aula 04 unip
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MECÂNICA DOS SOLOS EGEOLOGIA
CLASSIFICAÇÃO ECOMPACTAÇÃO DO SOLO
CAMPUS BRASÍLIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
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Estado das areia - Compacidade
• Índice de vazio não é suficiente pararepresentar o estado de uma areia
1. SOLOS
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Estado das areia - Compacidade
Descrição da areia emin emax
Areia uniforme de grãos angulares 0,70 1,10
Areia bem graduada de grãosangulares
0,45 0,75
Areia uniforme de grão arredondados 0,45 0,75
0,65Areia bem graduada de grãosarredondados
0,35 0,65
1. SOLOS
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Estado das areia - Compacidade
Classificação CR
Areia fofa 0,33
Areia de m!diacom"acidade
0,33CR0,66
Areia com"ac#a $0,66
minmax
max
ee
eeCRnat
−
−=
1. SOLOS
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Estado das argilas – Consistência
• O estado das argilas são indicados pelaresistência.
σ
ε
σ
1. SOLOS
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Estado das argilas – Consistência
• ClassificaãoClassificação R%&'a(
)ui#o mole *5)ole *5 a 50
)!dia 50 a 100
Ri+a 100 a *00
)ui#o ri+a *00 a 400
Dura $ 400
1. SOLOS
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Estado das argilas – !ensitividade
• Conceito – reduão da resistência "uando aargila é manuseada. Est# associada a estrutura
das part$culas.ensi#i-idade Classificação
1 .nsensi#i-a
1 a * /aixa sensi#i-idade
* a 4 )!dia sensi#i-idade
4 a ensi#i-a
$ l#ra2sensi#i-idade
%molgada
aindeformad
R
RS =
1. SOLOS
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CLASSIFICAÇÃO DO SOLOSO objetivo da classificaço dos solos! sob o "o#to de
vista de e#$e#%a&ia! ' "ode& esti(a& o "&ov)vel
co("o&ta(e#to do solo o*! "elo (e#os ! o de o&ie#ta& o
"&o$&a(a de i#vesti$aço #ecess)&io "a&a "e&(iti& a
ade+*ada a#)lise de *( "&oble(a $eot'c#ico.
A classificação dos solos é feita em duas etapas: A classificação dos solos é feita em duas etapas:
1a Etapa (Classificação preliminar) – durante a coleta no campo é
feita com base na textura, aparência da amostra, cor, cheiro, presença
de matéria orgnica, pro!"!el composição mineral#gica, hist#riageol#gica, etc$
%a Etapa – consiste na determinação das caracter&sticas f&sicas do
solo, atra!és dos ensaios de laborat#rio, chamados de ensaios de
caracteri'ação$
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Os solos so classificados de (odo a fo&(*la& ('todosde "&ojeto baseados e( al$*(as "&o"&iedades de cada$&*"o. Deste (odo fo&a( dese#volvidos dive&sossiste(as de classificaço! cada *( ade+*ado a *(a*tili,aço o* ('todo de "&ojeto.
E-iste( v)&io siste(as de classificaço
Classificaço $&a#*lo('t&ica
Classificaço t&ili#ea&
Siste(a /#ificado 0S/CS
Classificaço T23 0a#ti$a 423
Classificaço MCT 0 Metodolo$ia de solos t&o"icais
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
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Classificaço 5&a#*lo('t&ica
Solos Grossos Solos Grossos&& solos com φ ≥ '(')*mm e suas part$culas tem forma
arredondada poliédrica( e angulosa.
Pedregulho: !ão classificados como pedregul+o as part$culas de solo com dimens,esmaiores "ue ('mm /0E1( 234( %5246
Areia& as part$culas com dimens,es entre ('mm e '(')*mm /0E16( ('mm e '('7mm
2346 ou ainda ('mm e '('8mm %5046.
Solos Finos Solos Finos "uando as part$culas "ue constituem o solo possuem dimens,esmenores "ue '(')*mm /0E16( ou '('8mm %5046
Argila: % fraão granulométrica do solo classificada como argila di9metro inferior a'(''mm6 se caracteriza pela sua plasticidade marcante.
Silte solos de granulaão fina apresentam pouca ou nen+uma plasticidade.
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CLASSICAÇÃO T2ILI6EA2
iagrama rilinear iagrama rilinear
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SISTEMA /6IFICADO 0S/CS
Co#side&a "o&ce#ta$e#s de "ed&e$*l%os! a&eias e
fi#os! fo&(a da c*&va $&a#*lo('t&ica!"lasticidade e co("&essibilidade.
