Resumo. Abstract. Universidade Presbiteriana Mackenzie. Leandro de Aquino Leão (IC) e Rita Moura Fortes (Orientadora) Apoio: PIVIC Mackenzie

Documentos relacionados
PROPRIEDADES MECÂNICAS E CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS/ 3. mensurar os deslocamentos recuperáveis nos pavimentos, denominados de

Objetivo. Material de apoio. Curso básico de mecânica dos solos (Carlos Souza Pinto, Oficina de Textos, 2006); Sumário

AULA 4: CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS. MECÂNICA DOS SOLOS Prof. Augusto Montor

ANÁLISE DE SOLO COMPACTADO COM RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO 1 ANALYSIS COMPACTED SOIL WITH CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE

TC-033 LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS

Disciplina: Mecânica dos Solos e Fundações

Profa. Dra. Lizandra Nogami

CAPÍTULO 3 MATERIAIS E MÉTODOS

ESTABILIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA DE REJEITOS DE MINÉRIO DE FERRO PARA UTILIZAÇÃO EM PAVIMENTAÇÃO

CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA: CARACTERIZAÇÃO DO SOLO DO BAIRRO VILA ISABEL NO MUNICÍPIO DE ITAJUBÁ MG

Influência do Procedimento de Mistura da Cal Hidratada ao Solo no Comportamento do Solo Estabilizado para Fins de Pavimentação Rodoviária

7. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS ROCHAS ALTERADAS/SOLOS

2. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

SOLO COMPACTADO COM RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO COMPACTED SOIL WITH CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESTUDO DA MISTURA IDEAL DE SOLO ARGILOSO LATERÍTICO DO NOROESTE DO RIO GRANDE DO SUL E AREIA PARA USO EM PAVIMENTOS ECONÔMICOS 1

7 Ensaios de laboratório

ESTUDO DA CURVA CARACTERÍSTICA DE SOLOS COMPACTADOS

APROVEITAMENTO DA AREIA DE FUNDIÇÃO NA PRODUÇÃO DE TIJOLOS

3. ESTUDOS GEOTÉCNICOS PARA PAVIMENTAÇÃO

Análise Experimental de Solos Característicos do Distrito Federal Estabilizados com Cal

NOÇÕES DE SOLO. Rita Moura Fortes

Caracterização Física do Solo da Cidade de Palmeira dos Índios - AL

Laboratório de Mecânica dos Solos. Primeiro Semestre de 2017

CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS DA REGIÃO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL PELA METODOLOGIA MCT EXPEDITA 1

Materiais de Insumo para Pavimentação

MECÂNICA DOS SOLOS PROF. AUGUSTO MONTOR LISTA DE EXERCÍCIOS 1

CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA MCT

Caracterização de Solos Lateríticos para Utilização em Pavimentos de Baixo Custo na Cidade de Canindé/CE

ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS COM UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS DE ROCHAS CALCÁRIAS PARA USO EM CAMADAS DE PAVIMENTOS

Compacidade das areias e Limites de Atterberg

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL. Profª Aline Cristina Souza dos Santos

ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO SOLO DE RCD DA REGIÃO NOROESTE DO RS 1 TESTS OF CHARACTERIZATION OF RCD SOIL IN THE NORTHWEST REGION OF RS

que para solos não lateríticos, uma vez que os primeiros têm menor capacidade de adsorção do corante que os últimos.

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA CAMPUS MONTEIRO CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES (INTEGRADO)

Compactação dos Solos. Fernando A. M. Marinho 2012

Comparação dos Resultados Obtidos Através do Ensaio Mini- CBR de Laboratório com os Resultados Obtidos Através do Mini- CBR de Campo

REAPROVEITAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE RCD PARA REFORÇO DE SOLO COM ADIÇÃO DE FIBRAS

Caderno de questões. Processo seletivo de ingresso para o 1º. Semestre de 2018 CONHECIMENTOS ESPECIFICOS GEOTECNIA Mestrado e Doutorado

Estudo da Deformação Permanente de Alguns Solos Argilosos Lateríticos Visando o Uso em Pavimentos de Baixo Volume de Tráfego

Determinação das Propriedades Geotécnicas dos Sedimentos Eólicos da Cidade de Natal-RN

Mecânica dos Solos TC 035

Notas de aula prática de Mecânica dos Solos I (parte 10)

CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS DA REGIÃO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL PELA METODOLOGIA MCT 1

APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA

Disciplina: Mecânica dos Solos e Fundações Compacidade das Areias, Consistência das Argilas e Classificação dos Solos

