Cad Erno

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAGEOTECNIA I – ENG 1081

ENSAIOS DE GEOTECNIA

Profº Msc. PAULO SÉRGIO DE OLIVEIRA

RESENDE

Turma: C02/3

Acadêmicos: SHAYRA MATOS CUNHA DIAS

LUCAS RABELO RODRIGUES

GEOVANE ARAUJO DA SILVA

WALLACE OLIVEIRA DE JESUS

PUC – GOIÁS CADERNO DE GEOTECNIA I 2014/1

Goiânia, Abril de 2014

INTRODUÇÃO

Geotecnia é a aplicação de métodos científicos e princípios de engenharia para a aquisição, interpretação e uso do conhecimento dos materiais da crosta terrestre e materiais terrestres para a solução de problemas de engenharia. É a ciência aplicada de prever o comportamento de solos e/ou rochas e seus diversos materiais, no sentido de poder dar o suporte técnico a projetos e construções.

A geotecnia abrange muitos dos aspectos de engenharia da geologia, geofísica, hidrologia, mecânica dos solos, mecânica das rochas, fundações, túneis, barragens, pavimentação, Engenharia Ambiental, com envolvimentos e estudos em Pedologia, Agronomia, Geografia, etc.

Em Geotecnia o conhecimento se baseia em pesquisa e experimentos, a disciplina ministrada é teórico/prática. Este caderno tem o objetivo de registrar, resumir e facilitar o acompanhamento do aluno às aulas práticas. Nele deve-se observar principalmente as técnicas aplicadas, as normas e orientações com objetivo final no aprendizado, tendo em vista que alguns ensaios e condições podem sofrer variação. Para a construção deste trabalho a participação do Profº Paulo Sérgio de Oliveira Resende foi de grande importância, orientando sobre os requisitos e métodos necessários.

Esperamos, portanto que os futuros profissionais do curso de Engenharia Civil encontrem neste Caderno os conhecimentos básicos necessários para iniciarem suas atividades profissionais, cujo aprimoramento se dará em especial através da vivência dos processos construtivos.

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ENSAIO 1 - PREPARO DE AMOSTRAS PARA ENSAIOS

DE CARACTERIZAÇÃO COM SECAGEM PRÉVIA - NBR –

6457

PASSO A PASSO:

- Coleta de amostra deformada ou indeformada;

- Secagem da amostra ao ar até a umidade de equilíbrio,

umidade hignoscópica;

- Desmanchar os torrões, evitando-se quebrar os grãos, e

homogeneizar a amostra;

- Desprezar material retido na #76mm

- Quarteamento

Através do quarteamento, reduzir a quantidade de material até se

obter uma amostra representativa em quantidade suficiente para a

realização dos ensaios requeridos;

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Fig.1.1.1. Destorroamento Fig.1.1.2. Homogeneização da amostra.


AMOSTRA PARA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

- Tomar uma fração da amostra conforme tabela 1 abaixo;

- Foi coletado e pesado 8kg do material quarteado, pois há

dimensões de grãos contidos na amostra maiores que 25 mm.

TABELA 1 – Quantidade de amostra para análise granulométrica

Dimensões dos grãos maiores contidos na

amostra determinada por observação visual

(mm)

Quantidade mínima a tomar (kg)

< 5 15 à 25 4> 25 8

Nota: O material assim obtido constitui a amostra a ser ensaiada.

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Fig.1.2. Quarteamento, para redução proporcional da amostra.


- Passar o material na peneira #10 (2mm), para obter 2 frações:

- Obter fração fina (passante) e grossa (retida).

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Fig.1.3. Seleção da amostra a ser trabalhada após quarteamento.

Fig.1.4. Peneiramento na peneira #10 (2mm).

Fig.1.5. Fração grossa (à direita) e fina (à esquerda) da amostra inicial, resultante do

peneiramento.


GRANULOMETRIA - FRAÇÃO GROSSA- Lavar o material retido na peneira #10 até retirar toda argila, e colocar em bandeja para secar em estufa.