A classificaço *#ificada f*#da(e#ta7se• 6a te-t*&a8
• 6a "lasticidade8
1. SOLOS
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
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SISTEMA/6IFICADO DECLASSIFICAÇÃO
DE SOLOS 0S/CS
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SISTEMA /6IFICADO 0S/CS
Ped&e$*l%oGW Ped&e$*l%os be( $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia
e "ed&e$*l%o co( #e#%*( fi#o
SOLOS DEPed&e$*l%os
50% ou mais dase( fi#os GP Ped&e$*l%os (a* $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia
e "ed&e$*l%o co( "o*co o* #e#%*( fi#o
52AD/AÇÃO52OSSA
fração graúda retida
na peneira n o 4 Ped&e$*l%oG Ped&e$*l%os siltosos o* (ist*&as de "ed&e$*l%o!
a&eia e silteco( fi#os G! Ped&e$*l%os a&$ilosos o* (ist*&as de
"ed&e$*l%o! a&eia e a&$ila
mais de 50%
retido na A&eias A&eias se( SW A&eias be( $&ad*adas o* a&eias"ed&e$*l%osas!
co( "o*co o* #e#%*( fi#os
peneira n o "00 mais de 50% da
fração graúda
fi#os SP A&eias (al $&ad*adas o* a&eias co("ed&e$*l%osas co( "o*co o* #e#%*( fi#os
passando na A&eias co( S A&eiassiltosas 9 (ist*&as de a&eia e silte peneira n o 4 fi#os S! A&eias a&$ilosas 9 (ist*&as de a&eia e a&$ila
# Siltes i#o&$:#icos 9 a&eias (*ito fi#as 9 a&eiasfi#as siltosas e a&$ilosas
SOLOS DE
52AD/AÇÃO
Siltes e A&$ilas
; L< =>
!# A&$ilas i#o&$:#icas de bai-a e ('dia "lasticidade
7 a&$ilas"ed&e$*l%osas! a&e#osas e siltosasFI6A $# Siltes o&$:#icos 9 a&$ilas siltosas o&$:#icas de
bai-a "lasticidade
50% ou mais
passando na Siltes e A&$ilas Siltes 9 A&eias fi#as o*siltes (ec:#icos 9 Siltes
"l)sticos peneira ; L? => ! A&$ilas i#o&$:#icas de alta "lasticidade
n o "00 $ A&$ilas o&$:#icas de alta e ('dia "lasticidade
Solos alta(e#te o&$:#icos P& T*&fas e o*t&os solos alta(e#te o&$:#icos
Ped&e$*l%oGW Ped&e$*l%os be( $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia
e "ed&e$*l%o co( #e#%*( fi#o
SOLOS DEPed&e$*l%os
50% ou mais dase( fi#os GP Ped&e$*l%os (a* $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia
e "ed&e$*l%o co( "o*co o* #e#%*( fi#o
52AD/AÇÃO52OSSA
fração graúda retida
na peneira n o 4 Ped&e$*l%oG Ped&e$*l%os siltosos o* (ist*&as de "ed&e$*l%o!
a&eia e silteco( fi#os G! Ped&e$*l%os a&$ilosos o* (ist*&as de
"ed&e$*l%o! a&eia e a&$ila
mais de 50%
retido na A&eias A&eias se( SW A&eias be( $&ad*adas o* a&eias"ed&e$*l%osas!
co( "o*co o* #e#%*( fi#os
peneira n o "00 mais de 50% da
fração graúda
fi#os SP A&eias (al $&ad*adas o* a&eias co("ed&e$*l%osas co( "o*co o* #e#%*( fi#os
passando na A&eias co( S A&eiassiltosas 9 (ist*&as de a&eia e silte peneira n o 4 fi#os S! A&eias a&$ilosas 9 (ist*&as de a&eia e a&$ila
# Siltes i#o&$:#icos 9 a&eias (*ito fi#as 9 a&eiasfi#as siltosas e a&$ilosas
SOLOS DE
52AD/AÇÃO
Siltes e A&$ilas
; L< =>
!# A&$ilas i#o&$:#icas de bai-a e ('dia "lasticidade
7 a&$ilas"ed&e$*l%osas! a&e#osas e siltosasFI6A $# Siltes o&$:#icos 9 a&$ilas siltosas o&$:#icas de
bai-a "lasticidade
50% ou mais
passando na Siltes e A&$ilas Siltes 9 A&eias fi#as o*siltes (ec:#icos 9 Siltes
"l)sticos peneira ; L? => ! A&$ilas i#o&$:#icas de alta "lasticidade
n o "00 $ A&$ilas o&$:#icas de alta e ('dia "lasticidade
Solos alta(e#te o&$:#icos P& T*&fas e o*t&os solos alta(e#te o&$:#icos
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SISTEMAS 423% classificaão 4.2.34.2.3. :ig+;a< 1esearc+ 5oard6 tem origem na
classificaão do Public Roads Administration. =undamenta-se na
granulometria( limite de li"uidez e $ndice de plasticidade e foi
proposta para analisar materiais para >ase e su>->ase de pavimentos
Os solos são classificados em grupos( de %-? a %-).