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL

Parâmetros de resistência ao cisalhamento e de permeabilidade de solos pertencentes ao grupo Itararé (Bacia do Paraná)

Estudo Experimental de Misturas Areia-Cinza de Carvão Mineral com e sem Adição de Cal para Aplicação em Obras Geotécnicas

RELAÇÃO ENTRE O TEOR DE LETA E PARÂMETROS DE COMPACTAÇÃO EM MISTURAS COM SOLO SILTOSO DA REGIÃO DE SANTA MARIA-RS

4 Resultados e Análises

Solo-cimento UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL. SNP38D53 Técnicas de Melhoramento de Solos

CARACTERIZAÇÃO GOTÉCNICA DE SOLOS PARA SUBSÍDIO AO PROJETO DE BARRAGEM DE TERRA

Mecânica dos Solos TC 035

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA UniCEUB Faculdade de Tecnologia e Ciências Sociais Aplicadas FATECS PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

4 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E MINERALÓGICA

3 Aspectos Geológicos e Geotécnicos

Solos tropicais propriedades geotécnicas e geoambientais. Maria Eugenia Gimenez Boscov

EFEITOS DA ADIÇÃO DE CONCRETO ASFÁLTICO FRESADO NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE SOLOS

Composição dos Solos

6 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

CLASSIFICACÃO E IDENTIFICACÃO DOS SOLOS

5 Ensaios de Resistência

Compactação dos Solos

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS

8 Investigação Experimental: Resistência à Compressão e Tração

6.2 MELHORAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS DE GRANULOMETRIA E PLASTICIDADE

ESTUDO DA CAPACIDADE DE CARGA E RECALQUE DE SOLO RESIDUAL DA CIDADE DE PALMEIRA DAS MISSÕES

Determinação dos parâmetros de interação mecânica de interfaces de resíduos de mineração com geossintéticos

CONTRAÇÃO AXIAL ENSAIO DE CONTRAÇÃO AXIAL OBJETIVO DO ENSAIO DEFINIÇÕES E CONVENÇÕES APARELHAGEM

4 Resultados e Discussões

Valores Típicos para Módulos de Resiliência de Solos Lateríticos Argilosos da Zona da Mata de Minas Gerais

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Capítulo 3 - COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO DOS SOLOS

4 Caracterização Física, Química, Mineralógica e Hidráulica

Roberta Bomfim Boszczowski e Laryssa Petry Ligocki. Características Geotécnicas dos Solos Residuais de Curitiba e RMC

Figura 01 - Perfil esquemático de ocorrência de solos em ambiente tropical

ENSAIO DE PERDA DE MASSA POR IMERSÃO

Anuário do Instituto de Geociências - UFRJ

INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA DE LABORATÓRIO NO PROJETO DA BARRAGEM JOÃO GOMES

CARACTERIZAÇÃO E REAPROVEITAMENTO DO RCD COM ADIÇÃO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO PARA REFORÇO DE SOLO

6 Análise Método Clássico

Capítulo 5 - METODOLOGIA E PROGRAMA DE ENSAIOS

COMPACTAÇÃO 05/04/ COMPACTAÇÃO PRINCÍPIOS GERAIS TC-033 LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS AULA 3. Prof. Caroline Tomazoni

MECÂNICA DOS SOLOS I (TEC00259) O sistema água-argilomineral Propriedades dos Solos. Prof. Manoel Isidro de Miranda Neto Eng.

ESTUDO DE SOLOS ARENOSOS FINOS LATERÍTICOS DO NOROESTE DO RIO GRANDE DO SUL PARA EMPREGO EM PAVIMENTOS ECONÔMICOS 1

Variabilidade dos Parâmetros de Deformabilidade do Solo da Cidade de Londrina/PR

LABORATÓRIO de MECÂNICA dos SOLOS - Noções de Resistência à Compressão - Ensaio de Compressão Simples e Diametral

Universidade Tecnológica Federal do Paraná. CC54Z - Hidrologia. Infiltração e água no solo. Prof. Fernando Andrade Curitiba, 2014

Mecânica dos Solos TC 035

ESTUDO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO NA INTERFACE GEOTÊXTIL NÃO TECIDO - SOLO ARGILOSO

Evento: XXV SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

INFLUÊNCIA DA IDADE DE CURA NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE BLOCOS SOLO-CAL

PROPRIEDADES MECÂNICAS DO RESÍDUO DE BRITAGEM DE ROCHA CALCÁRIA EMPREGADO COMO MATERIAL DE PREENCHIMENTO DE ATERRO LUIZ PHILIPE CARVALHO DE SOUSA

4 Resultados dos Ensaios

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DO SOLO UTILIZADO EM CAMADAS DE COBERTURA NO ATERRO SANITÁRIO DE CAUCAIA-CEARÁ

Notas de aula prática de Mecânica dos Solos II (parte 10)

P L A N O D E C U R S O. Objetivos Gerais: Estudar o solo como material de construção e como material para estruturas.

