ENSAIO DE CBR - MECANICA DOS SOLOS II

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DE UMA AMOSTRA DE SOLO

Caio Weber Silva (1); Camilo Valinhas (2); Caroline Matos Cappuzzo (3); Edson Junior Pereira Lima (4); José Otávio Garcia Vecchi (5); Nancy Tiemi Isewaki (6)

(1) Graduando em Engenharia Civil - Centro Universitário de Patos de Minas - UNIPAM. [e-mail]

(2) Graduando em Engenharia Civil - Centro Universitário de Patos de Minas – UNIPAM. [e-mail].

(3) Graduando em Engenharia Civil - Centro Universitário de Patos de Minas - UNIPAM. [e-mail].

(4) Graduando em Engenharia Civil - Centro Universitário de Patos de Minas - UNIPAM. [e-mail].

(5) Graduando em Engenharia Civil - Centro Universitário de Patos de Minas - UNIPAM. [e-mail].

(6) Professor do curso de Engenharia Civil - Centro Universitário de Patos de Minas – UNIPAM. [e-mail].

1. INTRODUÇÃO

De acordo com Mello e Teixeira, 1962, podemos definir solos como sendo materiais terrosos, desagregados, de origem inorgânica ou orgânica, e constituídos de elementos pertencentes às três fases físicas em proporções variáveis.

Devido à enorme diversidade e diferença de comportamentos que os solos apresentam, sob o ponto de vista da Engenharia Civil, a classificação dos solos tem extrema importância por possuir a capacidade de estimar o provável comportamento de um solo, ou de no mínimo, proceder uma investigação para a análise de possíveis problemas.

A primeira análise a ser feita em relação à classificação de um solo é em relação aos tamanhos de seus grãos. A análise granulométrica de um solo pode ser feita por peneiramento, para solos granulares como as areias e os pedregulhos, ou por sedimentação, no caso de solos finos argilosos ou pela combinação de ambos para análise mais ampla.  O objetivo da análise granulométrica é criar uma curva granulométrica, na qual estarão representados o diâmetro dos grãos e a porcentagem de material referente àquele diâmetro.

Em seguida, analisa-se os limites de liquidez e de plasticidade do material. Os teores de umidade limites entre os estados de consistência dos solos são denominados Limites de Consistência, estudados pelo engenheiro químico Atterberg. A partir de ensaios e testes é possível então determinar-se os Limites de Liquidez e Plasticidade de um solo.

O Limite de Liquidez (LL) de um solo é o valor de umidade no qual o solo passa do estado líquido para o estado plástico. É possível definir este limite por meio do uso de um aparelho denominado Casagrande no qual se determina o teor de umidade que, com 25 golpes, une os bordos inferiores de uma canelura (1cm de comprimento) aberta, na massa de solo, por um cinzel de dimensões padronizadas. Por outro lado, o Limite de Plasticidade (LP) é o valor de umidade na qual o solo passa do estado plástico para o estado semi-sólido. É o limite no qual o solo começa a se quebrar em pequenas peças, quando enrolado em bastões de 3 mm de diâmetro. Ou seja, é o menor teor de umidade em que o solo se comporta plasticamente.

Por último pode-se classificar o solo em relação ao seu Índice de Suporte Califórnia (CBR). Este índice foi desenvolvido antes da Segunda Guerra Mundial, inicialmente para o dimensionamento de pavimentação rodoviária. De acordo com seu projetista, Porter, este ensaio foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o potencial de ruptura de subleito, uma vez que este era o defeito mais observado nas rodovias da Califórnia na época.

O teste de CBR consiste em um teste simples de resistência, o qual mede a resistência de um material à um pistão padrão sob condições controladas de densidade e umidade. No Brasil, este teste é regulamentado pela Norma ABNT NBR 9895

O solo em estudo foi coletado no dia 06/04/2018 na rua G, bairro Caiçaras, Patos de Minas.

Este trabalho tem como objetivos: i) caracterizar fisicamente uma amostra de solo e classificá-la; ii) determinar os parâmetros de compactação desse solo e iii) determinar a resistência ao CBR e propor utilizações para o solo em composição de camadas de pavimentação rodoviária.

1. MATERIAL E MÉTODO

No dia 06/04/2018, às 16:00 foi coletada uma amostra de solo de 40KG para a realização de todos os ensaios. A localização do local de retirada da amostra está disposta no mapa mostrado na Figura 1. Para que não houvesse nenhum material orgânico presente na amostra, inicialmente abriu-se um buraco de mais ou menos 1m (um metro) de profundidade no solo (Figura 2), então retirou-se o material dos horizontes mais profundos até que se completou o peso de 40KG. Para isso, utilizou-se um cavador e uma trena.

Os ensaios de peneiramento foram realizados de acordo com a norma ABNT 7181/2016. Para o peneiramento grosso, foi utilizado o material passado retido na peneira de 2,0 mm. Posteriormente o material foi passado nas peneiras de 50mm; 38mm; 25mm; 19mm; 9,5mm; 4,8mm e 2mm e as massas retidas em cada peneira foram anotadas. Para o peneiramento fino, tomou-se a fração passante na peneira de 2mm, a qual foi lavada na peneira de 0,075mm e o material retido pesado em estufa. Este material foi então passado nas peneiras de 1,18; 0,6; 0,425; 0,25; 0,15; e 0,075mm anotando a massa retida em cada peneira.

Para os ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade, as amostras foram preparadas segundo a ABNT NBR 6457: 2016. Após a preparação das amostras, o ensaio de Limite de Liquidez se deu de acordo com a ABNT NBR 6459:2016, de forma que o material foi homogeneizado até se obter uma consistência para o ensaio, e depois utilizando o aparelho Casagrande, foi observado o fechamento da ranhura feita no material, anotando-se o número de golpes necessários para que isso acontecesse. O procedimento é repetido no mínimo 5 vezes, relacionando-se 5 valores de teores de umidade com seus respectivos números de golpes. Já o Limite de Plasticidade foi realizado segundo a ABNT NBR 7180:2016  e se deu de forma a  após a homogeneização do material, fez-se bolas de aproximadamente 10g e rolou-as sobre uma placa de vidro, observando quando a amostra irá se fragmentar. Quando a amostra se fragmentou exatamente quando atingir o diâmetro padrão, as partes do corpo de prova foram transferidas para a determinação do teor de umidade e o processo repetiu-se até se obter cinco teores diferentes.