UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL – CAMPUS CARAÚBAS DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS PROFESSORA: DESIREÉ ALVES DE OLIVEIRA
LISTA DE EXERCÍCIOS Compactação 1) 2) 3) 4)
Qual o objetivo da compactação dos Solos? Defina compactação dos solos? Qual a influência do tipo de solo na sua compactação? Qual a importância da umidade ótima na compactação dos solos? Quais as conseqüências nas propriedades do material compactado na umidade abaixo da ótima e na umidade acima da ótima? 5) Qual a importância dos ensaios de compactação realizados em laboratório? 6) Qual a importância de ser realizada uma compactação de boa qualidade? 7) Descreva sucintamente o procedimento para o ensaio de compactação dos solos. Quais parâmetros são obtidos nesse ensaio? 8) Quais as principais aplicações da compactação em obras? 9) Qual a seqüência das operações de compactação em campo? Descreva sucintamente cada uma delas. Indique, também, pelo menos uma (1) máquina correspondente a cada etapa. 10) Para um mesmo tipo de solo, se aumentamos a energia de compactação, o que ocorre com a curva de compactação? 11) O que é Grau de Compactação? Para que serve? 12) É necessário de realizar controle de compactação em campo? Porquê? 13) Como se procede a escolha do tipo de equipamento (rolo compactador) a ser usado em campo? 14) Uma amostra de solo com 1000g tem uma umidade de 8%. Deseja−se compactar um corpo de prova com esse solo num cilindro com 255cm3 de volume. As características desejadas para o corpo de prova são massa específica seca de 1,78g/cm3 e umidade de 15%. Qual a quantidade de água que deve ser adicionada à amostra para atingir a umidade desejada? Qual a massa de solo que deve ser utilizada na compactação do corpo de prova? 15) Fale sobre a influência da energia de compactação nas curvas de compactação de um determinado solo. 16) Descreva o comportamento do solo compactado segundo o parâmetro de permeabilidade? 17) Descreva o comportamento do solo compactado segundo o parâmetro de resistência? 18) Os dados obtidos em um ensaio de compactação na energia do Proctor Normal são representados na folha de ensaio abaixo:
a.
a) Desenhe a curva de compactação, indicando o peso específico aparente seco máximo e a umidade ótima; b) Determinar o grau de saturação no ponto máximo da curva (considerar o peso específico real dos grãos do solo igual a 26,5 kN/m³); c) Representar no mesmo gráfico a curva de saturação e a curva de mesmo grau de saturação correspondente ao item anterior; d) Represente de forma aproximada uma curva de compactação obtida se utilizada propositadamente uma maior energia de compactação; e) Indique entre que valores de umidade de compactação e que valor mínimo de densidade devem ser obtidos para a construção de um aterro com este solo, cuja especificação de projeto indica: GC = 95% e (wót – 2%) < wcomp. < (wót + 1%);
f) Com este mesmo solo foi executado um novo ensaio na energia do Proctor Modificado, obtendo-se um valor de 15,4 kN/m³ para o peso específico aparente máximo. Estime a umidade ótima que este solo deve apresentar. g) Baseado numa correlação linear entre o logarítmo da energia de compactação e o peso específico aparente seco, estime o valor máximo deste último para este solo se compactado na energia do Proctor Intermediário e também o correspondente valor da umidade ótima. h) Deseja-se compactar um corpo de prova do solo em questão com umidade de 22%, utilizando-se do cilindro e soquete pequenos, a fim de que atinja densidade máxima de 14,6 kN/m3. Estime quantos golpes do soquete devem ser aplicados em cada uma das três camadas na moldagem do corpo de prova. 19) Calcular o ensaio de compactação efetuado na energia do Proctor Normal, cujos dados são apresentados abaixo. Traçar a curvas de compactação e de saturação. Indicar γdmáx e wót. Mantida a energia de campo equivalente a de laboratório e desejando-se um grau de compactação > 95%, indique qual seria a variação de umidade de compactação aceitável.
20) Se no problema anterior, além de GC > 95%, fosse especificado w = wót ± 1% e os resultados do controle de campo indicassem gd = 18,20 kN/m³ e w = 14%, quais as implicações da aceitação deste aterro? 21) Deduzir, a partir de índices físicos, a fórmula para as curvas de mesmos valores de grau de saturação representadas num gráfico de compactação. 22) Os seguintes resultados γd (g/cm³) x w (%) foram obtidos em ensaios de compactação obtidos com um mesmo solo nas energias do Proctor Normal e Modificado. Avalie as variações nos valores de gdmáx e wót e do índice de vazios e grau de saturação nas condições de máxima densidade para cada energia.