AVALIAÇÃO DO SUBLEITO DE RODOVIAS VICINAIS DE BAIXO VOLUME DE TRÁFEGO POR MEIO DE ENSAIOS GEOTÉCNICOS 1

Transcrição:

Universidade Presbiteriana Mackenzie ESTUDO DA VARIABILIDADE DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE ALGUNS SOLOS CLASSIFICADOS SEGUNDO A MCT (MINIATURA, COMPACTADO, TROPICAL) PARA DOIS NÍVEIS DE ENERGIA: NORMAL E INTERMEDIÁRIA Leandro de Aquino Leão (IC) e Rita Moura Fortes (Orientadora) Apoio: PIVIC Mackenzie Resumo A construção de barragens é muito onerosa, o investimento necessário para a construção de uma obra para essa finalidade é muito elevado, havendo diversos estudos para viabilizar o empreendimento, inclusive um que consiste na definição dos solos a serem utilizados nos taludes de aterro. Este trabalho trata da variabilidade da resistência ao cisalhamento de alguns solos classificados segundo a MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) para dois níveis de energia: normal e intermediária. A resistência ao cisalhamento de um solo é o fator preponderante para a estabilidade de um aterro, visto que a ruptura desse aterro quase sempre ocorre quando o solo é submetido a tensões cisalhantes que ultrapassem a resistência ao cisalhamento do solo. A resistência ao cisalhamento de um solo compactado está diretamente ligada à energia utilizada na compactação e ao teor de umidade deste solo, sendo fundamental para a construção de um talude de aterro o conhecimento de qual energia de compactação é necessária para obtenção da resistência ao cisalhamento que atende aos critérios de projeto. Este trabalho apresenta as energias de compactação e os teores de umidade para alguns solos classificados segundo a MCT para dois níveis de energia: normal e intermediária e a resistência ao cisalhamento de cada um desses solos, obtida através do ensaio de cisalhamento direto. Palavras-chave: resistência ao cisalhamento, MCT (miniatura, compactado, tropical), compactação Abstract The construction of dams is very expensive, the investment required to build a work for this purpose is very high, with several studies to enable the enterprise, including one that is the definition of land use in the landfill slopes. This work deals with the variability of shear strength of some soils classified according to the MCT (Miniature, Compacted, Tropical) for two power levels: normal and intermediate. The shear strength of a soil is the main factor for the stability of a landfill, since the breakdown of landfill almost always occurs when the soil is subjected to shear stresses exceeding the shear strength of soil. The shear strength of a compacted soil is directly related to the energy used in compression and the moisture content of soil, is central to the construction of an embankment slope of the knowledge which compaction is necessary to obtain the shear strength that meets the design criteria. This work presents the compaction and moisture content for some soils classified according to the MCT for two power levels: normal, intermediate and shear strength of each of these soils, obtained from direct shear test. Key-words: shear strength, MCT (miniature, compacted, tropical), compression 1

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 1. INTRODUÇÃO O Brasil apesar de possuir um dos maiores conjuntos de bacias hidrográficas do mundo e sendo sua principal fonte de energia a hidrelétrica, muito sofreu no período de junho de 2001 a fevereiro de 2002, quando ocorreu o racionamento de energia, segundo Bardelin (2004) ocorrido porque o crescimento do parque gerador brasileiro não acompanhou adequadamente o aumento no consumo de energia elétrica. O aumento do consumo de energia elétrica que é uma realidade no nosso país, alerta para a necessidade da construção de novas hidrelétricas, o que pode ser agravado também com a possibilidade de falta de chuvas, que podem provocar o esgotamento dos reservatórios de água das usinas hidrelétricas existentes, prejudicando sobremaneira o crescimento econômico e o bem estar da população, pois não existe crescimento sustentável na ausência de água e energia. Dessa maneira salienta-se a importância da reservação de água, que represa a água nos períodos de chuva evitando que a mesma não falte nos períodos de seca, buscando assim o abastecimento contínuo à população. Por outro lado, verifica-se a necessidade de estudo e previsão de construções de novas usinas, manutenção, e possivelmente, construção de novos reservatórios, o que diretamente indica construção de barragens. A construção de barragens para a reserva de água, com a finalidade de suprir as necessidades do homem, como observado por Cruz (1996) é tão antiga quanto a sua história. Após o aparecimento da Mecânica dos Solos no início do século passado, passou-se a ter sustentação teórica para a execução de diversas obras, inclusive como destacado por Teixeira (1997) para a condução dos trabalhos exigidos na execução do aterro de uma barragem, incluindo-se a possibilidade de controle do material a ser utilizado na compactação. Por o Brasil ser um país de clima tropical apresenta dentre os tipos de solos, os solos denominados como solos tropicais, que apresentam propriedades e comportamentos diferentes de solos não tropicais em decorrência de processos geológicos e/ ou pedológicos, comuns em regiões de clima tropical úmido Committee on Tropical Soils of ISSMFE (1985). A resistência ao cisalhamento dos solos é fortemente influenciada pelo nível de energia a ser utilizada na compactação e pelo tipo de solo a ser compactado. Alguns solos apresentam um ganho significativo quando se altera a energia da compactação de normal para intermediária, entretanto outros solos obtêm uma resistência próxima a sua máxima com a compactação na energia normal, não obtendo ganhos significativos com a compactação na energia intermediária. 2

