os areias e Limites de Atterberg s - EcivilUFES | O … · Atterberg GEOTÉCNIA . Introdução...
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Introdução (revisão)
Mineralogia: argila se
caracterizam por seu
“tamanho muito
pequeno” e sua
atividade elétrica
superficial intensa;
Dupla camada difusa,
a água mais interna
não seca a 105/110oC;
Desenvolvem coesão;
Areias, siltes “puros” e
pedregulhos são
inertes quanto a carga
elétrica.
Partículas soltas
(grãos), solos
granulares (areia e
pedregulho).
Granulometria e sedimentação
Peneiramento é eficaz para
solos grossos.
Para solos finos (areia fina,
siltes e argilas) a
sedimentação tem o limite de
diâmetro >0,001mm.
A sedimentação não
caracteriza a principal
característica das argilas, a
sua carga elétrica;
“todo
argilomineral é
uma argila mas
nem toda argila é
um argilomineral”
Interação solo água
Característica de um
solo argiloso é a sua
interação com a água.
O teor de umidade
determina a
consistência de um
solo argiloso que pode
ir de uma lama muito
mole a um solo duro.
Dupla camada difusa (umidade)
Dependendo do teor de umidade:
As partículas podem desenvolver camadas
difusas individuais e não ocorre interação entre
partículas, a um movimento livre entre as
partículas.
Quando o solo seca reduz a camada difusa das
partículas e ocorre interação entre partículas;
Quanto maior a carga elétrica maior a
quantidade de água para levar um solo de um
estado de consistência a outro.
Consistência dos Solos Estado de resistência, rigidez ou fluidez em que solos de
granulação fina se encontram
Solo solto Solo friável
Solo firme Solo extremamente firme
Mesmo solo: rijo e fluido
Estado das Areias
- Compacidade
Tipo de areia e min e max
Uniforme de grãos angulares 0,70 1,10
Bem graduada de grãos
angulares
0,45 0,75
Uniforme de grãos
arredondados
0,45 0,75
Bem graduada de grãos
arredondados
0,35 0,65
• O estado em que se encontra
uma areia;
• Pode ser expresso pelo seu
índice de vazios;
• OBS 1: o valor de “e”
não define o estado da
areia só.
• OBS 2: Para um mesmo
valor de “e” uma areia
pode ser FOFA ou
COMPACTA.
• É necessário avaliar o índice
de vazios natural em
confronto com o “e” máximo
e mínimo.
Classificação Compacidade
Relativa
Muito Fofa 0-15
Fofa 15-50
Média 50-70
Compacta 70 – 85
Muito
Compacta
85 - 100
Como determinar “e”
natural?
Como determinar “e”
máximo e mínimo?
Estado das Areias - Compacidade
Ex: Para determinado solo arenoso, emax=0,82 e emin=0,42, seja G=2,66. No campo, o solo é compactado para uma massa específica úmida de 17,2kN/m3, com teor de umidade de 9%. Determine a compacidade relativa da compactação.
e?
S.e=G.w
g=G.gw(1+w)/1+e
e=Vv/Vs
S=Vw/Vv
gd=Ws/V
Estado das Argila
- Consistência
Consistência Resistênia, em kPa
Muito mole <25
Mole 25 a 50
Média 50 a 100
Rija 100 a 200
Muito rija 200 a 400
Dura >400
• A resistência com
que a argila se
apresenta;
• Pode ser
quantificada pelo
ensaio de
compressão simples;
• Carga que leva o CP
a ruptura / área do
CP = resistência a
compressão simples.
É um caso especial do ensaio triaxial, onde a tensão confinante é nula (σc = σ3 = 0). Este ensaio é utilizado para determinar a resistência não drenada de solos argilosos (Su ou Cu)
Estados de Consistência dos Solos
Sólido: o volume total do material não se altera quando seu teor de umidade varia.
Semi-Sólido: o solo trinca e rompe ao
ser trabalhado.
Plástico: o solo pode ser moldado sob
diferentes formas sem trincar nem variar de volume.
Fluido ou Líquido: o solo se comporta
como um fluido viscoso.
Limites de Consistência
(Limites de Atterberg)
Limite de Liquidez (wL ou LL)
Limite de Plasticidade (wP ou LP)
Limite de Contração (wC ou LC)
semi-sólido plástico fluido ou líquido
Estado do Solo
Teor de Umidade Limite de
Plasticidade (wP)
Limite de Liquidez
(wL)
Limite de Contração
(wC)
sólido
Limite de Liquidez (wL)
Norma NBR 7180 - ABNT
Aparelho de Casagrande
Método do cone (Norma Britânica)
Teor de umidade correspondente ao fechamento de uma ranhura padrão sob 25
golpes no Aparelho de Casagrande
Determinação do Limite de Liquidez
30
32
34
36
38
40
42
44
46
1 10 100
Número de Golpes
Teo
r d
e U
mid
ad
e (%
)
25 golpes
LL
Limites de Consistência
Curva de Fluidez
Limite de Plasticidade (wP)
Norma NBR 9180 ABNT
Teor de umidade em que o solo começa a
trincar ao ser moldado um cilindro com
3mm de diâmetro rolando-se o solo com a
palma da mão sobre uma placa de vidro
esmerilhado.
Limite de Contração (wc)
Norma NBR 7183/82 ABNT
Teor de umidade abaixo do qual o solo não
varia mais de volume em um processo de
secagem.
Método do mercúrio
Método da parafina
Limite de Contração (wc)
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
10 20 30 40 50
Teor de Umidade (%)
Vo
lum
e o
u V
ari
ação
de V
olu
me
(cm
3)
wc
Ex.: A seguir, são mostrados os resultados de um ensaio de limite de contração:
• Volume inicial do solo em estado saturado=16,2 cm3
• Volume final do solo em estado seco = 10,8cm3
• Massa inicial em estado saturado = 44,6g
• Massa final em estado seco = 32,8g.
Índices de Consistência
IP = wL – wP
Fornece uma indicação da plasticidade do solo
IP = 0 solo não plástico
1 < IP < 7 solo de baixa plasticidade
7 < IP < 15 solo de plasticidade média
IP > 15 solo de alta plasticidade
Índice de Plasticidade
Val
ore
s tí
pic
os
de
lim
ites
de
consi
stên
cia
de
min
erai
s ar
gíl
icos
(Lam
be
& W
hit
man
, 1
96
7)
Mineral Íon wL wP IP wC
trocável (%) (%) (%) (%)
Montmorilonita
Ilita
Caulinita
Atapulgita
Índices de Consistência
Índice indicativo da história de tensões do solo natural
IL ~ 1 Solo normalmente adensado
IL ~ 0 Solo sobre-adensado
IL >> 1 Argila de alta sensibilidade
IL < 0 Argila altamente sobre-adensada ou ressecada
Índice de Liquidez
PL
P
ww
wwIL
Índices de Consistência
Fornece uma indicação do estado de consistência em que o solo se encontra no campo
IC < 0 solo no estado fluido
0 < IC < 1 solo no estado plástico
IC > 1 solo no estado sólido ou semi-sólido
IP
wwIC L
Índice de Consistência
Índice de Sensibilidade das Argilas (Sensitivity Index de Skempton)
lgamo
ind
c
c
tS
cind = resistência à compressão simples do solo indeformado.
camolg = resistência à compressão simples do solo amolgado, reconstituído no mesmo teor de umidade do solo indeformado.
St < 1 não sensível
1 < St < 2 sensibilidade baixa
2 < St < 4 sensibilidade média
4 < St < 8 sensível
St > 8 ultra-sensível