Determinação do Limite de Contração e Compactação de Solos

Ensaio para Determinação do Limite de Contração de Solos

Toma-se cerca de 50 g de solo que passa na peneira n.º 40. Determina-se o volume da cápsula de contração (Vcc), enchendo-a com mercúrio, removendo o excesso por pressão da placa de vidro contra a face superior da cápsula, e medindo-se o volume de mercúrio que a encheu na proveta graduada de 25 cm³.

Coloca-se a amostra na cápsula de porcelana e mistura-se cuidadosamente com água para saturar o solo, até obter-se uma massa homogênea, com a espátula e sem apresentar inclusões de bolhas de ar. Lubrificam-se as paredes da cápsula de contração com vaselina ou óleo apropriado, de modo a impedir a aderência do solo.

Coloca-se no centro da cápsula de contração, aproximadamente, 1/3 do volume de solo necessário para enchê-la, batendo-a, em seguida, de encontro a uma superfície firme, protegida com folhas de papel ou papelão, de modo que o solo escoe e ocupe todo o seu fundo. Repetem-se por mais duas vezes estas operações, enchendo-se completamente a cápsula de contração, de maneira a se obter uma superfície plana de solo. Deixa-se o solo secar ao ar livre até que mude de cor, secando-o depois em estufa a 105 a 110ºC, até constância de peso. Determina-se, com aproximação de 0,1 g, o peso do solo seco contido na cápsula de contração (Pss).

Na cápsula de porcelana, coloca-se a cuba de vidro cheia de mercúrio, removendo-se o excesso por pressão da placa de vidro. Retira-se a pastilha de solo da cápsula de contração, colocando-a cuidadosamente sobre o mercúrio que enche a cuba. Faz-se pressão com a placa de vidro, de modo que os três pinos obriguem a pastilha a mergulhar inteiramente no mercúrio, como na figura 3, a seguir. O volume do mercúrio deslocado pela pastilha é medido na proveta de 25 cm³ e anotado como volume de solo seco (Vss). Devem ser tomadas precauções para evitar a permanência de ar entre a placa de vidro e a pastilha.

Classificação dos Solos Quanto ao Grau de Contração

Classificação GC (%):

• Bom: GC < 5 %
• Regular: 5 % < GC < 10 %
• Sofrível: 10 % < GC < 15 %
• Péssimo: GC > 15 %

A análise de Scheidig é voltada à aplicação de solos em barragens, mas também pode ser aplicada em tratamento de encostas, como taludes de corte ou aterro, em que a terraplanagem retirou a proteção natural da vegetação.

Compactação e Adensamento do Solo

Compactação: Redução do índice de vazios por processos mecânicos. Esta redução ocorre em face da expulsão ou compressão do ar dos vazios dos poros.

Adensamento: Também é um processo de densificação, porém decorrente de uma expulsão gradual da água dos vazios do solo.

A compactação tem em vista estes dois aspectos: aumentar a intimidade de contato entre os grãos e tornar o aterro mais homogêneo. O aumento da densidade ou redução do índice de vazios aumenta a resistência ao cisalhamento, maior estabilidade ao solo e à erosão, além de reduzir a compressibilidade.

Obras Civis em que se Empregam Solos Compactados

• Barragens de terra;
• Pavimentos;
• Solo de apoio de fundações diretas;
• Reaterros de valas escavadas a céu aberto;
• Retaludamento de encostas naturais.

Ensaio de Proctor

A amostra de solo deve ser seca ao ar e destorroada. Inicia-se o ensaio, acrescentando-se água destilada até que o solo fique com cerca de 5% de umidade abaixo da umidade ótima. Uma porção do solo é colocada em um cilindro padrão e submetida a 26 golpes de um soquete com massa de 2,5 kg caindo de 30,5 cm de altura. A porção do solo compactado deve ocupar cerca de um terço da altura do cilindro. O processo é repetido mais duas vezes, totalizando 3 camadas, atingindo-se uma altura um pouco superior à do cilindro.

Determina-se o peso específico natural do corpo de prova e a umidade. Com estes dois valores, calcula-se o peso específico aparente seco. A amostra é destorroada, a umidade aumentada (cerca de 2%), nova compactação é feita, e novo par de valores umidade-peso específico aparente seco é obtido. A operação é repetida até que se perceba que o peso específico aparente seco, depois de ter subido, já tenha caído em duas ou três operações sucessivas. Note-se que, quando o peso específico natural se mantém constante em duas tentativas sucessivas, o peso específico aparente seco já caiu.

Métodos Alternativos de Compactação

• Ensaio sem reuso do material;
• Ensaio sem secagem prévia do solo;
• Ensaio em solo com pedregulho.

Solo Borrachudo: Ocorre quando o solo se encontra muito úmido e não adianta aumentar o esforço de compactação, pois nada provoca aumento do peso específico aparente seco, visto que não se consegue expelir o ar dos vazios.