Universidade Presbiteriana Mackenzie Com base nessa problemática, objetiva-se avaliar a variabilidade da resistência ao cisalhamento de alguns solos classificados segundo a MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) para dois níveis de energia: normal e intermediária. 2. REFERENCIAL TEÓRICO 2.1. SOLOS TROPICAIS Os solos tropicais apresentam algumas peculiaridades que são de grande importância para os estudos geotécnicos, como sua ocorrência, suas propriedades físicas e mecânicas, de acordo com Futai (1999) e com Nogami e Villibor (1995) os solos tropicais podem ser divididos em duas grandes classes, àqueles encontrados mais superficialmente, denominados solos lateríticos e os que resultam da decomposição e/ou desagregação in situ de rocha, denominados solos saprolíticos. Ao se tratar da classificação de solos tropicais, a natureza das frações de argila e areia de solos de regiões tropicais possuem diferenças em relação às de regiões temperadas, segundo Fortes et al. (1999) essas diferenças representam uma das principais razões que limitam as classificações geotécnicas dos solos tropicais, uma vez que as classificações mais comumente utilizadas foram desenvolvidas para solos de clima temperado. Em função dessas limitações Nogami e Villibor (1981 e 1985) desenvolveram a metodologia MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) que é própria para uso em solos tropicais usada na classificação e determinação das propriedades físicas e hidráulicas de solos tropicais compactados. 2.2. CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS Os solos tropicais se caracterizam por uma série de peculiaridades, que levam a dividi-lo em duas grandes classes, solos lateríticos e solos saprolíticos. O trabalho publicado por Cozzolino e Nogami (1995) apresenta uma boa caracterização dos solos tropicais, segundo o qual os solos lateríticos se caracterizam basicamente pela cor, predominantemente vermelho e amarelo, espessuras variadas, geralmente da ordem de dois a dez metros, apresentam grãos muito resistentes mecânica e quimicamente, na fração areia e pedregulho, e elevada porcentagem de partículas constituídas de hidróxidos e óxidos de ferro e alumínio, na fração argila, grãos mais finos agregados, podendo-se visualizar, na natureza, grande volume de vazios que em grande parte estão preenchidos por ar, justificando a baixa massa específica e elevada permeabilidade. 3

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 Entretanto, conforme destacado por Pinto (2002), quando os solos lateríticos são compactados, ganham capacidade de suporte, e não apresentam expansão na presença de água, sendo por isso muito utilizados em aterros e em obras rodoviárias. Os solos saprolíticos são encontrados abaixo do perfil laterítico ou a outros tipos de solos, apresentando espessuras muito variadas, normalmente superiores a 10 metros, sua coloração depende da sua rocha matriz, por isso apresenta uma coloração bem variegada, segundo Nogami e Villibor (1995) já foi designado como sendo solo de alteração de rocha, podendo-se confundir visualmente com uma rocha alterada, é de uma forma geral um solo muito heterogêneo, o que dificulta uma caracterização geral. 2.3. METODOLOGIA MCT A metodologia MCT permite a determinação das propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos e classifica os solos tropicais em duas grandes classes, com comportamentos distintos, os solos de comportamento laterítico (L) e os solos de comportamento não laterítico (N). As quais são subdivididas em 7 grupos: - LG : argilas lateríticas e argilas lateríticas arenosas; - LA : areias argilosas lateríticas; - LA: areias com pouca argila laterítica; - NG : argilas, argilas siltosas e argilas arenosas não lateríticas; - NS : siltes cauliníticos e micáceos, siltes arenosos e siltes argilosos não lateríticos; - NA : areias siltosas e areias argilosas não lateríticas; - NA: areias siltosas com siltes quartzosos e siltes argilosos não lateríticos. Os ensaios da metodologia MCT envolvem diversos ensaios, dentre os quais estão os ensaios de compactação Mini-MCV, mini-cbr, perda por imersão, permeabilidade e infiltração. Os ensaios são realizados com miniaturização da aparelhagem, segundo Cozzolino e Nogami (1993) isso se deve aos custos de realização dos ensaios, pois se fossem usadas as aparelhagens tradicionais, os custos seriam muito elevados. 2.4. ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO O ensaio de cisalhamento direto foi desenvolvido basicamente para a determinação da resistência ao corte de um corpo de prova de solo, de forma prismática e seção quadrada ou circular e de pequena espessura. 4