Siste(a de Classificaço 2odovi)&io
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CLASSIFICAÇÃO T23 0A6TI5A 423
A classificaço T23 f*#da(e#ta7se
• 6a te-t*&a8
• 6a "lasticidade8
• 6o @#dice de 5&*"o O #dice de $&*"o 'calc*lado a "a&ti& dos &es*ltados $&a#*lo('t&icos ede "lasticidade.
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
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CLASSIFICAÇÃO MCT
A (etolo$ia MCT teve o&i$e( #os est*dos elabo&ados"o& Pa&so#s 01B e foi i#t&od*,ida #o 3&asil "o&6o$a(i e illibo& 01B>. Este siste(a de classificaço!"elas "&G"&ias di(e#sHes dos co&"os de "&ova 0=>-=>(( se desti#a aos solos fi#os.
0,5
1
1,5
*
0 0,5 1 1,5 * *,5 3
Coeficien#e c
4 n d i c e e
3A
A
A
573
A
@ A @ater$tico
0 A 0ão @ater$tico% A %reia
%B A %renoso
B A %rgiloso
!B A !iltoso
1. SOLOS
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
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CLASSIFICAÇÃO MCT
C*+E - . olos de comportamento nãolater&tico
* . olos de comportamentolater&tico
/023 -++reias -+4+renosos -4iltosos -/4+rgilosos *++reias *+4+renosos */4+rgilosos/0+-*35E06+ 726C+
(56-E0+6) (1)
areias,areiassiltosas,siltes
(8)
areiassiltosas,areias
argilosas
siltessiltes
arenososargilosos
(9, m)
argilas,argilas
arenosas esiltosas
areiascom
poucaargila
areiasargilosas,
argilasarenosas
argilas,argilas
arenosas
Capacidade
de
56-6 C:0sem
imersão
(;)
muito alto < =>alto 1% . =>médio ? – 1%
baixo @ ?
alto amédio
alto médio aalto
alto alto alto amuito alto
alto
uporte (%) 2erda desuporte por imersão (;)
alta < A>média ?>.A>baixa @ ?>
médiaa baixa baixa alta alta baixa baixa baixa
Expansão (;) (%) alta < =média >,B – =
baixa baixa alta alta amédia
baixa baixa baixa
Contração (;) (%) média >,B – =baixa @ >,B
baixa .média
baixa amédia
média alta amédia
baixa baixa amédia
média aalta
2ermeabilidadelog9 (cms) (%)
alta < (.=)média (.=)a(.D)baixa @ (.D)
médiaa
altabaixa
médiaa
baixa
baixaa
média
médiaa
baixabaixa baixa
2lasticidade(;)
altamédiabaixa
62< =>A . =>@ A
*< A>
=> . A>@ =>
baixaa -2
média a-2
média aalta
alta -2 abaixa
baixa amédia
média aalta
203206E+E 726C+ 3 /023 3 3*3(1) 8 F 8uart'o, m F micas, 9 F caulinitas(%) corpos de pro!a compactados na umidade #tima da energia normal, com sobrecarga padrão 8uandopertinente, sem fração retida na peneira de %mm de abertura
C*+E - . olos de comportamento nãolater&tico
* . olos de comportamentolater&tico
/023 -++reias -+4+renosos -4iltosos -/4+rgilosos *++reias *+4+renosos */4+rgilosos/0+-*35E06+ 726C+
(56-E0+6) (1)
areias,areiassiltosas,siltes
(8)
areiassiltosas,areias
argilosas
siltessiltes
arenososargilosos
(9, m)
argilas,argilas
arenosas esiltosas
areiascom
poucaargila
areiasargilosas,
argilasarenosas
argilas,argilas
arenosas
Capacidade
de
56-6 C:0sem
imersão
(;)
muito alto < =>alto 1% . =>médio ? – 1%
baixo @ ?
