EXEMPLO NUMÉRICO DA CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA MCT

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1 Exemplos Numéricos: Classificação Geotécnica MCT EXEMPLO NUMÉRICO DA CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA MCT Depois de selecionada a jazida e feita a coleta de solo devem ser realizados os ensaios de Compactação Mini-MCV e Perda de Massa por Imersão para se obter: Afundamentos dos CP s; Curvas de deformabilidade e compactação; Cálculo do Mini-MCV; Coeficientes c e d ; Massa específica aparente seca (MEAS); Parâmetro P i do solo; Índice de laterização e. 1. CÁLCULO DOS AFUNDAMENTOS (Δa N ) Durante o Ensaio de Compactação Mini-MCV medem-se as diferenças de alturas (afundamentos) de cada CP utilizando-se a seguinte equação: Δa n : diferença de altura ; Δa n = ( A F ) : Altura do corpo de prova correspondente aos números de golpes n ; A F : Altura final do corpo de prova. De forma a exemplificar a determinação dos afundamentos, estão apresentados na Tabela 1 os dados resultantes do Ensaio de Compactação Mini-MCV necessários para plotagem das curvas de deformabilidade. Para tanto, foram moldados 4 CP s com diferentes umidades de compactação (H c ). Neste exemplo, apresenta-se também a determinação da MEAS, necessária para traçar as curvas de compactação para determinação do coeficiente d. Note que para cada grupo de golpes (3, 6, 10...) é realizada a medida da altura do CP. Tabela 1 Dados de ensaios dos CP 1, CP 2, CP 3, CP 4 para obtenção das curvas de deformabilidade Nº Golpes (n) CP 1 H c = 18,5% CP 2 H c = 16,3% CP 3 H c = 14,8% CP 4 H c = 13,3% Δa n Δa n Δa n Δa n 3 52,9 5,6 56,4 10,9 6 48,1 0,8 52,6 7, ,1-0,2 49,4 3,9 54,9 11,0 61, ,3 0,0 45,6 0,1 50,3 6,4 56,9 40 A F=47,3 0,0 A F=45,5 0,0 46, ,4 1, ,9 0,0 100 A F=43,9 0,0 *Para o CP 4 foi determinado somente para os cálculos de MEAS Não Obtida

2 2. PLOTAGEM DA CURVA DE DEFORMABILIDADE A partir de Δa n e número de golpes (n), traçam-se as curvas de deformabilidade, conforme mostrado na Figura 1. Neste caso, as curvas dos CP s 3 e 4 não foram necessárias para o cálculo do coeficiente c pois, devido às suas baixas umidades, o trecho retilíneo destas não passam pelo Mini-MCV = 10 (Figura 1). No entanto, os valores de destes CP s ainda foram medidos a partir de n = 10, pois são necessários para a plotagem das curvas de compactação MEAS versus H c (Figura 2). 3. CÁLCULO DO MINI-MCV O Mini-MCV será determinado por meio do gráfico de deformabilidade. Para isso traçase uma linha correspondente a Δa n =2,00 mm para calcular o Mini-MCV. A expressão utilizada para cálculo é a seguinte: Mini-MCV = 10 log n n: número de golpes para Δa n = 2 mm (obtido da curva de deformabilidade). Por exemplo, para o CP 1 em que n = 5 tem-se: Mini-MCV = 10 log 5 Mini-MCV = 7,0 Desta forma, deverá ser calculado para os demais CP s. Na Tabela 2 estão apresentados os valores do Mini-MCV para cada curva de deformabilidade. Tabela 2 Dados para obtenção do coeficiente c CP H c [%] Golpes n Mini-MCV=10 log n CP 1 18, log 5 = 7,0 CP 2 16, log 13 = 11,1 CP 3 14, log 40 = 16,0 Os valores dos Mini-MCV serão posteriormente utilizados para traçar as curvas P i e A F versus Mini-MCV, indicadas nas Figuras 3 e CÁLCULO DO COEFICIENTE c Seguindo as inclinações das curvas de deformabilidade, interpola-se uma curva que passe pelo ponto de abscissa (n) igual a 10 e ordenada (Δa n ) igual a 2,0 mm. A partir do seu traçado determina-se o coeficiente c, que corresponde à razão da variação do afundamento pela variação do Mini-MCV da parte retilínea da curva de deformabilidade. Sendo:

3 Exemplos Numéricos: Classificação Geotécnica MCT Por exemplo, o valor de c para a família de curvas apresentadas na Figura 1, é calculado por: Figura 1 Curvas de deformabilidade (ou de Mini-MCV) para os três corpos de prova. 5. CÁLCULO DE MEAS A próxima etapa para classificar o solo é obter o coeficiente d através do ramo seco da curva de compactação Mini-MCV. Para tanto, deve-se inicialmente calcular o valor da MEAS para cada CP quando n = 10. Os valores das MEAS estão apresentados na Tabela 3 e foram calculados conforme o exemplo abaixo. Dados do CP 1 : Raio do CP 1 (R CP ) = 2,5 cm Área do CP 1 (A CP1 ) = π x R CP ²= 3,14 x 2,5² = 19,63 cm² Altura final do CP 1 para n = 10 golpes (A CP1 ) = 4,71 cm Volume do CP 1 para n = 10 golpes (V CP1 ) = A CP x h 1 = 19,63 x 4,71 = 92,46 cm³ Umidade de compactação (H c ) = 18,5 % Cálculo da massa seca do CP: M h : Massa úmida (utilizada para compactação dos CP s = 200g) (g); M s : Massa seca do CP (g); H c : Teor de umidade de compactação (%).