Universidade Presbiteriana Mackenzie Os resultados obtidos devem ser analisados com cuidado, como visto em Das, (2007) o plano de corte pode não representar o plano mais fraco e a distribuição da resistência ao cisalhamento do corpo de prova não é uniforme. Apesar das limitações, o ensaio de cisalhamento direto se torna uma opção adequada a alguns casos por sua simplicidade de execução e pelo custo mais baixo em relação a outros ensaios, como o ensaio de compressão triaxial. 2.5. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS A compactação dos solos é utilizada em diversas obras de engenharia, como também na construção de barragens de terra, com o objetivo de promover adaptações em suas características físicas e estruturais, conforme apontado por Aguiar (2010), sendo que nem sempre se consegue com a compactação uma resistência melhor do que encontrada em solos naturais encontrados na jazida. A compactação dos solos é afetada pelo teor de umidade, que influencia significativamente o grau de compactação alcançado por determinado solo, pelo tipo de solo e pela energia utilizada na compactação. Um mesmo solo, quando compactado com energias diferentes, apresentará valores de peso específico aparente seco máximo maiores para valores crescentes dessa energia. A figura 1 apresenta uma curva de compactação típica para valores crescentes de energia. Figura 1 Curvas típicas de compactação de um mesmo solo compactado com energias diferentes Fonte: Pinto (2002) 3. MÉTODO 3.1. GENERALIDADES O desenvolvimento do presente estudo baseou-se na obtenção da variabilidade da resistência ao cisalhamento para amostras de solo tropical classificadas pela metodologia MCT para dois níveis de energia normal e intermediária, utilizando-se para tal de: 5

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 - pesquisa teórica que teve como objetivo identificar os aspectos concernentes aos benefícios da compactação sob o ponto de vista técnico, visando à melhora da resistência ao cisalhamento. - parte experimental que consistiu na classificação dos solos pela metodologia MCT, compactação das amostras utilizando energia normal e energia intermediária e ensaios de cisalhamento direto. Para a parte experimental contou-se com o apoio do laboratório LENC ENGENHARIA E CONSULTORIA, que contribuiu com está pesquisa fornecendo as amostras de solo compactadas nas energias normal e intermediária e as classificando através da metodologia MCT. Os ensaios de cisalhamento direto foram realizados por este autor no laboratório de mecânica dos solos da Universidade Presbiteriana Mackenzie com o apoio de sua orientadora. 3.2. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS E COMPACTAÇÃO NAS ENERGIAS NORMAL E INTERMEDIÁRIA Os solos estudados foram caracterizados pelos métodos clássicos para caracterização geotécnica. Foram realizados ensaios de análise granulométrica segundo a norma NBR 7181/84 (Solo Análise granulométrica) e apresentada uma classificação segundo a norma NBR 6502/95 (Rochas e solos), para determinação dos limites de Atterberg, pelas normas NBR 6459/84 (Solo Determinação do limite de liquidez) e NBR 7184/84 (Solo Determinação do limite de plasticidade). Para a classificação dos solos tropicais foi utilizada a metodologia denominada MCT. Na sequência foram realizados os ensaios de compactação segundo a norma NBR 7182/86 (Solo Ensaio de compactação) para as energias normal e intermediária. Após a realização da compactação separou-se dois corpos de prova de cada amostra, compactados na energia normal e intermediária que resultaram na máxima específica seca máxima e umidade ótima para serem utilizados nos ensaios de cisalhamento direto. Todos os ensaios desse item foram realizados pela empresa LENC ENGENHARIA E CONSULTORIA. As figuras 2 a 4 mostram as amostras que foram selecionadas para o ensaio de cisalhamento direto: 6