alto amédio
alto médio aalto
alto alto alto amuito alto
alto
uporte (%) 2erda desuporte por imersão (;)
alta < A>média ?>.A>baixa @ ?>
médiaa baixa baixa alta alta baixa baixa baixa
Expansão (;) (%) alta < =média >,B – =
baixa baixa alta alta amédia
baixa baixa baixa
Contração (;) (%) média >,B – =baixa @ >,B
baixa .média
baixa amédia
média alta amédia
baixa baixa amédia
média aalta
2ermeabilidadelog9 (cms) (%)
alta < (.=)média (.=)a(.D)baixa @ (.D)
médiaa
altabaixa
médiaa
baixa
baixaa
média
médiaa
baixabaixa baixa
2lasticidade(;)
altamédiabaixa
62< =>A . =>@ A
*< A>
=> . A>@ =>
baixaa -2
média a-2
média aalta
alta -2 abaixa
baixa amédia
média aalta
203206E+E 726C+ 3 /023 3 3*3(1) 8 F 8uart'o, m F micas, 9 F caulinitas(%) corpos de pro!a compactados na umidade #tima da energia normal, com sobrecarga padrão 8uandopertinente, sem fração retida na peneira de %mm de abertura
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COMPACTAÇÃO DEFI6IÇÃO Aço (ec:#ica
"o& (eio da +*al se i("He ao
solo *(a &ed*ço de se* #dicede va,ios 0vs.
Si(ila&idade co( Ade#sa(e#to
+*a#to J &ed*ço de va,ios
Solo
K$*a
A&
Solo
K$*a
A&
%ntes daCompactaão
%pDs aCompactaão
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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Dife&e#ça do "&ocesso de Ade#sa(e#to – +*a#to ao (eio• ade#sa(e#to 77? e-"*lso de )$*a• co("actaço 77? e-"*lso de a&
– +*a#to ao te("o• ade#sa(e#to 77? le#to• co("actaço 77? &)"ido
Efeito da co("actaço –
(el%o&ia das "&o"&iedades (ec:#icas e%id&)*licas do solo d 0ef f*#ço 0ti"o de solo! ti"o de co("actaço!
e#e&$ia a"licada! estado i#icial do solo
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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Ti"os de co("actaço – Est)tica
• co("&esso 0&olo liso
• a(assa(e#to 0&olo "' de ca&#ei&o
– Di#:(ica
• i("acto
• vib&atG&ia
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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TEO2IA DA COMPACTAÇÃO
P&octo&! 1B Co("actaço! *(a f*#ço de N va&i)veis
– "eso es"ecfico a"a&e#te seco! d – teo& de *(idade! ;
– e#e&$ia 0i#cl*i#do ('todo de co("actaço e # de"assadas
– ti"o de solo 0$&adaço! (i#e&alo$ia! +*(ica
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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2elaço 0 - ; co(o ela va&ia
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2elaço d 0 d - ;! co(o ela va&ia
– 2a(o seco 9 Co( o a*(e#to de ; a s*cço di(i#*i eo* al*b&ificaço e#t&e os $&os a*(e#ta! co( isso
τ
di(i#*i"e&(iti#do a co("actaço e co#se+e#te a*(e#to de d
– 2a(o Q(ido 9 Co#ti#*a#do o a*(e#to de ;! co( a ocl*so dafase a& $e&a7se "&esso #e*t&a "ositiva! di(i#*i#do a e#e&$iaefetiva de co("actaço e! "o&ta#to! d
R Ã
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I6FL/R6CIA DA E6E25IA DE COMPACTAÇÃO
@in+a tima
@in+a de !aturaão
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I6FL/R6CIA DA E6E25IA
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I6FL/R6CIA DO TIPO DE SOLO
Labo&atG&io
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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P2OP2IEDADES DO SOLO COMPACTADO
Pe&(eabilidade
• e a#isot&o"ia de ' f*#ço de 0;! d
• (#
≈ ;Gt
0$e&al(e#te
Co("&essibilidade 7 f*#ço do #vel de te#sHes
• f*#ço do #vel de te#sHes e de 0;! d
- solos co("actados #o &a(o Q(ido so (aisco("&essveis +*e os co("actados #o &a(o seco
- solos co("actados co( (e#o& e#e&$ia so (ais
co("&essveis
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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2esist#cia &e$&a $e&al
7 as a(ost&as co("actadas #o &a(o seco t(&esist#cias s*"e&io&es J+*elas co("actadas #o &a(oQ(ido
7 a &esist#cia #o &a(o Q(ido sof&e i#fl*#cia do
('todo de co("actaço devido Js dife&e#ças deest&*t*&a i#d*,idas "o& esses ('todos.
