;

V igual a Vf (ou fV ) no mtodo A ou igual a Vi no mtodo B;

e o ndice de vazios aps o adensamento (ou final) no mtodo A ou inicial no mtodo B.

Tabela 1 - Relao entre a viscosidade da gua na temperatura de ensaio e a viscosidade da gua a 20oC (RT)Temperatura RT

oC 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,98 1,374 1,370 1,366 1,362 1,358 1,354 1,352 1,348 1,344 1,340

9 1,336 1,332 1,328 1,325 1,321 1,318 1,314 1,310 1,306 1,302

10 1,298 1,294 1,292 1,288 1,284 1,281 1,277 1,273 1,269 1,266

11 1,262 1,259 1,256 1,252 1,249 1,245 1,241 1,238 1,234 1,231

12 1,227 1,224 1,221 1,218 1,215 1,211 1,208 1,205 1,202 1,198

13 1,195 1,192 1,189 1,186 1,183 1,180 1,177 1,174 1,170 1,167

14 1,165 1,162 1,159 1,156 1,153 1,150 1,147 1,144 1,141 1,138

15 1,135 1,132 1,129 1,126 1,123 1,121 1,118 1,115 1,112 1,109

16 1,106 1,103 1,100 1,098 1,095 1,092 1,089 1,086 1,084 1,081

17 1,078 1,075 1,073 1,070 1,067 1,064 1,062 1,059 1,056 1,054

18 1,051 1,048 1,046 1,043 1,041 1,038 1,035 1,033 1,030 1,028

19 1,025 1,023 1,020 1,018 1,015 1,013 1,010 1,008 1,005 1,003

20 1,000 0,998 0,995 0,993 0,991 0,989 0,986 0,984 0,982 0,979

21 0,975 0,973 0,971 0,968 0,966 0,964 0,961 0,959 0,957 0,954

22 0,952 0,950 0,948 0,945 0,943 0,941 0,939 0,937 0,934 0,932

23 0,930 0,928 0,926 0,923 0,921 0,919 0,917 0,915 0,912 0,910

24 0,908 0,906 0,904 0,902 0,900 0,898 0,895 0,893 0,891 0,889

25 0,887 0,885 0,883 0,881 0,879 0,877 0,875 0,873 0,871 0,869

26 0,867 0,865 0,863 0,861 0,859 0,857 0,855 0,853 0,851 0,849

27 0,847 0,845 0,843 0,841 0,839 0,838 0,836 0,834 0,832 0,830

28 0,828 0,826 0,825 0,823 0,821 0,820 0,818 0,816 0,814 0,813

29 0,811 0,809 0,807 0,806 0,804 0,802 0,800 0,798 0,797 0,795

30 0,793 0,791 0,789 0,788 0,786 0,784 0,782 0,780 0,779 0,777

31 0,776 0,775 0,773 0,772 0,770 0,768 0,767 0,765 0,763 0,762

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8 Relatrio de ensaio

Devem constar no relatrio de ensaio as seguintes informaes:

a) descrio ttil-visual da amostra;b) coeficiente de permeabilidade (k20) - mdia de pelo menos quatro determinaes relativamente prximas, as quaisno apresentem tendncias evidentes, seja de crescimento ou diminuio;c) processo de compactao, caso o corpo-de-prova tenha sido compactado;d) ndices fsicos e as dimenses iniciais do corpo-de-prova;e) natureza da gua e o gradiente hidrulico mdio utilizados no ensaio;f) mtodo empregado (A ou B);g) para o mtodo A:

- qualquer anormalidade que tenha ocorrido, tais como: expanso ou retrao do corpo-de-prova, adensamentoadicional provocado pela percolao, etc.;

- ndice de vazios final ou a massa especfica aparente seca final, caso a massa especfica dos gros no seja dis-ponvel;

- ndice de vazios (ou teor de umidade, se o valor da massa especfica dos gros no for disponvel) de cada fatia,relacionando-o com a correspondente posio relativa, caso o corpo-de-prova tenha sido fatiado em pedaos, pelaocorrncia de indicaes de um adensamento adicional provocado pelas foras de percolao;

h) variao do coeficiente de permeabilidade em funo do volume de gua percolado ou da relao porcentual entre ovolume de gua percolado e o volume de vazios do corpo-de-prova, em forma de tabela ou grfico;

i) referncia a esta Norma._________________

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