Universidade Presbiteriana Mackenzie Figura 2 NG (energia normal e intermediária) Fonte: Própria Figura 3 NS (energia normal e intermediária) Fonte: Própria 3.3. CISALHAMENTO DIRETO Figura 4 NS (energia normal e intermediária) Fonte: Própria Os ensaios de cisalhamento foram programados com os corpos de prova compactados, foram realizados utilizando como referência a ASTM D3080-04 (Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions) tendo como objetivo conhecer a variabilidade da resistência ao cisalhamento dos solos frente a diferença das energias de compactação utilizadas nos corpos de prova. Os corpos de prova compactados foram cuidadosamente moldados com o uso de formas metálicas quadrangulares biseladas, as quais possuíam 5 cm de largura interna e 2 cm de altura, área de 25cm² e volume de 50 cm³ e com auxílio de lâminas, para serem colocados na prensa de cisalhamento direto. Buscou-se evitar alterações no estado do material devido à perda de umidade, de forma que os corpos de prova foram armazenados em câmara úmida envolvidos em plásticos. 7

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 No equipamento de cisalhamento direto, a tensão vertical é obtida com um sistema de pesos, que são posicionados na porção inferior de um conjunto de hastes. A prensa possui um motor elétrico que desloca a base de cisalhamento, de modo que sua metade superior reage contra um anel dinamométrico, medindo-se a força tangencial, o sistema é provido de um potenciômetro, que mantém constante a velocidade de deslocamento da célula durante o cisalhamento. O deslocamento horizontal é medido por um extensômetro, na base da célula e os deslocamentos verticais são monitorados também com um extensômetro, posicionado no topo do sistema de carregamento vertical. As células de cisalhamento envolveram o uso de placas metálicas ranhuradas e pedras porosas, tanto no topo como na base das amostras. Uma vez moldados, os corpos de prova eram transferidos para a célula de cisalhamento. As amostras foram cisalhadas sob carregamento normal de 100, 200 e 400 kpa, sob as mesmas condições da compactação. As figuras 5 a 8 mostram como foi à moldagem dos corpos de prova, o sistema de cisalhamento e o armazenamento em câmara úmida. Figura 5 moldagem dos corpos de prova Fonte: Própria Figura 6 sistema de cisalhamento Fonte: Própria 8

Universidade Presbiteriana Mackenzie Figura 7 detalhe dos extensometros Fonte: Própria Figura 8 armazenamento dos corpos de prova compactados em câmara úmida Fonte: Própria 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. CARACTERIZAÇÃO E COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Os solos estudados foram classificação pela metodologia MCT em NS, LG, NG. Os resultados da caracterização e compactação dos solos nas energias normal e intermediária são apresentados nas tabelas 1 e 2. Tabela 1 Caracterização geotécnica dos solos estudados Características/Propriedades SOLOS NS LG NG Pedregulho (%) 0,00 0,00 0,00 Areia grossa (%) 10,70 0,85 9,57 Areia média (%) 15,08 12,41 13,22 Areia fina (%) 17,00 30,23 15,72 Silte + Argila (%) 57,23 56,51 61,50 Limite de liquedez - LL (%) * 48,00 46,00 Limite de plasticidade LP (%) * 27,00 29,00 Índice de plasticidade IP (%) * 21,00 17,00 * Valores não fornecidos pelo laboratório. 9

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 Tabela 2 Compactação Proctor Normal e Intermediário Amostra (Compactação) Características Valores obtidos NS (Proctor Normal) Umidade média (%) 15,79 17,19 19,09 21,29 23,60 Peso esp. seco (kn/m³) 15,09 16,03 16,75 16,27 15,74 NS (Proctor Intermediário) Umidade média (%) 14,60 17,10 20,10 23,40 26,40 Peso esp. seco (kn/m³) 16,50 17,00 17,10 16,40 15,50 LG (Proctor Normal) Umidade média (%) 17,80 19,49 21,50 23,80 25,70 Peso esp. seco (kn/m³) 13,16 14,15 14,60 14,01 13,38 LG (Proctor Intermediário) Umidade média (%) 19,70 21,60 23,80 25,10 27,80 Peso esp. seco (kn/m³) 14,90 16,10 16,50 16,10 13,90 NG (Proctor Normal) Umidade média (%) 12,60 14,19 16,33 18,19 20,89 Peso esp. seco (kn/m³) 15,07 15,94 16,47 16,02 15,16 NG (Proctor Intermediário) Umidade média (%) 14,30 16,20 18,40 20,30 22,10 Peso esp. seco (kn/m³) 16,50 17,00 17,20 16,70 16,00 Através da tabela 2 é possível confirmar o aumento do peso específico das amostras na medida em que se eleva a energia de compactação, conforme descrito do item 2.5 e exemplificado na figura 1 e ainda verificar que a amostra LG apresentou o maior ganho de densidade com o aumento da energia de compactação, da ordem de 1,9 kn/m³ de aumento, comprovando uma das características dos solos lateríticos, que ganham capacidade de suporte quando compactados. Entretanto percebe-se que o teor de umidade ótimo aumentou para as amostras compactadas na energia intermediária, provavelmente devido à heterogeneidade do material, e pelas frações de lateritas presentes no solo. As figuras 9 a 11 apresentam a distribuição granulométrica dos solos estudados, enquanto que as figuras 12 a 14 apresentam as curvas de compactação dos solos estudados. Figura 9 - Distribuição granulométrica NS 10

