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Os ensaios em solos

Como deve ser o método do enchimento com água para a determinação do índice de vazios? Como deve ser a mesa vibratória para realizar peneiramento para a determinação do índice de vazios? Como deve ser os corpos de prova para determinação das propriedades de adensamento do solo? Como deve ser feito a montagem do corpo de prova na célula de adensamento? Como fazer a determinação da massa específica aparente da parafina? Essas dúvidas estão sendo exibidas na NBR 16843 de 05/2020 - Solo — Determinação do índice de vazios mínimo de solos não coesivos, na NBR 16853 de 05/2020 - Solo — Ensaio de adensamento unidimensional e na NBR 16867 de 05/2020 - Solo - Determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas — Método da balança hidrostática.

03/06/2020 - Equipe Target

NBR 16843 de 05/2020 - Solo — Determinação do índice de vazios mínimo de solos não coesivos, NBR 16853 de 05/2020 - Solo — Ensaio de adensamento unidimensional e NBR 16867 de 05/2020 - Solo - Determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas — Método da balança hidrostática

A NBR 16843 de 05/2020 - Solo — Determinação do índice de vazios mínimo de solos não coesivos especifica o método de determinação do índice de vazios mínimo (mín.) de solos granulares, não coesivos, contendo no máximo 12 % (em massa) de material que passa na peneira de 0,075 mm. Esta norma também especifica o método para o cálculo de compacidade relativa correspondente a um determinado índice de vazio mínimo do material ensaiado.

A NBR 16853 de 05/2020 - Solo — Ensaio de adensamento unidimensional especifica o método de ensaio para determinação das propriedades de adensamento do solo, caracterizadas pela velocidade e magnitude das deformações, quando o solo é lateralmente confinado e axialmente carregado e drenado. A NBR 16867 de 05/2020 - Solo - Determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas — Método da balança hidrostática especifica um método para determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas de solo, com emprego da balança hidrostática. Esta norma é aplicável somente a materiais que possam ser adequadamente talhados.

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Como deve ser o método do enchimento com água para a determinação do índice de vazios?

Como deve ser a mesa vibratória para realizar peneiramento para a determinação do índice de vazios?

Como deve ser os corpos de prova para determinação das propriedades de adensamento do solo?

Como deve ser feito a montagem do corpo de prova na célula de adensamento?

Como fazer a determinação da massa específica aparente da parafina?

Para a obtenção do índice de vazios mínimo, é necessária a determinação da massa específica aparente seca máxima. Este índice corresponde ao estado mais compacto que um solo não coesivo pode ser colocado, utilizando-se um procedimento laboratorial normalizado que minimize a segregação e a quebra de partículas. Nesta norma, o índice de vazios mínimo absoluto não é necessariamente obtido.

Para os solos não coesivos, os índices de vazios máximo e mínimo constituem-se nos parâmetros básicos para avaliação do estado de compacidade. Para tanto, a compacidade relativa, como especificada em 7.4, fornece uma indicação do estado de compacidade de uma determinada massa de solo, seja uma ocorrência natural, seja construída pelo homem. No entanto, as propriedades de engenharia, como a resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade de um dado material, compactado por métodos distintos, para um mesmo estado de compacidade, podem variar consideravelmente.

Por outro lado, solos distintos, no mesmo estado de compacidade, podem apresentar diferenças ainda mais acentuadas dessas propriedades, dependendo da granulometria, formato dos grãos, etc. Por esse motivo, discernimento considerável deve ser usado ao se relacionarem as propriedades de engenharia dos solos com o estado de compacidade. A amplitude dupla de vibração vertical tem efeito significativo no índice de vazios obtido. Para uma mesa vibratória e molde específicos, o menor índice de vazios de um dado material pode ser obtido para uma amplitude dupla diferente das especificadas nesta norma, ou seja, o índice de vazios pode inicialmente diminuir com o aumento da amplitude dupla de vibração, atingir um mínimo e então aumentar com o incremento da amplitude dupla.