ENSAIO 6 – DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE

Sendo a umidade de um solo muito elevada, ele se apresenta como um fluido denso e se diz no estado líquido. À medida que evapora água, ele se endurece e, para certa umidade = (limite de liquidez), perde sua capacidade de fluir, porém pode ser moldado facilmente e conservar sua forma. O solo se encontra agora no estado plástico.

O objetivo é determinar a umidade (limite de liquidez) de uma amostra de solo, para que o mesmo passe do estado líquido para o estado plástico, quando pode ser moldado, conservando sua forma.

REFERÊNCIAS NORMATIVAS

NBR – 6459 (ABNT) 1994 – Limite de Liquidez;

NBR – 7180 (ABNT) 1994 – Limite de Plasticidade;

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Fig.1.6. Lavagem para retirada do solo argiloso do material.

Fig.1.7. Amostra seca em estufa, depois de retirada do solo argiloso.


PROCEDIMENTO RESUMIDO

A determinação do limite de liquidez (LL) é feita pelo aparelho de CASAGRANDE que consiste em um prato de latão, em forma de concha, sobre um suporte de ebonite e um cinzel (um modelo para cada tipo de solo);

O procedimento consiste nas seguintes etapas:

- Pegar material separado que passou na peneira # 40 de 0,42mm;

- Colocar cerca de 70 g do material na cápsula de porcelana. Adicionar água aos poucos, amassando e revolvendo com o auxílio da espátula de forma a se obter uma mistura homogênea com consistência;

- Transferir parte da massa para a concha do aparelho;

- Com o emprego do cinzel, dividir a massa do solo em duas partes iguais abrindo-se uma canelura no centro, perpendicular à articulação da concha.

- Acionar o botão do aparelho para proceder o golpeamento da concha contra a base do aparelho. A altura de queda da concha deve ser de 1 cm, na razão de duas quedas por segundo. Isto deve ser feito até que as duas bordas da canelura se unam, registrar assim o número de golpes, que será marcado automático;

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6.1. Aparelho de Casagrande.


- Retirar uma amostra aonde houve o fechamento da canelura e depositar em cápsula de alumínio. Pesar o conjunto cápsula e solo úmido e colocar na estufa a 110°C;

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6.2. Aparelho de Casagrande, sendo utilizado para determinação do Limite de Liquidez.


- Repetir as etapas anteriores cinco vezes, aumentando gradativamente a quantidade de solo de modo que o número de golpes necessários para o fechamento da canelura seja aproximadamente de 15, 25 e 40 golpes;

- Determinar o teor de umidade de cada amostra, e, a partir dos teores, construir a curva de fluidez. O ponto de abscissa “25 golpes” determina no eixo das ordenadas uma umidade que corresponde ao limite de liquidez (LL) do solo.

LIMITE DE LIQUIDEZ

Massas(g)Capsulas nº

10 12 21 27 28 43

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6.3. Retirada de amostra ,após fechamento de fissura feita na amostra.


C + S + A 32,8 29,9 29 26,2 31,4 25,3C + S 27,6 25,9 25,3 23,4 26,8 22,3

A 5,2 4 3,7 2,8 4,6 3C 12,1 12,6 12,3 12,7 11,5 12,1S 15,5 13,3 13 10,7 15,3 10,2

Teor de umidade (%) 33,55% 30,08%

28,46%

26,17% 30,07% 29,41%

Golpes 13 21 28 78 25 34

0 10 20 30 4010

33.5530.08 28.4630.07 29.41

GRÁFICO LIMITE DE LIQUIDEZ

Teor de umidade (%)

Núm

ero

de g

olpe

s

20

30

40506070

20

30

40506070

Limite de Liquidez = 33,55

- Para determinar o índice de plasticidade, fazer 6 rolinhos do material úmido, cortar cada em 3 partes e colocar em cápsulas enumeradas;

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Tabela – Teor de umidade determinado através do número de golpes.

