Influência do Método de Compactação na Curva de Compactação
de um Solo Residual Jovem da Zona da Mata Norte de Minas
Gerais
Elisson Fontes Lima Brandão, Flávio Alessandro Crispim, Dario Cardoso de Lima, Cláudio
Henrique de Carvalho Silva, Carlos Alexandre Braz de Carvalho, Carlos Ernesto Gonçalves
Reynaud Schaefer
Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brasil
RESUMO: O presente trabalho aborda o estudo de parâmetros de compactação de um solo residual jovem de
gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais. Trabalhou-se com conjuntos de corpos-de-prova
compactados na energia do ensaio Proctor normal via os métodos estático e dinâmico, considerando-se o teor
ótimo de umidade (Wot) e as variações de menos 3% e de mais 2% em torno deste. Para cada método de
compactação, usou-se a média de nove determinações da curva de compactação. Os resultados obtidos
permitiram concluir que variações na forma das curvas de compactação são mais expressivas no ramo úmido.
PALAVRAS-CHAVE: Ensaios de laboratório, Curva de compactação, Métodos estático e dinâmico.
1
INTRODUÇÃO
A compactação pode ser entendida como a
diminuição de volume do solo sem variação no
teor de umidade ou massa do mesmo (MELO
1985), sendo portanto um processo que
essencialmente altera a estrutura do solo. Ralph
Proctor, na década de 1930, trouxe importante
contribuição para desenvolvimento da técnica
de compactação de solos, mostrando a relação
entre peso específico seco, teor de umidade e
energia de compactação. Em geral, essa relação
pode ser descrita por uma parábola, tendo seu
ponto máximo definido pelo par peso específico
máximo e teor ótimo de umidade.
O ensaio de compactação mais comum é o
desenvolvido
por
Proctor,
no
Brasil
normalizado pela NBR 7182/86 “Solo – Ensaio
de Compactação” (ABNT 1986). No entanto,
em laboratórios geotécnicos, são utilizados
vários métodos de compactação, procurando-se
aproximar tanto quanto possível das condições
encontradas em campo, bem como agilizar o
processo de compactação de corpos-de-prova.
Neste trabalho procurou-se verificar as
mudanças estruturais ocorridas em um solo, ao
compactá-lo empregando-se a energia de
compactação do ensaio Proctor normal e dois
métodos de compactação, a saber: ensaio de
compactação com o cilindro Proctor (método
aqui denominado de dinâmico) e compressão
estática.
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MATERIAIS E MÉTODOS
Este estudo foi realizado com um solo residual
jovem de gnaisse da Zona da Mata Norte de
Minas Gerais, Brasil. Esse material pertence ao
manto saprolítico, sendo classificado pelo TRB
como A-2-4(0), bem como apresenta coloração
acinzentada, com granulometria areno-siltoargilosa (13% de argila, 17% de silte e 70% de
areia) e γs = 27,23 kN/m³. O solo analisado já é
bastante utilizado em pesquisas no laboratório
de Engenharia Civil/UFV, sendo, por este
motivo, escolhido para o presente estudo.
Busca-se também, contribuir para a ampliação
do conhecimento dos solos da região de Viçosa.
O local de coleta da amostra foi um talude de
corte localizado na Vila Secundino, no Campus
da Universidade Federal de Viçosa (UFV), na
cidade de Viçosa.
Os trabalhos foram desenvolvidos como se
segue:
i) corpos-de-prova compactados usando-se
métodos dinâmico (ensaio de compactação na
energia normal segundo a NBR 7182/86) e
estático (compactação através de aplicação de
carga por meio de uma prensa, em três camadas
iguais - utilizando o cilindro do ensaio Proctor
Normal, NBR 7182/86 - de maneira a
reproduzir a massa específica úmida obtida no
ensaio dinâmico), na energia do ensaio Proctor
Normal, considerando-se o teor ótimo de
umidade (Wot) e as variações de umidade de
menos 3% (Wot - 3%) e mais 2% (Wot + 2%);
ii) para cada método de compactação, foram
obtidas nove curvas de compactação,
trabalhando-se com a média das mesmas;
iii) na moldagem dos corpos-de-prova, admitiuse um desvio máximo de ± 0,3% no teor de
umidade de cada corpo-de-prova;
iv) realização de análise estatística dos dados
utilizando testes de média t e F (STEEL et al.
1997), adotando-se um nível de probabilidade
de 0,05.
