Profª Aline Cristina Souza dos Santos

(alinecris16@hotmail.com)

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

COMPORTAMENTO DOS SOLOSObjetivo da Mecânica dos Solos

Caracterização Granulométrica

Estudar o comportamento dos solos perante as diversas solicitações da Engenharia (aplicação ou alívio de tensões,

escoamento de água entre os vazios, etc...).

COMPORTAMENTO DOS SOLOSObjetivo da Mecânica dos Solos

Caracterização Granulométrica

Permite boa definição do comportamento de solos arenosos e

pedregulhos, porém não para os solos finos (argilosos).

IMPORTÂNCIA DA FRAÇÃO ARGILA

% de argila

Plasticidade, potencial de expansão ou contração, compressibilidade, coesão

Condutividade hidráulica, ângulo de atrito interno

IMPORTÂNCIA DA FRAÇÃO ARGILASolos argilosos possuem grande

superfície específica em suas partículas.

Superfície Específica Total

Frag

me

nto

s

VO

LUM

E =

6 m

³

IMPORTÂNCIA DA FRAÇÃO ARGILAO comportamento de solos com

superfícies específicas tão distintas perante a água é muito diferenciado.

IMPORTÂNCIA DA FRAÇÃO ARGILAPara a mesma fração argilosa, o solo pode ter

comportamento muito diferente dependendo das características dos minerais presentes em suas partículas.

SOLOS ARGILOSOSPara uma melhor caracterização destes solos necessita-se do

estudo das suas propriedades plásticas, as quais dependem de alguns fatores tais como: o teor de umidade, forma das

partículas e da composição química e mineralógica do solo.

CONSTITUIÇÃO DOS SOLOS

Confereplasticidade

PLASTICIDADEPropriedade de certos sólidos

serem moldados (deformações rápidas) sem apreciável variação de

volume (ou ruptura).

Associada aos solos finos

Depende do tipo de argilo-mineral presente no solo

Influenciada pela quantidade de água presente (teor de umidade) e ligação entre as moléculas de água e as partículas

ESTADOS DE CONSISTÊNCIA

Um solo argiloso pode se apresentar em um estado líquido, plástico, semi-sólido ou sólido, dependendo de sua umidade.

Início do Século XX, pesquisas do químico sueco Albert Atterberg:

LIMITES DE ATTERBERG

LC = Limite de ContraçãoLP = Limite de PlasticidadeLL = Limite de Liquidez

LIMITES DE ATTERBERGLimite de Liquidez (LL) - teor de umidade no qual o solo começa a se

comportar como um líquido, ou seja flui

(No limite de liquidez, um solo fino tem uma resistência ao

cisalhamento aproximadamente igual a 2,5 kN/m2)

Limite de Plasticidade (LP) - teor de umidade no qual o solo começa a

comportar como um material plástico

Limite de contração (LC) - teor de umidade a partir do qual reduções

da umidade não acarretam redução de volume da amostra

(LC representa a quantidade de água requerida para saturar o

solo - Sr=100%)

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)É o teor de umidade que separa o estado de consistência

líquido do plástico e para o qual o solo apresenta uma pequena resistência ao cisalhamento.

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

Aparelho de Casagrande para Determinação do LL

VIDEO: Ensaio de Limite de Liquidez“Ensaio de Limite de Liquidez do Solo – NBR 6459”

DE-2: Departamento de Ensino de Fortificação e Construção

Laboratório de Materiais de

Construção

Disponibilizado digitalmente por Cleberson Souza

(http://www.youtube.com/watch?v=1N_jc014LH0)

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)Após o ensaio lançam-se os pontos experimentais obtidos, num gráfico

“Teor de Umidade X log(n°de golpes)”. Ajusta-se uma reta passando por esses pontos. O limite de liquidez corresponde à umidade para a qual

foram necessários 25 golpes para fechar a ranhura de solo.

70 9010 20 30 40 50 60 80 10043

44

45

46

47

48

49

50

51

Teo

r d

e u

mid

ad

e (%

)

n° golpes25

LL

LIMITE DE PLASTICIDADE (LP)Corresponde a um teor de umidade mínimo no qual a coesão é

pequena para permitir deformação, porém, suficientemente alta para garantir a manutenção da forma adquirida.

LIMITE DE PLASTICIDADE (LP)

VIDEO: Ensaio de Limite de Plasticidade“Ensaio de Limite de Plasticidade do Solo – NBR 7180”

DE-2: Departamento de Ensino de Fortificação e Construção

Laboratório de Materiais de

Construção

Disponibilizado digitalmente por Cleberson Souza

(http://www.youtube.com/watch?v=voyfCB9wsiU)

LIMITE DE PLASTICIDADE (LP)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%

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).

LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC)Representa o menor teor de umidade abaixo do qual o solo argiloso não irá mais reduzir o seu volume, isto é, o solo não mais se contrai, mesmo que ainda continue perdendo peso.

LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC)

VIDEO: Ensaio de Limite de ContraçãoUNITEC - Universidad Tecnológica de México

Laboratorio de Investigación y

Desarrollo en Mecánica de Suelos

Disponibilizado digitalmente por Eduardo Raudales

(http://www.youtube.com/watch?v=zceSM0CK1-Y)

LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC)O limite de contração é determinado pela equação:

V = Volume da amostra seca

P = Peso da amostra seca

γw = Peso específico da água

γs = Peso específico das partículas sólidas

100..1

P

VLC w

s

Apesar da definição dos limites ser arbitrária, os resultados permitem a determinação de índices comparativos para os solos.

ÍNDICE DE PLASTICIDADE (IP)

• Faixa de valores em que o solo se apresenta plástico.

• Indica a quantidade de água que deve ser acrescentada ao solo (com

consistência inicial no Limite de Plasticidade) para levá-lo ao estado líquido

(Limite de Liquidez)

•Determina a condição plástica da argila

CONDIÇÃO DA ARGILA FAIXA DE IP

Não Plástica IP = 0

Fracamente Plástica 1 < IP < 7

Medianamente Plástica 7 < IP < 15

Altamente Plástica IP > 15

ÍNDICE DE PLASTICIDADE (IP)

• Os solos costumam ser tanto mais compressíveis quanto maior seu LL

• O IP permite comparar a compressibilidade entre tipos diferentes de solo

ÍNDICE DE PLASTICIDADE (IP)

• Empregado para classificação de solos finos (Ex: Sistema Unificado – Carta de Plasticidade de Casagrande)

ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA (IC)

• Indica a consistência do solo no estado em que se encontra em campo.

ESTADO DA ARGILA FAIXA DE IC

Fluido - denso IC < 0

Plástico 0 < IC < 1

Semi-sólido ou Sólido IC > 1

Umidade natural do solo em campo

ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA (IC)

• Indica a consistência do solo no estado em que se encontra em campo e permite estimar a resistência do mesmo.

CONSISTÊNCIADA ARGILA

FAIXA DE IC RESISTÊNCIA (kPa)

Mole IC <0,5 25 a 50

Média 0,5 < IC < 0,75 50 a 100

Rija 0,75 < IC < 1 100 a 200

Dura IC > 1 200 a 400

ÍNDICE DE ATIVIDADE DAS ARGILAS (IA)

• Indica a proporção de influência da atividade da fração de argila presente no solo.

•Determina a condição de atividade da argila

ATIVIDADE DA ARGILA FAIXA DE IA

Inativa IA < 0,75

Normal 0,75 < IA < 1,25

Ativa IA > 1,25

Partículas menores que 0,002mm

EXEMPLO: Exercício 1Na determinação do Limite de Liquidez de um solo, de acordo com o Método Brasileiro NBR 6459, foram feitas cinco determinações do número de golpes para que a ranhura se feche, com teores de umidade crescentes como na tabela a seguir. Qual o Limite de Liquidez do solo ensaiado? R: 54%

EXEMPLO: Exercício 2Com a mesma amostra do exercício anterior, foram feitas quatro determinações do Limite de Plasticidade, de acordo com o Método Brasileiro NBR 7180. Obtiveram-se as seguintes umidades quando o cilindro com diâmetro de 3mm se fragmentava ao ser moldado: 22,3%; 24,2%; 21,9% e 22,5%. Qual o Índice de Plasticidade do solo ensaiado? R: 22%

REFERÊNCIASCAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações 1 – fundamentos. 6.

Ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos. 1988.

PINTO, Carlos de Souza. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. 3ª ed.

São Paulo: Oficina de Textos. 2006.

SOARES, José Mario Doleys; PINHEIRO, Rinaldo J. B.; TAVARES, Ildomar S.. Notas

de aula – mecânica dos solos. 2006. 15. Apostila – Centro de Tecnologia,

Departamento de Transportes, Universidade Federal de Santa Maria. 2006. Disponível

em < http://www.4shared.com/file/y-YDPPYy/mecanica_dos_solos.htm> Acessado em

14 de Nov. de 2010.