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Compactação Armando Nunes Antão DEC/FCT/UNL

Compactação=? è “Compactação é o processo pelo qual uma massa de solo constituída por partículas sólidas, água e ar vê reduzido o seu índice de vazios por redução do volume da sua fase gasosa, conseguida à custa da aplicação repetida de cargas”

Objectivos da Compactação è Redução da deformabilidade (assentamentos) è Aumento da resistência do solo è Menor permeabilidade è Prevenção da liquefacção do solo durante a acção de tremores de terra

Factores com influência na compactação è Tipo de solo compactado è Teor em água è Energia fornecida

Curvas de compactação de alguns solos coesivos gd max. Lado seco Lado húmido w óptimo

Influência do teor em água de compactação no comportamento mecânico dos solos finos è Lado seco – Resistência ao corte elevada, que aumenta com a energia de compactação – Variação da pressão da água nos vazios do solo praticamente nula – Eventualmente fissuras – Expansão do solo com aumento do teor em água è Lado – – húmido Menor resistência Eventualmente elevada pressão intersticial da água Solo muito plástico Risco mínimo à expansão

Curvas de compactação em função da energia aplicada E 1 E 2 E 3 E 4 Curva de saturação

Impossibilidades

Curva de saturação Saturação => Sr=1 Corresponde ao desaparecimento completo dos vazios

Ensaio de laboratório Ensaio Proctor è USA – anos 30 è Tentativa de reprodução em laboratório de uma compactação com valores de energia similares aos valores disponíveis no campo

Ensaio de laboratório Ensaio Proctor è Equipamento Manípulo Alonga Pilão Molde cilíndrico Massa Base

Esquema do ensaio Proctor 25 pancadas por camada Molde Pequeno 55 pancadas por camada Molde grande Proctor Normal: 3 camadas 25 pancadas por camada Molde Pequeno 55 pancadas por camada Molde grande Proctor Modificado: 5 camadas

Escolha do molde è Molde pequeno – % retida no peneiro #4 menor ou igual a 20% è Molde grande – Todos os casos salvo se a % retida no peneiro 3/4” for superior a 20% – Caso contrário o ensaio não tem significado

Energia do ensaio Proctor è Energia de compactação è è N = número de pancadas por camada n = número de camadas W = peso do pilão h = altura de queda do pilão è Compactação leve Ec 60 N. cm/cm 3 è Compactação pesada Ec 265 N. cm/cm 3

Principais características do ensaio Proctor Tipos de compactação leve pesada f (mm) 102 152 h (mm) 117 114 Pilão – massa (kg) 2, 49 4, 54 Altura de queda (mm) 305 457 Nº de camadas 3 3 5 5 Nº de pancadas por camada 25 55 Molde

Resultados da compactação Valores típicos gd máx. k. N/m 3 wopt. (%) Areia argilosa SC 19 12 Argila magra CL 18 15 Silte ML 17 17 Argila gorda CH 15 25 è è Gs é aproximadamente constante, o que leva a um aumento do peso volúmico seco com a redução do teor em água Valores a serem determinados caso a caso

Equipamentos de compactação è Energia aplicada por: – Pressão – Impacto – Vibração è Equipamentos divididos em: – Cilindros estáticos – Cilindros vibradores – Equipamentos percussão de

Factores que influenciam a compactação no campo è Teor em água do solo è Número de passagens do cilindro è Espessura da camada compactada è Características do equipamento – Pressão – Área de contacto – Vibração – etc

Cilindros è Cilindro estático rasto liso – Materiais granulares – Pouca influência em profundidade, camadas relativamente pouco espessas (h<=15 cm) è Cilindros estáticos pés de carneiro – Solos finos – Camadas entre 15 e 30 cm è Cilindros de pneus – Diferentes tipos de solos (exceptos areias uniformes) è Cilindros vibradores – camadas até 60 a 80 cm

Controlo de compactação in-sittu è Grau èE de compactação 242 LNEC – Execução de terraplanagens de estradas fornece os valores de compactação relativa a atingir durante o controlo de compactação (Gc>=90%)

Exigências para a compactação no campo A rejeitar w (%) (a) Gc> 95% Aceitável 3) Dry weight gd unit (k. N/m gd (k. N/m 3) Aceitável Moisture content w (%) (b) w pertence ao intervalo definido em torno do óptimo

Determinação do teor em água è Laboratório – Método da Estufa (secagem) – Método dos infra-vermelhos (secagem 30 min) è Campo – Método do álcool – Método de speedy – Método radioactivo

Determinação do peso volúmico seco è Garrafa de areia è Volume de água deslocado è Densitómetro de membrana ou método do balão è Extractor ou anel volumétrico è Método radioactivo è Ensaio macro

Aterros experimentais è Faixas de 20 m X 5 m è Camadas com três espessuras diferentes è Diferente número de passagens, diferentes valores de teor em água è Medição de teor em água e pesos volúmicos secos è Curvas de compactação e sua comparação com a obtida em laboratório

Curva de compactação de um solo granular limpo Compacidade relativa

Tem-se que: solto 0 < Dr < 0, 333 médio 0, 333 < Dr < 0, 667 densa 0, 667 < Dr < 1

Problema 1 Tendo-se realizado um ensaio Proctor obtiveram-se os seguintes resultados w (%) 6, 2 8, 1 9, 8 11, 5 12, 3 13, 2 gh (k. N/m 3) 16, 9 18, 3 19, 5 20, 4 20, 1 Determine a curva de compactação Quais os valores de gd e w a GC=95 % ? Calcule o grau de saturação para a máxima densidade Trace a curva de saturação

Equipamento de compactação Equipamento Solos mais apropriados Cilindros rasto liso Cascalhos e areias bem graduadas, rocha esmagada, asfalto Cilindros de pneus Solos