3
RESULTADOS E ANÁLISES
Os teores de umidade utilizados para a
compactação dos corpos-de-prova utilizados
neste estudo estão apresentados na Tabela 1,
respeitando-se o desvio máximo de ± 0,3%.
Tabela 1 – Teores de umidade obtidos
Wot
Wot – 2%
11,9
14,9
Wot + 3%
16,9
Peso específico seco (kN/m³)
As curvas de compactação obtidas para os
métodos estático e dinâmico são apresentadas
na Figura 1.
17.4
17.2
17.0
16.8
16.6
16.4
16.2
11.0
12.0
13.0 14.0 15.0 16.0 17.0
Teor de umidade (%)
Estático
Dinâmico
18.0
Figura 1 – Curvas de compactação: métodos dinâmico e
estático.
As Tabelas 2 e 3 apresentam as médias e
desvios padrão correspondentes ao peso
específico seco, respectivamente, para os
métodos estático e dinâmico.
Tabela 2. Parâmetros estatísticos básicos para o método
estático de compactação
Parâmetros
Wot
Wot + 2%
Wot - 3%
avaliados
16,48
16,77
16,44
x
γd
s
6,91E-02
14,76E-02
6,57E-02
Tabela 3. Parâmetros estatísticos básicos para o método
dinâmico de compactação
Parâmetros
Wot
Wot + 2%
Wot - 3%
avaliados
16,72
17,09
16,96
x
γd
s
6,54E-02
12,95E-02
7,07E-02
A Tabela 4 introduz os resultados estatísticos
da comparação de médias ( x ) e desvio padrão
(s) do parâmetro peso específico seco (γd) entre
os métodos estático e dinâmico. Utilizou-se os
testes t e F, para o nível de probabilidade 5%.
Tabela 4. Resultados da comparação das médias e desvio
padrão do parâmetro peso específico seco obtidos nos
métodos de compactação dinâmico (padrão) e estático,
empregando-se os testes estatísticos t e F, para o nível de
probabilidade 0,05
Parâmetros
Wot
Wot + 2%
Wot - 3%
avaliados
**
**
**
x
γd
s
ns
ns
ns
(*) e (**) indicam diferenças significativas
respectivamente a 5% e 1% e (ns) indica que não existem
diferenças estatisticamente significativas ao nível de 5%
de probabilidade.
A análise dos dados apresentados nas
Figuras 1 e 2 leva à conclusão de que peso
específco seco, para ambos os métodos de
compactação, sofre influência mais expressiva
no sentido do ramo úmido da curva de
compactação. Levando-se em conta os valores
médios de peso específico seco estimados para
cada método e tomando como base a
compactação dinâmica, observa-se diferenças
de 1%, 2% e 3% no peso específco seco,
respectivamente, para os teores de umidade
Wot - 3%, Wot e Wot + 2%.
A Tabela 4 mostra que as diferenças entre os
métodos analisados são estatisticamente
significativas a 5% de probabilidade.
4
CONCLUSÕES
O trabalho apresentado procurou investigar a
influência de dois métodos de compactação,
estático e dinâmico, na estrutura de um solo
residual jovem. Dos resultados obtidos pode-se
concluir que a influência do método é mais
expressiva quanto mais úmido estiver o solo,
podendo-se referir a diferenças de 1%, 2% e 3%
no peso específico seco, respectivamente, para
os teores de umidade Wot - 3%, Wot e Wot + 2%,
bem como ao fato que essas diferenças entre os
métodos considerados no presente trabalho são
estatisticamente significantes a 5% de
probabilidade.
AGRADECIMENTOS
Os autores gostariam de registrar os seus
agradecimentos à FAPEMIG, pela concessão de
bolsa de iniciação científica ao primeiro autor,
ao CNPq, pela concessão de bolsa de mestrado
ao segundo autor, bem como à Universidade
Federal de Viçosa, onde foi realizado o presente
trabalho.
REFERÊNCIAS
ABNT (1986). Solo - ensaio de compactação:
procedimento, Norma Técnica NBR 7182. Rio de
Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Normas
Técnicas, 10 p.
Melo, F.G. (1985). Compactação de aterros de
barragens de terra. Laboratório Nacional de
Engenharia Civil (LNEC), Lisboa, Portugal, 106 p.
Steel, R.G.D.; Torrie, J.H.; Dickey, D.A. (1997).
Principles and procedures of statistics: a biometrical
approach. 3rd ed., McGraw-Hill Companies, New
York, NY, USA, 666 p.