4 Para o CP 1, tem-se: Cálculo da MEAS MEAS: Massa específica aparente seca (kg/m³); M s : Massa seca do CP (g); V CP : Volume do CP (cm³). Portanto para CP 1, tem-se: Nº Golpes (n) Tabela 3 Valores de MEAS CP 1 H c = 18,5% CP 2 H c = 16,3% CP 3 H c = 14,8% CP 4 H c = 13,3% MEAS (Kg/m³) MEAS (Kg/cm³) MEAS (Kg/cm³) MEAS (Kg/m³) 3 52,9 56,4 6 48,1 52, , , , , , , , , A F=47, A F=45, , , , A F=43, PLOTAGEM DA CURVA DE COMPACTAÇÃO Com os valores apresentados na Tabela 3, traçam-se as curvas MEAS versus Hc para n = 10 e 20 golpes como como indicado no gráfico Figura 2. As unidades devem ser indicadas em kg/m³ para MEAS e em % para H c. 7. CÁLCULO DO COEFICIENTE d O coeficiente d é a razão da variação de MEAS pela variação da umidade de compactação do CP, obtido no ramo seco da curva de compactação para n = 10 golpes inclinação (Figura 2):

5 Exemplos Numéricos: Classificação Geotécnica MCT Figura 2 Curva de Compactação Mini-MCV Desta forma, o coeficiente d do solo estudado é calculado pela seguinte equação: 8. CÁLCULO DO PARÂMETRO P I Inicialmente deve-se determinar em qual Mini-MCV o P i do solo deve ser obtido. Para tanto, a partir das Tabelas 1 e 2, traça-se a reta versus Mini-MCV e no Mini- MCV = 10 obtém-se o valor de correspondente, conforme mostrado na Figura 3. Figura 3 Gráfico Mini-MCV versus A F Desta forma, = 46mm. O Mini-MCV utilizado para determinação do P i é obtido através do seguinte critério:

6 Se a altura for menor a 48 mm (indicando solo com alta densidade), o P i é determinado para o Mini-MCV = 15. Se altura maior que 48 mm (indicando solo com baixa densidade), o P i é determinado para Mini-MCV = 10. Sendo < 48 mm (Figura 3), portanto, o P i do solo em questão é determinado para Mini-MCV = 15. O próximo passo é plotar a curva P i versus Mini-MCV, para tanto deve-se primeiramente calcular o parâmetro P i de cada CP ensaiado em diferentes umidades utilizando a expressão a seguir: P i : Perda de massa por imersão (%); M i : Massa seca desprendida (g); M s : Massa seca do CP, logo após sua compactação (g); L CP : Altura final do CP, logo após sua compactação (g); L f : Altura do CP fora do molde ; F c : Fator de correção. Os valores dos P i s para todos os CP s estão apresentados na Tabela 4, conforme o exemplo indicado a seguir: Dados do CP 1 : M i = 53,52 g (valor obtido no ensaio de perda de massa por imersão); M s = 168,77 g L CP = 47,30 mm; L f = 10 mm; F c = 1 Substituindo os valores na expressão de P i, tem-se para o CP 1 : Tabela 4 Valores do P i para CP 1, CP 2 e CP 3 CP Mini-MCV H c (%) M i (g) M s (g) P i (%) CP 1 7,0 18,5 53,52 168, CP 2 11,1 16,3 35,53 171,97 94 CP 3 16,0 14, ,22 0

7 Exemplos Numéricos: Classificação Geotécnica MCT Com os valores de P i e Mini-MCV apresentados na Tabela 4, traça-se a curva P i versus Mini-MCV em escala linear, conforme mostrado na Figura 4 e determina-se o valor de P i representativo do solo estudado, lembrando que neste caso o P i é determinado para o Mini-MCV = 15. Figura 4 Gráfico P i versus Mini-MCV. Portanto o P i desse solo utilizado para classificação MCT é P i = 20% 9. CÁLCULO DO ÍNDICE DE LATERIZAÇÃO e Com os valores de d = (100kg/m³)/% e P i = 20% calcula-se o índice de laterização (e ) pela expressão abaixo: Para a conclusão da Classificação MCT do solo ensaiado, os valores de c = 1,35 (Figura 1) e e = 0,74 devem ser lançados no Gráfico Classificatório conforme indicado na Figura 5. Figura 5 Gráfico Classificatório da MCT

8 Desta forma, pela posição no gráfico classificatório da MCT, o solo estudado pertence: Classe L: Solo de comportamento Laterítico. Grupo LA : Solo de comportamento Laterítico Arenoso. A estimativa de suas propriedades e seus valores numéricos estão indicadas nas Tabelas 5 e 6. Tabela 5 Dados gerais dos grupos de solos da Classificação MCT e suas propriedades Tabela 6 Valores numéricos das propriedades dos solos

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