Desenvolvimento de equipamento para extração de amostras indeformadas de solo

Resumo: Desenvolveu-se um equipamento capaz de coletar amostras indeformadas de solo com 70 mm de diâmetro a até 600 mm de profundidade, visando facilitar a obtenção deste tipo de amostras. O amostrador é constituído por um tubo de PVC com 75 mm de diâmetro interno, que recebe a amostra, acondicionado dentro de um tubo cravador, estrutural, de alumínio, com 78,5 mm de diâmetro interno, equipado com uma ponteira de aço SAE 1045 com 69 mm de diâmetro interno, conicidade interna de 1% e altura de 44,3 mm, formando um conjunto sem movimento rotativo. Envolvendo este conjunto há uma rosca-sem-fim, responsável pela cravação do amostrador, com diâmetro externo de 140 mm, equipada com três lâminas de corte na sua extremidade e rotacionada por um motor hidráulico, O conjunto é montado solidário a um mecanismo articulado, responsável pelo movimento vertical do amostrador, acionado por um cilindro hidráulico. O amostrador foi adaptado a um veículo especificamente projetado para o tráfego no campo (VAS - Veículo Amostrador de Solo). Durante o processo de avaliação, a variável analisada foi a velocidade angular da rosca-sem-fim. O critério para verificar alterações na amostra se deu através de: inspeção visual, umidade, densidade global (métodos do anel volumétrico e da parafina), ensaio de compressão triaxial rápido e ensaio de adensamento. Como testemunha, usou-se amostra de solo colhida pelo método do bloco da parafina. As amostras obtidas com a utilização do VAS em solo argiloso (Latossolo Roxo) apresentaram os valores de densidade global (com 95% de confiabilidade estatística), características de resistência à compressão (ensaio triaxial) e adensamento iguais à testemunha. O equipamento mostrou-se adequado para o fim que foi projetado, mostrando-se prático e versátil. O conjunto veículo-amostrador pode ser facilmente posicionado, com uso de GPS, o que o torna bastante útil na coleta de dados para mapeamento de solos e no próprio processo de obtenção de amostras de modo mais eficiente.Abstract: A soil sampler was designed and constructed to take samples with 0,07 m diameter up to 0,6 m depth in order to obtain undisturbed core samples. The sampler consists mainly of four parts; a removable polyvinyl chloride (PVC) standard sewage pipe with a 0,0712 m inside diameter to receive the soil,; an aluminum encasing sleeve, with a 0.0785 m inside diameter; an auger made of mild steel, with a 0,140 m outside diameter; and a conic cutting end Machinned from a SAE 1045 steel, similar to the common available coring tubes with a 0,0692 m inside diameter and a clearance angle of 2%, and 0,0443 m long. The rotational movement of the auger was provide by a timing belt transmission, driven by a hydraulic motor, with a torque 32.4 N.m (at 689 kPa) and volumetric displacement of 96,7 cm3/rev. The hydraulic oil for the motor was supplied by a gear pump, with a volumetric displacement of 6,6 cm3/ver driven by a 12 CV four stroke engine with an operation speed of 3600 rpm. The vertical movement of the sampler is guaranteed by a four arm linkage, moved by a hydraulic cylinder. The total vertical displacement of the sampler is 0,80 m. The downward speed is controlled by a flow valve. Since the cutting chisel and coring ring are in the same plane with only 0,005 m difference in diameter, as opposed to the techniques where the casing is forced into the soil by hydraulic cylinder, only very low pressure must be applied in order to force the cylinder into the soil, with this drilling technique. The soil sampler was adapted to a specially designed off road vehicle capable of traveling on adverse field conditions. The quality of the VAS samples were compared with undisturbed samples taken from a Soil Block using laboratory tests. The tests conducted were the triaxial undrained compression test and consolidation test. The results demonstrated that the soil sampler proposed is capable to take undisturbed soil samples of clay soil up to 0,6 m with the same quality of the traditional Soil Block, witch is much more time consuming