Universidade Presbiteriana Mackenzie Figura 10 - Distribuição granulométrica LG Figura 11 - Distribuição granulométrica NG Figura 12 Curvas de compactação amostra LG 11

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 Figura 13 Curvas de compactação amostra NG Figura 14 Curvas de compactação amostra NS 4.2. RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO A resistência ao cisalhamento das amostras de solo, NS, LG e NG compactadas nas energias normal e intermediária foram avaliadas por ensaios de cisalhamento direto. As amostras foram cisalhadas sob carregamento normal de 100, 200 e 400 kpa e teores de umidade próximos à umidade ótima do ensaio de Proctor. A tabela 3 apresenta os resultados de resistência ao cisalhamento de pico (máximo) e resistência ao cisalhamento residual obtidos dos ensaios de cisalhamento direto. 12

Universidade Presbiteriana Mackenzie Tabela 3 Resultados dos ensaios de cisalhamento direto Amostras (Compactação) Resistências ao Valores obtidos Carregamento Normal (kpa) cisalhamento (kpa) 100,00 200,00 400,00 NS (Proctor Normal) Pico 66,00 102,80 195,60 Residual 46,80 97,20 182,80 NS (Proctor Intermediário) Pico 62,80 108,80 216,40 Residual 47,60 94,00 204,80 LG (Proctor Normal) Pico 113,20 228,00 263,20 Residual 64,80 130,40 241,20 LG (Proctor Intermediário) Pico 161,20 187,20 272,80 Residual 55,60 122,80 198,40 NG (Proctor Normal) Pico 100,40 126,80 225,60 Residual 56,40 106,00 205,60 NG (Proctor Intermediário) Pico 80,40 119,20 183,20 Residual 57,20 102,00 173,60 A partir dos resultados obtidos dos ensaios de cisalhamento foram elaborados os gráficos da tensão cisalhante e as envoltórias de resistência. As figuras 15 a 22 apresentam os gráficos elaborados. Figura 15 Curvas de tensão cisalhante x deslocamento amostra NS 13

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 Figura 16 Curvas de tensão cisalhante x deslocamento amostra LG Figura 17 Curvas de tensão cisalhante x deslocamento amostra NG Figura 18 Curvas de tensão cisalhante x deslocamento amostras compactadas na energia normal 14

Universidade Presbiteriana Mackenzie Figura 19 Curvas de tensão cisalhante x deslocamento amostras compactadas na energia intermediária Figura 20 Envoltória de resistência amostra NS Figura 21 Envoltória de resistência amostra LG 15

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 Figura 22 Envoltória de resistência amostra NG As envoltórias de resistência foram traçadas a partir dos valores das resistências de pico obtidos em cada ensaio. A equação para a linha média obtida a partir dos resultados experimentais é: τ f = σ' x tg(φ ) + c onde: τ f = resistência ao cisalhamento de pico σ' = tensão normal φ = ângulo de atrito efetivo c = coesão efetiva A partir dessas envoltórias determinaram-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento das amostras ensaiadas, apresentados na tabela 4. Tabela 4 Parâmetros de resistência ao cisalhamento Amostras (Compactação) c (kpa) φ ( ) NS (Proctor Normal) 9,00 23,41 NS (Proctor Intermediário) 22,20 27,28 LG (Proctor Normal) 95,60 24,40 LG (Proctor Intermediário) 118,40 20,81 NG (Proctor Normal) 51,00 23,18 NG (Proctor Intermediário) 43,20 19,51 Através da análise dos gráficos elaborados e dos parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos, verificou-se a influência do aumento do teor de umidade ótimo para os corpos de prova compactados na energia intermediária sobre a resistência ao cisalhamento dos solos. 16

