Aula 4 - Plasticidade e Consistência Do Solo

8/18/2019 Aula 4 - Plasticidade e Consistência Do Solo

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Aula 04 – Plasticidade e Consistência do

Solo

Prof. Paula Sant'Anna Moreira Pais

[email protected]


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1. Introdução

Os solos que apresentam certa porcentagem da fração fina

(silte e argila), não podem ser adequadamente caracterizados

pelo ensaio de granulometria.

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São necessários outros parâmetros tais como: forma das

partículas, a composição mineralógica e química e as

propriedades plásticas, que estão intimamente relacionadoscom o teor de umidade.

Mecânica dos Solos - Aula 4


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1. Introdução

Define-se plasticidade como sendo a propriedade dos solos

finos que consiste na maior ou menor capacidade de serem

moldados sob certas condições de umidade.

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egun o a , a p as c a e a propr e a e

de solos finos, entre largos limites de umidade, de se

submeterem a grandes deformações permanentes, sem sofrer

ruptura, fissuramento ou variação de volume apreciável.



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1. Introdução

A argila é a fração do solo, cujas partículas apresentam um

diâmetro inferior a 0,002mm (NBR 7250) e que, em contato com a

água, adquire plasticidade.

A fração argila, no entanto, não é constituída só de partículas que

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apresentam plasticidade. Existem diversos tipos de partículas.



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1. Introdução

A plasticidade de um solo é devida aos argilo-minerais, às

micas e ao húmus existentes.

Como o teor de argilo-minerais na fração argila dos solos é,

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quase sempre, muito superior aos de mica e de húmus, o estudo

dos argilo-minerais deve merecer destaque quando se trata de

plasticidade do solo.



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1. Introdução

Os minerais como o feldspato não desenvolvem misturas

plásticas, mesmo que suas partículas tenham diâmetros

menores do que 0,002mm.

A influência do teor de umidade nos solos finos é avaliada ela

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estrutura e as ligações entre as partículas são dependentes da

distância. Portanto, as propriedades de resistência e

compressibilidade são influenciadas por variações no arranjo


geométrico das partículas. Quanto maior o teor de

umidade implica em menor resistência.


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1. Introdução

Os principais grupos de argilo-minerais, de acordo com a sua

estrutura cristalina são os das caulinitas, ilitas e montmorilonitas.

15/03/2016Mecânica dos Solos - Aula 4


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1. Introdução

Água

Cátions: Ca, Na

Octaedro dealumínio

Tetraedro desilício


1:1

2:1 2:1 expansiva

Caulinita

Ilita Montmorilonita


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1. Introdução



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2. Estados de Consistência

No início do século XX, um químico sueco Albert Atterberg,

realizou pesquisas sobre as propriedades dos solos finos

(consistência).

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Os solos finos apresentam variações de estado de

consistência em função do teor de umidade.

Há teores de umidade limite que foram definidos como limites

de consistência ou limites de Atterberg.



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Os estados de consistência são baseados no conceito de que um

solo constituído por partículas de pequeno tamanho pode se situar

em qualquer dos 4 estados: sólido, semi - sólido, plástico e líquido,

dependendo da sua umidade.



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Os valores de teor de umidade que separam os estados de

consistência do solo são denominados limites de consistência.

–


LP – Limite de PlasticidadeLL – Limite de Liquidez


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∆V = Vf – V0 é igual ao volume de água da amostra,perdido por secamento, para se passar do estado

líquido ao sólido


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Estado sólido: não há variação de volume do solo com a secagem.

Estado semi-sólido: verifica-se variação de volume com asecagem.

Estado plástico: facilmente moldável.

Estado líquido: comportamento de um fluido denso.



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3. Limites de Consistência

LL – limite de liquidez - teor de umidade que separa o estado

plástico do estado líquido. Determina o estado de fluidez e

moldagem do solo.

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LP – limite de plasticidade – é a umidade que delimita o

estado semi-sólido do plástico.

LC – limite de contração – é o limite entre os estados semi-

sólido do sólido.



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Estes limites são determinados empiricamente e são utilizados

nos diversos sistemas de classificação do solo e refletem uma

série de propriedades dos solos finos, como tipo do argilo-

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m nera , sua a v a e, es ru ura, super c e espec ca, e c.


Limites de Consistência (Mitchell, 1976).


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Os limites LL e LP foram estabelecidos pelo cientista sueco

Albert Atterberg, enquanto que o LC foi estabelecido por Haines.