Gráfico – Gráfico Nº de Golpes x Teor de Umidade.


Seguindo as orientações, determinamos os seguintes resultados:

LIMITE DE PLASTICIDADE

Massas(g)Capsulas nº

94 110 113 127 145 146C + S + A 12,6 12,7 12,8 14,0 13,7 13,6

C + S 12,4 12,4 12,5 13,7 13,5 13,3C 11,6 11,6 11,4 12,3 12,2 12,1A 0,2 0,3 0,3 0,3 0,2 0,3S 0,8 0,8 1,1 1,4 1,3 1,2

Teor de umidade (%) 25,00% 37,50% 27,27% 21,43% 15,38% 25,00%

O valores discrepantes da tabela foram desconsiderados, considerando os em cinza e os restantes feito a média, sendo assim determinamos o Limite de Plasticidade em 23,81.

Índice de Plasticidade

Com base nos dados anteriores e das fórmulas que se seguem determinamos o índice de plasticidade, conforme abaixo:

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Tabela – Determinação do teor de umidade através.

Figura.5.3. Rolinhos formados pelo material úmido. Umidade.


IP = LL – LP

IP = 33,55 – 23,81 = 9,74

Categoria: Medianamente Plástico

INDICE DE PLASTICIDADEFRACAMENTE

PLÁSTICO1 < IP

< 7MEDIANAMENTE

PLÁSTICO7 < IP < 15

ALTAMENTE PLÁSTICO

IP > 15

Índice de Consistência

Da mesma forma determinamos o índice de consistência:

IC = LL – h / IP

IC =33,55 – 0,77 / 9,74 = 3,365

Categoria: Consistência Dura.

INDICE DE CONSISTÊNCIAMUITO MOLE IC < 0

PLÁSTICA MOLE 0 < IC <0,5

PLÁSTICA MÉDIA0,5 < IC <0,75

PLÁSTICA RIJA0,75 < IC

<1,0CONSISTÊNCIA

DURA IC >1,0

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CONCLUSÃO

Neste caderno estão reunidos os relatórios de aulas da disciplina de

Geotecnia I, constando a primeira parte de duas da disciplina, o

mesmo, portanto ainda será complementado com outros ensaios,

conhecimentos e experiências.

Estas anotações são um registro a ser consultados pelos alunos

sempre que necessário, os conhecimentos aqui descritos podem ser

constantemente melhorados. A análise dos resultados obtidos em

sala, e aqui registrados, devem sempre ser avaliados juntamente com

as normas vigentes. Tanto para um maior entendimento dos assuntos

abordados quanto para aplicação dos mesmos.

Os resultados dos ensaios podem surpreender ao trazerem resultados

contrários ao que se imagina empiricamente, mas não foi o que

presenciamos, em sua maioria o conhecimento base até o momento

serviu de certa forma para validar os resultados. Essa base, vinda da

própria disciplina teórica e de outras, tem no laboratório a

possibilidade de tornar o aprendizado mais completo, possibilitando

aos alunos a comprovação de dados que serão utilizados, não só

durante a disciplina de Geotecnia I, na sua posterior Geotecnia II, em

todo o curso, e claro aplicada no dia a dia do profissional.

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BIBLIOGRAFIA

NBR – 6457 (ABNT) Agosto/1986 – Preparação de amostras de solo

para ensaio normal de compactação e caracterização – Método de

ensaio.

NBR – 6508 (ABNT) – Grãos de solos que passam na peneira de

4,8mm - Determinação da massa específica – Método de ensaio.

NBR – 7181 (ABNT) 1984 – Solo – Análise Granulométrica;

NBR – 5734 (ABNT) – Peneiras para ensaios – Especificação.

NBR – 7181 (ABNT) 1984 – Solo – Análise Granulométrica;

NBR – 6459 (ABNT) 1994 – Limite de Liquidez;

NBR – 7180 (ABNT) 1994 – Limite de Plasticidade;

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