Relatório 5 - Adensamento.docx, Manuais, Projetos, Pesquisas de Mecânica dos Solos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE

PERNAMBUCO

CENTRO DE TECNOLOGIAS E

GEOCIENCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

CIVIL

RELATÓRIO:

ADENSAMENTO

RECIFE

Sumário

• 1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................................
• 2. OBJETIVO........................................................................................................................................
• 3. MATERIAIS......................................................................................................................................
• 4. ENSAIO............................................................................................................................................
  • 4.1. TEORIA DO ENSAIO..................................................................................................................................
  • 4.2. PROCEDIMENTO......................................................................................................................................
  • 4.3. CARREGAMENTO.....................................................................................................................................
  • 4.4. INUNDAÇÃO............................................................................................................................................
  • 4.5. CÁLCULOS..............................................................................................................................................
    • PESO ESPECÍFICO APARENTE INICIAL....................................................................................................
    • PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO INICIAL..........................................................................................
    • ÍNDICE DE VAZIOS INICIAL.....................................................................................................................
    • GRAU DE SATURAÇÃO INICIAL..............................................................................................................
    • ALTURA DOS SÓLIDOS...........................................................................................................................
    • ÍNDICE DE VAZIOS.................................................................................................................................
    • GRAU DE SATURAÇÃO FINAL................................................................................................................
    • COEFICIENTE DE ADENSAMENTO.........................................................................................................
    • ÍNDICE DE COMPRESSÃO......................................................................................................................
• 5. RESULTADOS...................................................................................................................................

1. Introdução O solo é um sistema composto de partículas sólidas e espaços vazios, que podem estar parcialmente ou totalmente preenchidos com água. Para os níveis de tensões aplicados na engenharia de solos, as deformações que ocorrem na água e grãos sólidos são desprezadas por serem incompressíveis. Dessa forma, as deformações volumétricas do solo são calculadas a partir da variação do índice de vazios. O adensamento, deformação plástica e a redução do índice de vazios de uma massa de solo em função do tempo e da pressão aplicada, é um processo que deve ser sempre analisado e estudado.
2. Objetivo Determinar se o solo correspondente à amostra coletada é expansivo ou colapsivo através do Ensaio de Adensamento, seguindo a Teoria do Adensamento de Terzaghi.
3. Materiais
   • Água destilada;
   • Pedra porosa;
   • Papel filtro;
   • Anel metálico;
   • Mangueira;
   • Chave soquete;
   • Espátulas;
   • Piceta;
   • Cronômetro;
   • Equipamento de Adensamento.
4. Ensaio 4.1. Teoria do ensaio - O solo é homogêneo e saturado; - A água intersticial e as partículas sólidas são praticamente incompressíveis, em relação a compressibilidade do solo; - A compressão é unidimensional; - O fluxo é unidimensional e regido pela lei de Darcy; - O solo pode ser estudado como elementos infinitesimais, apesar de ser constituído de partículas e vazios; - As propriedades do solo não variam no processo de adensamento; - O índice de vazios varia linearmente com o aumento da tensão. 4.2. Procedimento Retirar, utilizando-se espátulas e anel metálico, um corpo de prova do bloco de solo indeformado; 1. Inserir, na base do equipamento, um conjunto composto de pedra porosa mais papel filtro (com diâmetro igual ao corpo de prova); 2. Colocar sobre o conjunto acima, o corpo de prova moldado e em seguida, um colarinho metálico;

4.4. Inundação Observação: Após o carregamento espera-se 24 horas para que o solo se estabilize.

1. Antes de realizar o processo de inundação, anotar o valor lido no deflectômetro;
2. Inundar a célula com o auxílio de uma piceta com água destilada;
3. Assim que o ponteiro do deflectômetro se movimentar, aciona-se um cronômetro;
4. Realizar as medições nos intervalos de tempo descritos na tabela;
5. Finalizar este processo quando se obtém leituras semelhantes no visor do deflectômetro. Nota: Inundar o corpo de prova através da mangueira conectada à base. 4.5. Cálculos

PESO ESPECÍFICO APARENTE INICIAL

γi =

Ptotal − Panel

V anel

Onde: γi : é o peso específico aparente inicial (gf/cm²). Ptotal : é o peso do conjuto solo mais anel (gf). Panel : é o peso do anel (gf). Vanel : é o volume do anel (cm³).

PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO INICIAL

γsi =

γi

1 + hf

Onde: γi : é o peso específico aparente seco inicial (gf/cm²). hi : é a umidade inicial (%).

ÍNDICE DE VAZIOS INICIAL

e 0 =

γ G

γsi

Onde: γg : é o peso específico real dos grãos (gf/cm³); e 0 : é o índice de vazios inicial.