23) Um solo compactado em laboratório apresentou os seguintes parâmetros: gdmáx = 17,4 kN/m³ e wót = 15%. Na construção de um aterro, o mesmo solo foi compactado segundo as seguintes especificações: GC = 96% e w = wót – 2%. Considerando gs = 26,5 kN/m³, calcular: a) a relação entre o índice de vazios do ensaio e do campo; b) o grau de saturação do aterro compactado 24) Especificar um ensaio de compactação na energia do Proctor Intermediário, empregando o equipamento original do ensaio de Proctor (cilindro e soquete pequenos) 25) Um solo pedregulhoso apresentava uma porcentagem de material retido na peneira 4 (#4,8mm) de 30%. Não se dispondo do cilindro grande para o ensaio de compactação, decidiu-se fazer um ensaio só com a fração do solo passante na peneira 4, utilizando-se o cilindro pequeno. Neste ensaio foi determinado um peso específico aparente seco máximo de 17,5 kN/m³ e uma umidade ótima de 15%. Estime quais devem ser os parâmetros de compactação do solo como um todo, considerando que a fração retida na peneira 4 tem um peso específico real dos grãos de 26,5 kN/m³ e um teor de absorção de água de 1,2%. 26) Determinar o Índice de Suporte California para um ensaio em que a força exercida pelo pistão de 5 cm de diâmetro à amostra foi de 825 kgf e 1000 kgf para os valores de penetração de 0,1” e 0,2”, respectivamente. Obs:
desconsiderar uma possível correção da curva do CBR. 27) A partir dos dados sobre a granulometria de solos de três jazidas, utilizando-se da construção gráfica de Rothfuchs, determine as proporções dos materiais para obter uma mistura com a curva média especificada.
28) Os pesos específicos secos máximo e mínimo determinados em laboratório para uma areia com densidade dos grãos igual a 2,65 são 17,8 e 14,6 kN/m³, respectivamente. Qual o grau de compactação em campo se a compacidade relativa é de 72%? 29) Os resultados e figura a seguir se referem a um ensaio de determinação do peso específico aparente seco no campo de um solo compactado por meio do método do frasco de areia. Determine o grau de compactação sabendo que o peso específico parente seco máximo obtido em laboratório era de 17,1 kN/m³.
30) O grau de compactação atingido com uma areia em campo é 94% e o teor de umidade de compactação 8%. Se os pesos específicos aparentes secos máximo e mínimos de laboratório são 17,8 e 14,6 kN/m³, respectivamente, calcule para as condições de campo, o peso (em toneladas) de solo úmido consumido para 100m3 de aterro compactado e a densidade relativa do aterro. 31) A densidade relativa atingida com uma areia em campo é 0,70 e o teor de umidade de compactação 10%. Se os pesos específicos aparentes secos máximo e mínimos de laboratório são 17,6 e 14,8 kN/m³, respectivamente, calcule, para as condições de campo: a) o peso (em toneladas) de solo úmido consumido para 100 m de aterro de uma rodovia com 10 m de largura e 30 cm de espessura da camada compactado; b) o grau de compactação do aterro. 32) Um solo cujo ensaio de compactação na energia do Proctor Normal revelou um teor de umidade ótima de 12% e um peso específico aparente seco máximo de 18 kN/m³, foi empregado para construção de um aterro, onde foi atingido grau de compactação de 95% no seu teor de umidade ótima. Investigações mostram que o solo na jazida apresenta um peso específico aparente natural
de 17 kN/m³ e um teor de umidade de 10%. Estime a quantidade em volume de solo da jazida que foi escavado para construção de 100m³ de aterro. 33) Em um ensaio de cilindro cortante para controle de compactação de um aterro, o peso específico aparente natural medido foi de 18 kN/m³ e o teor de umidade avaliado pelo teste da frigideira foi de 12% para um solo com densidade dos grãos de 2,7. Calcule a peso específico aparente seco, o índice de vazios e o grau de saturação deste solo no aterro e verifique se um outro resultado com o mesmo solo de peso específico aparente natural de 22,7 kN/m³ e teor de umidade 13,5% obtido é possível. 34) O teor de umidade in situ de um solo é de 16% e o peso específico úmido é de 17,3 kN/m³. O peso específico dos grãos é 27,2 kN/m³. O solo deverá ser escavado e transportado para um canteiro de obras para a construção de um aterro compactado. Caso as especificações indiquem um grau de compactação mínimo de 90% para um peso específico aparente seco máximo de laboratório de 20,1 kN/m³ na energia do Proctor Intermediário com um mesmo teor de umidade de 16%, qual a metragem cúbica mínima de solo que deverá ser escavada da área de empréstimo para um aterro compactado de 2.000 m³?