Universidade Presbiteriana Mackenzie Sendo que o solo para energia intermediária o solo NG apresentou redução na resistência ao cisalhamento em todas tensões aplicadas, o solo NS praticamente não demonstrou variação de resistência embora tenha-se obtido ganho nos parâmetros de resistência determinados através da envoltória de resistência e o solo LG apresentou ganhos de resistência ao cisalhamento. 5. CONCLUSÃO Analisando os resultados pode-se fazer as seguintes conclusões quanto a variabilidade da resistência ao cisalhamento para as amostras de solos tropicais classificados pela MCT em LG, NS e NG, compactadas nas energias normal e intermediária: - a heterogeneidade do material contribui para o aumento do teor de umidade ótimo durante a compactação na energia intermediária, fator que conforme observado nos ensaios de cisalhamento direto interferiu com a variabilidade da resistência ao cisalhamento dos solos; - a amostra classificada em LG, embora o acréscimo de umidade, apresentou ganhos na resistência ao cisalhamento de pico ao elevar a energia de compactação de normal para intermediária, ressaltando o comportamento dos solos lateríticos que adquirem capacidade de suporte quando compactados; - as amostras de solo com comportamento não lateríticos, classificadas em NS e NG não apresentaram ganhos na resistência de cisalhamento, apresentando redução na resistência ao cisalhamento para amostra NG e não variando significativamente na amostra NS. Ressalta-se que o presente estudo não encerra o assunto tendo em vista sua complexidade. O estudo da resistência ao cisalhamento dos solos tropicais compactados exige que sejam ensaiadas uma quantidade maior de amostras e que sejam executados uma variedade maior de ensaios para analisar melhor todas as propriedades relacionadas à variabilidade da resistência ao cisalhamento. REFERÊNCIAS AGUIAR, L. A. de. Contribuições para a análise do comportamento mecânico de solos compactados para uso em barragens. 2010. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D3080: standard test method for direct shear test of soils under consolidated drained conditions. Estados Unidos, 2004. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: solo análise granulométrica. Rio de Janeiro, 1984. 17

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6502: rochas e solos. Rio de Janeiro, 1995. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: solo determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7184: solo determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 1984. BARDELIN, C.E.A. Os efeitos do racionamento de energia elétrica ocorrido no Brasil em 2001 e 2002 com ênfase no consumo de energia elétrica. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004. Committee on Tropical Soils of ISSMFE (1985). Peculiarities of geotechnical behaviour of tropical lateritic and saprolitic soils. Progress Report 1982/ 1985. Theme 3, Topic 3.1 Erosion. ABMS, São Paulo. COZZOLINO, V. M. N. & NOGAMI, J. S. Classificação MCT para solos tropicais. Solo e Rochas, vol. 16 (2), 77-91 São Paulo. 1993. CRUZ, P.T. 100 barragens brasileiras: casos históricos, materiais de construção, projeto. Oficina de Textos, 1996. DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. Tradução da 6. ed. americana. São Paulo: Ed. Thomson Learning, 2007. FORTES, R.M.; BASTOS FILHO, F.V.R.; DE SOUZA, C. D.; MERIGHI, J.V. "Um estudo do comportamento reológico de solos tropicais para fins rodoviários". Trabalho apresentado ao 10º Congreso Ibero-Latinoamericano del Asfalto, Sevilla Espanha, 1999. FUTAI, M.M. Propriedades geotécnicas de solos saprolíticos e rochas alteradas de filito. Trabalho apresentado ao IX Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia, São Pedro, 1999, NOGAMI, J.S.; VILLIBOR, D.F. Uma nova classificação de solos tropicais para finalidades rodoviárias. Anais Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais em Engenharia, vol. 1, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, pp. 30-41, 1981. NOGAMI, J.S.; VILLIBOR, D.F. Additional considerations about a new geotechnical classification for tropical soils. Proc. I Int. Conf. On Geomechanics of Tropical Lateritic and Saprolitic Soils, ABMS, São Paulo, Brasil, 1985. NOGAMI, J.S.; VILLIBOR, D.F. Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. Editora Vilibor, São Paulo, 1995. PINTO, Carlos de Souza. Curso básico de mecânica dos solos: em 16 aulas. São Paulo: oficina de Textos, 2 ed. 2002. TEIXEIRA, C.Z. Barragens de pequena altura. Lavras: Editora UFLA, 1997. E-mail para contato Aluno: Leandro de Aquino Leão: leandrodeaquinoleao@hotmail.com; Orientador: Prof. Dr. Rita Moura Fortes: rmfortes@terra.com.br 18