Portanto, a relação entre o menor índice de vazios e a amplitude dupla de vibração ótima pode variar com o tipo de solo. A aparelhagem necessária para a execução do ensaio é a seguinte: estufa capaz de manter a temperatura entre 105 °C e 110 °C; peneiras de 75 mm, 38 mm, 19 mm, 9,5 mm, 4,8 mm e 0,075 mm, de acordo com as NBR NM ISO 2395 e NBR NM ISO 3310-1; balanças que permitam pesar nominalmente 40 kg, 10 kg e 1,5 kg, com precisões de 5 g, 1g e 0,1 g, respectivamente; outros equipamentos, como bandeja metálica, conchas metálicas, pá, escova de cerdas macias, cronômetro com indicação de minutos e segundos, e paquímetro que possibilite leituras de no mínimo 30 mm, com precisão de 0,2 mm.

O conjunto para a realização do ensaio pelo método A deve conter o seguinte: moldes cilíndricos metálicos padrões, com volumes nominais de 2.830 cm³ e 14.200 cm³; tubo-guia com dispositivo de fixação ao molde, para cada tamanho de molde. Para facilitar a centralização do tubo-guia acima do molde, ele deve ser dotado de três dispositivos de fixação. Incluir um disco-base da sobrecarga, para cada tamanho de molde, perfurado e dotado de três pinos para centralização da sobrecarga; sobrecarga de seção circular dotada de alça para cada tamanho de molde.

A massa total do disco-base e sobrecarga deve ser suficiente para a aplicação de uma pressão de (13,8 ± 0,1) kPa. Incorporar uma alça dotada de rosca para colocação e retirada do disco-base; suporte encaixável no guia do molde, ao qual fica acoplado um deflectômetro, para medir a diferença de elevação entre o topo do molde e o disco-base da sobrecarga, após a densificação. O deflectômetro deve possibilitar medições de no mínimo 50 mm, com resoluções de 0,02 mm, devendo ser instalado de modo que a sua haste fique paralela ao eixo barra de calibração metálica (opcional), com largura de aproximadamente 7 cm, altura de 0,5 cm e comprimento adequado.

Incluir uma mesa vibratória eletromagnética de aço, com vibração vertical acionada por um vibrador eletromagnético do tipo impacto sólido, com massa maior que 45 kg. A mesa deve ser instalada em ambiente acusticamente isolado do restante do laboratório, sobre um piso ou laje de concreto, com massa de 500 kg, de modo que vibrações excessivas não sejam transmitidas a outras áreas onde estejam sendo realizados outros ensaios. O tampo da mesa deve ter dimensões adequadas, que confiram rigidez suficiente, de forma que o conjunto molde + tubo-guia + sobrecarga fique firmemente fixado e rigidamente apoiado durante o ensaio, devendo por este motivo ser dotado de dispositivo de fixação ao conjunto mencionado.

O conjunto para a realização do ensaio pelo método B deve conter o seguinte: cilindro de Proctor, com volume nominal de 1.000 cm³, de acordo com a NBR 7182, soldado à base, de modo que o conjunto resulte estanque. A base do molde deve ser mais espessa que a normalmente utilizada no ensaio de compactação, além de ser dotada de dispositivo de fixação à mesa vibratória. Deve-se dispor de um tubo-guia, constituído por outro cilindro de Proctor solidário ao colarinho; disco-base da sobrecarga, perfurado e dotado de dispositivo para centralização da sobrecarga; sobrecarga de seção circular dotada de alça. A massa total do disco-base e da sobrecarga deve ser suficiente para aplicação de uma pressão de (13,8 ± 0,1) kPa.

Deve-se incluir uma mesa vibratória, do tipo utilizado para realizar o peneiramento de amostras na análise granulométrica. Este método de ensaio para determinação das propriedades de adensamento do solo requer que um elemento de solo, mantido lateralmente confinado, seja axialmente carregado em incrementos, com pressão mantida constante em cada incremento, até que todo o excesso de pressão na água dos poros tenha sido dissipado. Durante o processo de compressão, medidas de variação de altura da amostra são feitas, e estes dados são usados no cálculo do parâmetro que descreve a relação entre a pressão efetiva e o índice de vazios, bem como a evolução das deformações em função do tempo.

Os dados de ensaio de adensamento podem ser utilizados na estimativa, tanto da magnitude dos recalques totais e diferenciais de uma estrutura ou de um aterro, como da velocidade desses recalques. Como aparelhagem, usar um sistema de aplicação de carga (prensa de adensamento), que permite a aplicação e manutenção das cargas verticais especificadas, ao longo do período necessário de tempo, e com uma precisão de 0,5% da carga aplicada. Quando da aplicação de um incremento de carga, a transferência para o corpo de prova deve ocorrer em um intervalo de tempo não superior a 2 s e sem impacto significativo.