O LL é determinado através do Aparelho de Casagrande (em

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,

energia potencial para fazer a acomodação de uma amostra de

solo.


Os valores de LL e LP são de uso mais corriqueiro na

engenharia geotécnica.


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4. Limite de Liquidez (LL)



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No ensaio de limite de liquidez mede-se, indiretamente, a

resistência ao cisalhamento do solo para um dado teor de

umidade, através do número de golpes necessários ao


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es zamen o os a u es a amos ra.

O limite de liquidez de um solo é o teor de umidade que separa

o estado de consistência líquido do plástico e para o qual o soloapresenta uma pequena resistência ao cisalhamento.



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O ensaio utiliza o aparelho de Casagrande, onde tanto o

equipamento quanto o procedimento são normalizados (ABNT/NBR

6459).




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Sequência do ensaio.


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O limite de liquidez é o teor de umidade no qual o

solo fecha a ranhura com o impacto de 25 golpes.




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De acordo com os estudos do Federal Highway Administration, o limite de liquidez pode ser determinado,conhecido “um só ponto”, pela fórmula :


)log3,0419,1( n

w LL

Onde :

w= umidade correspondente a n golpes


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5. Limite de Plasticidade (LP)



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O limite de plasticidade é o teor de umidade mínimo, no qual a

coesão é pequena para permitir deformação, porém,

suficientemente alta para garantir a manutenção da forma


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.

É o teor de umidade que separa o estados de consitência do

solo plástico do semi-sólido.



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Ensaio: NBR 7180

Placa de vidro com uma face esmerilhada e um cilindro

padrão com 3mm de diâmetro.


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O rolinho deve ter um diâmetro igual ao do cilindro padrão e o

aparecimento de fissuras (inicio da fragmentação).



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A operação do ensaio é repetida pelo menos 5 vezes. Os valores

obtidos de umidade serão considerados satisfatórios quando, de

pelo menos três, nenhum deles diferir da respectiva média de mais

de 5%.

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O limite de plasticidade será o valor médio de pelo menos três

valores de umidade (teores de umidade) considerados satisfatórios.


Se não for possível obter o cilindro com 3 mm de

diâmetro, a amostra deve ser considerada como não

apresentando limite de plasticidade (NP).


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6. Limite de Contração (LC)


Representa o menor teor de umidade abaixo do qual o soloargiloso não irá mais reduzir o seu volume, isto é, o solo nãomais se contrai, mesmo que ainda continue perdendo peso.


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O limite de contração é o teor de umidade que separa o

estado semi-sólido do sólido.


po e ser e erm na o a rav s os n ces s cos ou e

ensaio.

s s G

LC 11


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s

w

s

s

P

V V

P

P P LC

sec)(


P = peso inicial da amostra

Ps= peso da amostra seca

V= volume inicial da amostra

Vsec= volume da amostra após secar emestufa


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7. Índices de Consistência

Os índices de consistência são relações estabelecidas entre

os limites de liquidez, plasticidade e contração, bem como a

umidade e os volumes.


A partir dos limites de consistência, são calculados vários

índices, dentre os quais sobressaem os índices de plasticidade

(IP) e de consistência (IC) por causa de sua maior utilização, na

prática.


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8. Índice de Plasticidade (IP)

É a quantidade de água que seria necessário acrescentar a

um solo, para que ele passasse do estado plástico ao líquido.


Quando maior o “IP”, tanto mais plástico será o solo.

Sabe-se, ainda, que as argilas são tanto mais compressíveis

quando maior for o “IP”.


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8. Índice de Plasticidade

Segundo Jenkins, os solos argilosos poderão ser classificados

em:



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8. Índice de Plasticidade (IP)

Empregado para classificação de solos finos (Ex: Sistema

Unificado – Carta de Plasticidade de Casagrande).



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9. Índice de Consistência (IC)

Indica a consistência do solo no estado em que se encontra

em campo.

w LL


IP m a e natura o

solo em campo.

Segundo a norma ABNT/NBR 6502, quanto à consistência os

solos finos podem ser subdivididos em muito moles, moles,

médias, rijas e duras.


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Classificação quanto à consistência, segundo a ABNT/NBR 6502.



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muito moles: as argilas que escorrem com facilidade entre osdedos, se apertadas nas mãos;

moles: as que são facilmente moldadas pelos dedos;


rijas: as que requerem grande esforço para serem moldadaspelos dedos;

duras: as que não podem ser moldadas pelos dedos e que,ao serem submetidas o grande esforço, desagregam-se ouperdem sua estrutura original.

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