Compactação de solos: influência de métodos e de parâmetros de compactação na estrutura dos solos

Abstract

Comumente, a compactação de corpos-de-prova de solos em laboratório processa-se por vias dinâmica (cilindro Proctor e soquete, por exemplo) ou estática (aplicação de tensão constante ao solo), sendo comum associar a estes procedimentos curvas de compactação similares. Porém, essa hipótese tem sido questionada, em especial a partir de resultados de estudos realizados com solos para fins rodoviários no Laboratório de Engenharia Civil da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brasil. O presente trabalho direcionou-se ao estudo da influência de parâmetros de moldagem de corpos-de-prova nas curvas de compactação de laboratório e na resistência mecânica de dois solos residuais de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, respectivamente, de texturas argilo-areno siltosa (Solo 1) e areno-silto-argilosa (Solo 2), com abordagem dos seguintes aspectos: (i) método de compactação: métodos estático e dinâmico; (ii) número de camadas dos corpos-de-prova: uma, duas e três camadas e (iii) diâmetro do cilindro de compactação: 35 mm, 73 mm e 100 mm. Empregaram-se, além dos resultados obtidos para as curvas de compactação dos solos, resultados de ensaios de compressão não confinada realizados em corpos-de-prova compactados em teores de umidade pré-determinados [hot, (hot - 3%), (hot + 2%)], considerando-se a energia de compactação do ensaio Proctor normal, para a avaliação da ocorrência de mudanças estruturais nos solos. Para fins práticos de engenharia e com base em análise estatística (ANOVA), pode-se concluir que: (i) houve influência significativa dos elementos analisados nos parâmetros ótimos de compactação, considerando-se os modos de compactação empregados; (ii) para ambos os solos, ocorreram mudanças estruturais significativas representadas por variações na resistência à compressão não confinada dos solos analisados, evidenciando ainda a importância dos processos de formação dos solos nas suas respostas mecânicas quando compactados; (iii) quanto à influência do número de camadas dos corpos-de-prova nos parâmetros ótimos de compactação e de resistência mecânica, notou-se que a compactação em duas e três camadas levou aos mesmos resultados, não sendo recomendável a compactação em apenas uma camada e (iv) quanto à influência do diâmetro do cilindro de compactação nos parâmetros ótimos de compactação e resistência mecânica, observou-se influência significativa para o Solo 1 (mais argiloso) e não significativa para o Solo 2 (mais arenoso).

Commonly, compaction of soil specimens in laboratory is processed by dynamic (Proctor test) or static (application of constant tension to the soil) compaction tests, being common to associate similar compaction curves to both procedures. However, data from studies developed in the Civil Engineering Laboratory of the Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil, for road engineering applications brought new inside into this hypothesis and led to this research that addresses the analysis of the influence of compaction modes and compaction parameters in the laboratory compaction curves and in the mechanical strength of two gneiss residual soils from the Zona da Mata Norte of Minas Gerais state, respectively a silty-sandy clay (Soil 1) and a clayey-silty sandy (Soil 2). This research encompassed the following aspects: (i) compaction procedures: static and dynamic compaction modes; (ii) number of specimen layers: one, two and three layers and (iii) diameter of the compaction cylinder: 35 mm, 73 mm and 100 mm. Besides that, evaluation of the influence of compaction modes in the soils specimens structures was based on analysis of data from unconfined compression tests performed in specimens compacted at pre-established water contents (hot, hot - 3% and hot + 2%) using the Standard Proctor compaction effort. Concerning engineering practical applications and based on statistical data analysis (ANOVA) conclusions are as follows: (i) there was significant influence of compaction modes on soils optimum compaction parameters; (ii) there were significant structural changes in the soils specimens due to the application of different compaction modes, as well as it was evident the importance of soils processes formation in theirs mechanical responses; (iii) regarding influence of the number of specimen layers in soil optimum compaction parameters and mechanical strength, it was observed that compaction using two and three layers led to the same results, not being recommended compaction in one layer and (iv) regarding influence of compaction mold diameter in soil optimum compaction parameters and mechanical strength, it was observed significant influence for Soil 1 (more clayey) and not significant influence for Soil 2 (more sandy).