Usar uma célula de adensamento apropriada para conter o corpo de prova e que proporcione meios para aplicação de cargas verticais, medida da variação da altura do corpo de prova e sua eventual submersão. Esta célula consiste em uma base rígida, um anel para manter o corpo de prova, pedras porosas e um cabeçote rígido de carregamento. O anel pode ser do tipo fixo (indeslocável em relação à base rígida) ou flutuante (deslocável em relação à base, sendo suportado pelo atrito lateral desenvolvido entre o corpo de prova e o anel), conforme os esquemas indicados na figura abaixo.

Clique na imagem acima para uma melhor visualização

 

Incluir um anel de adensamento, conforme a seguir: o diâmetro interno do anel deve ser no mínimo de 50 mm (preferencialmente 100 mm) e, no caso de amostras extrudadas e talhadas, no mínimo 5 mm (preferencialmente 10 mm) menor do que o diâmetro interno do tubo de amostragem; a altura do anel deve ser no mínimo de 13 mm e não inferior a dez vezes o máximo diâmetro de partícula do corpo de prova; a relação entre o diâmetro interno e a altura do anel deve ser no mínimo de 2,5 (preferencialmente 3,0); a rigidez do anel deve ser tal que, sob a condição de pressão hidrostática igual à máxima pressão axial a ser aplicada ao corpo de prova, a variação do diâmetro do anel não exceda 0,03%; o anel de adensamento deve ser feito de material não corrosível (preferencialmente aço inoxidável), e sua superfície interna deve ser altamente polida ou recoberta com material de baixo atrito, por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE).

Recomenda-se, antes do ensaio, untar a superfície interna do anel com graxa de silicone. O anel fixo permite a execução de ensaios de permeabilidade, junto com o ensaio de adensamento. Quando o solo a ser ensaiado se constituir de material muito mole, não se utiliza anel flutuante. Usar pedras porosas, conforme a seguir. As pedras porosas devem ser confeccionadas com material quimicamente inerte em relação ao solo e à água dos poros. Devem ser constituídas de poros com dimensões suficientemente pequenas, de forma a se evitar a intrusão de partículas de solo.

Se necessário, papel-filtro resistente pode ser utilizado entre o corpo de prova e a pedra porosa para impedir a infiltração de solo e facilitar a limpeza posterior da pedra. O conjunto pedra porosa e papel-filtro deve apresentar permeabilidade suficientemente alta, de modo a não retardar a drenagem do corpo de prova. As pedras porosas devem ser uniformes e estar sempre limpas e livres de trincas.

A adequabilidade de pedra porosa sob o ponto de vista de permeabilidade e limpeza pode ser comprovada por meio de ensaios expeditos, submetendo-a a uma carga hidráulica da ordem de 10 cm e observando-se o gotejamento em sua face inferior. o diâmetro da pedra porosa do topo deve ser 0,2 mm a 0,5 mm menor que o diâmetro interno do anel. Se for utilizado anel flutuante, a pedra de base deve apresentar o mesmo diâmetro da pedra do topo. Recomenda-se a utilização de pedras biseladas, com a face de maior diâmetro em contato com o solo. As pedras porosas devem ser espessas o suficiente para se evitar a sua quebra, sendo de topo, na sua face superior, protegida por um disco metálico (cabeçote) rígido, resistente à corrosão e com diâmetro igual ao da pedra.

Já a aparelhagem necessária para o ensaio para determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas de solo é a seguinte: estufa capaz de manter a temperatura de 60 °C a 65 °C e de 105 °C a 110 °C; balança que permita pesar nominalmente 1,5 kg, com precisão de 0,1 g e sensibilidade compatível; moldura que possa ser acoplada ao prato da balança, sendo que balanças que disponham de dispositivo adequado para realização deste ensaio prescindem de tal moldura. Incluir um recipiente contendo água, de dimensões adequadas, para imersão do corpo de prova; fogareiro ou aquecedor para derreter a parafina; linha comum, ou preferencialmente de náilon, e utensílios como panela, faca, espátula, pincel, etc.; parafina isenta de impurezas e com massa específica aparente, no estado sólido, conhecida e verificada a cada mudança de lote.

FONTE: Equipe Target

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