P2OP2IEDADES DO SOLO COMPACTADO
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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1*,0
1*,5
13,0
13,514,0
14,5
15,0
15,5
16,016,5
17,0
16 17 1 18 *0 *1 ** *3 *4 *5 *6 *7 * *8 30 (;)
d
( 9 - C m = )
Fi$*&a 7 C*&vas de sat*&aço
wS
S
sw
W s
d
....γ γ
γ γ γ +
=
C/2A DE SAT/2AÇÃO
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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EST2/T/2A DOS SOLOS
COMPACTADOS 2a(o seco
"o*ca )$*a! "&edo(i#:#cia defo&ças de at&aço 77? est&*t*&afloc*lada
2a(o Q(ido
(*ita )$*a! "&edo(i#:#cia defo&ças de &e"*lso 77? est&*t*&adis"e&sa 0o&ie#tada
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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EST2/T/2A DO SOLO COMPACTADO
6-G*H-C6+ + +0+IJ3
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6-G*H-C6+ + +0+IJ3
0i
d
i ot f
0i4
0f4
0f
0
F 1>>;
Fi$*&a . I#fl*#cia da sat*&aço #o solo co("actado
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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@6DICE DE S/PO2TE CALIFU26IA 0C32 5e#e&alidades
– e#saio base de ('todo de di(e#sio#a(e#to de"avi(e#tos &odovi)&ios
– o&i$e( E/A! 1BB! E#$o. Po&te& – i#t&od*,ido #o 3&asil "elo E#$ M*&ilo Lo"es 0dec.
>
P&i#c"io – P&oc*&a7se obte& *( #Q(e&o 0C32 +*e e-"&essa a
&elaço e#t&e a &esist#cia a "e#et&aço de *( "istode di:(et&o defi#ido #o solo e( est*do e e( *(
(ate&ial "ad&o! #o caso a b&ita.
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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@6DICE DE S/PO2TE CALIFU26IA 0C32
Co#siste #a dete&(i#aço da &elaço e#t&e a "&esso#ecess)&ia "a&a "&od*,i& *(a "e#et&aço de *( "isto
#*( co&"o7de7"&ova co("actado e a "&esso #ecess)&ia"a&a "&od*,i& a (es(a "e#et&aço #*(a b&ita"ad&o#i,ada..
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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O3VETIOS
– Obte& as co#diçHes es"ecificadas "a&a o ca("o 0 d! ; – Obte& *( (ate&ial c*jo co("o&ta(e#to ' o desejado
• 2esist#cia• Co("&essibilidade Defo&(abilidade• Pe&(eabilidade
• I#c%a(e#to co#t&aço
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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IMPO2TA6TE Pa&a +*e o co("o&ta(e#to seja o desejado ' #ecess)&io
+*e
– #o ca("o o (ate&ial seja se(el%a#te ao do labo&atG&io8 – A *(idade de co("actaço seja a "&evista8 – O ti"o de co("actaço e a e#e&$ia seja se(el%a#te a de
labo&atG&io.
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
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EW/IPAME6TOSDE
COMPACTAÇÃO
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• 1olo pé de carneiro
• patas longas
• compactaão de >aixo para cima
• desnecess#rio preparar superf$cie para nova camada• Cilindros ocos com lastros de areia ou #gua
permite regular pressão6
• >aixa velocidade --F >aixa produtividade• sempre "ue poss$vel são su>stitu$dos por outrose"uipamentos de maior produão
• ade"uados para solos coesivos
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• 1olos tipo GtampingHe de pneus
– são os mais utilizados atualmente
– patas curtas tronco cInicas GtampingH6
– compactaão de cima para >aixo
– press,es mais elevadas
– camadas de pe"uena espessura ' a J' cm6
– tratamento de superf$cie umidecimento e
gradeamento6
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• Kro>lemas na compactaão&
– solos muito argilosos• dificuldades de secagem
• dificuldades de +omogeneizaão
– solos muito Lmidos• formaão de G>orrac+udosH
• e"uipamento afunda
• empolamento lateral
• volta parcialmente M situaão inicial el#stico6
• estrutura é afetada
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– !olu,es para o caso de solos muito Lmidos
• aeraão nas #reas de empréstimo escarificaão egradeamento6
• drenagem 0% alto6 com valetas e trinc+eiras
• proteão de superf$cie lonas( camada asf#ltica(compactaão6
• secamento artificial secagem em usina6
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• !olos muito secos( são de dif$cil compactaão – correão de umidade
• irrigaão aspersão6 e gradeamento na praa• irrigaão na #rea de empréstimo• umedecimento por su>mersão
• /eve-se fazer o selamento da superf$cie para evitar oumedecimento por c+uva
• rolo liso ou de pneus• inclinaão da praa