GRAU DE SATURAÇÃO INICIAL

Si =

hi γ G

e 0 γ a

Onde: Si : é o grau de saturação inicial (%).

γa : é o peso específico da água = 1,0gf/cm³.

ALTURA DOS SÓLIDOS

Hs =

Hi

1 + e 0

Onde: Hs : é a altura dos sólidos (cm). Hi : é a altura inicial do corpo de prova (cm).

ÍNDICE DE VAZIOS

e =

H

Hs

Onde: e : é o índice de vazios ao final do estágio. H : é a altura do corpo de prova ao final do estágio (cm).

GRAU DE SATURAÇÃO FINAL

Sf =

hf γG

ef γa

Onde: Sf : é o grau de saturação final (%). Hf : é o teor de umidade final (%). ef : é o índice de vazios final (último carregamento).

COEFICIENTE DE ADENSAMENTO

PROCESSO DE CASAGRANDE

O coeficiente de adensamento pode ser calculado para cada incremento de carga através do gráfico altura do corpo de prova em função do logaritmo do tempo, pelo processo de Casagrande: Para cada incremento de carga escolhido, desenha-se a curva de adensamento, marcando-se no eixo das ordenadas a altura do corpo de prova e no eixo das abcissas o logaritmo do tempo. Traça-se uma reta tangente a curva passando pelo ponto de inflexão. Em seguida, define-se a interseção dessa reta com o prolongamento da assíntota do trecho igual da curva. Transporta-se o ponto encontrado para o eixo das ordenadas, obtendo-se a altura H 100. Para determinar o ponto correspondente a 0% do adensamento primário, seleciona-se duas alturas do corpo de prova, H 1 e H 2 , correspondentes aos tempos t 1 e t 2 , cuja relação é igual a 4. A altura do corpo de prova que corresponde a 0% de adensamento é calculada por:

H 0 = H +( H 1 − H 2 )

OBS: os pontos 1 e 2 devem situar-se antes do ponto de inflexão da curva.

ÍNDICE DE COMPRESSÃO

O índice de compressão Cc é calculado utilizando-se a curva índice de vazios em função do logaritmo da pressão aplicada. O trecho da curva posterior à pressão de pré adensamento é denominado de trecho virgem, podendo ser retilíneo ou não. Ajustando-se uma reta ao trecho virgem, pode-se determinar o seu coeficiente angular, que é dado por:

CC =

e 1 − e 2

log p 2 −log p 1

Onde: Cc : é o índice de compressão. e 1 , e 2 : são os índices de vazios correspondentes a dois pontos quaisquer do trecho virgem. p 1 , p 2 : são as pressões associadas aos índices de vazios e 1 e e 2.

5. Resultados Det. da umidade Cápsula Nº 10A 169 478 341 Peso bruto úmido (g) 41,94 37,66 59,6 49, Peso bruto seco (g) (^) 24,48 19,61 38,46 33, Peso da cápsula (g) 16,49 11,44 14,47 14, Peso da água (g) (^) 17,46 18,05 21,14 15, Peso do solo seco (g) 7,99 8,17 23,99 19, Umidade (%) 218,52 220,93 88,12 82, Umidade média (%) Saturação (%) Inicial Final 219, 92, 85, 96, Número Nº 4 Diâmetro D(cm) - Área A(cm^2 )^ 60 Altura L(cm) (^) 2 Volume V(cm^3 )^ 120 Peso do anel + solo P1(g) 213, Peso do anel P2(g) 74, Peso do solo seco w(g) (^) 139, Peso espec. úmido tf/m^3 1, Peso espec. seco tf/m^3 1, Altura dos sólidos Hs(cm) 0, Peso do após ensaio (g) 159,

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 1,00 10,00 100,00 1000,00 10000, Índice de vazios (e) Tensão Vertical Efetiva (σ´v) (kPa) Curva de Compressibilidade Tensão Vertical Efetiva x Índice de Vazios 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E+ 1 10 100 1000 10000 Coef. de Adensamento(cv )(m2/s ) Tensão Vertical Efetiva (σ´v) (kPa) Curva de Coeficiente de Adensamento Tensão Vertical Efetiva x Coeficiente de Adensamento 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 10 100 1000 10000 Deformação Volumétrica (Ev) (%) Tensão Vertical Efetiva (σ´v) (kPa) Curva de Compressibilidade Tensão Vertical Efetiva x Deformação Volumétrica 1,00E- 1,00E- 1,00E- 1,00E+ 1 10 100 1000 10000 coefi ciente de adens. (ch) (m/s) 2 Curva Coeficiente de Adensamento Tensão Vertical Efetiva x Coeficiente de Adensamento (σ´v) (kPa)