Capa

Instituto Superior TcnicoMaio de 2006

Rita Pires 53592

Joo Alves 53511

ndiceObjectivos

2

Introduo

2

Ensaios de determinao do Limite de Liquidez e do Limite de Plasticidade

3

Ensaio de determinao da curva granulomtrica

5

Procedimentos dos ensaios

7

Classificao do solo pela Classificao Unificada

9

Principais caractersticas geotcnicas

10

Principais caractersticas como material de construo e de fundao

11

Comentrios

12

Bibliografia

13

Objectivos

objectivo deste trabalho proceder-se determinao dos Limites de Liquidez e de Plasticidade de um determinado solo, atravs dos resultados obtidos em laboratrio.

A partir destes valores pretende-se determinar a curva granulomtrica do solo, bem como classific-lo atravs da Classificao Unificada.

Aps a classificao poderemos ento deduzir as principais caractersticas geotcnicas do mesmo solo, bem como a sua viabilidade na utilizao como material de construo e de fundao.

Introduo

A classificao de um solo, decorrente do conhecimento da sua granulometria, um factor determinante para a seleco do mesmo para uma obra de engenharia.

Para chegarmos a esta classificao, torna-se necessrio estabelecer alguns valores de extrema relevncia. So eles: o teor em gua, w, o Limite de Plasticidade, LP, o Limite de Liquidez, LL, e o ndice de Plasticidade, IP.

O teor em gua a relao, expressa em percentagem, entre a massa de gua que se evapora do provete entre 105C e 110C e a massa do provete depois de seco (segundo a Norma NP ( 84, 1965).

Os Limites de Retraco, Plasticidade e Liquidez so tambm chamados de Limites de Consistncia ou Limites de Atterberg, e representam a fronteira entre os diversos estados de comportamento de um solo fino. medida que o teor em gua aumenta, o estado do solo vai evoluindo no sentido Slido, Semi-Slido, Plstico e Lquido. O Limite de Retraco separa os estados Slido e Semi-Slido. O Limite de Plasticidade encontra-se entre os estados Semi-Slido e Plstico, enquanto que o Limite de Liquidez se situa entre o estado Plstico e Lquido.

diferena numrica entre os Limites de Liquidez e de Plasticidade chamamos de ndice de Plasticidade.Ensaios de determinao do Limite de Liquidez e do Limite de Plasticidade

Segundo a Norma Portuguesa NP ( 143, 1969 que se destina a definir e a fixar os processos de determinao dos Limites de Retraco, Plasticidade e Liquidez de solos com fins destinados Engenharia Civil, entende-se por Limite de Liquidez de uma amostra de solo, o teor em gua resultante de 25 pancadas, obtido por interpolao numa curva. Esta curva relaciona o teor em gua de cada um dos 4 provetes da amostra, com o nmero de pancadas para qual os bordos inferiores de um sulco aberto num provete se unem numa extenso de 1cm, sendo que este ensaio realizado na Concha de Casagrande.Segundo a mesma Norma, entende-se por Limite de Plasticidade de uma amostra de solo, a mdia dos teores em gua de 4 provetes da dita amostra. Cada um dos teores recolhidos o maior com que cada provete rompe ao pretende-se transform-lo num filamento cilndrico com cerca de 3mm de dimetro, por rolagem do provete entre a palma da mo e uma placa de vidro sobre papel milimtrico.A determinao destes Limites unicamente aplicvel a solos com mais de 30%, em massa, de partculas com dimenses inferiores a 0,05mm. So por isso excludos destes ensaios os solos predominantemente arenosos.No caso do ensaio para determinao do Limite de Liquidez, anota-se o nmero de pancadas correspondente a cada um dos ensaios, para depois se traar uma curva relacionando este nmero (nas abcissas, em escala logartmica), com o respectivo teor em gua (em ordenadas, em escala aritmtica). O Limite de Liquidez da amostra ensaiada dado pelo teor em humidade obtido por interpolao da dita curva. O resultado expresso em percentagem, arredondado s unidades. No caso de no ser possvel determinar o referido Limite, considera-se o solo como No-Plstico.No caso da determinao do Limite de Plasticidade estabelecem-se os teores em gua de 4 provetes cilndricos, quando estes partem com um dimetro de 3mm. A apresentao da mdia dos teores em gua, ou Limite de Plasticidade, feita em percentagem e arredondada s unidades e, caso a determinao no seja possvel, classifica-se o solo como No-Plstico.Apresentam-se, de seguida, os resultados obtidos em laboratrio.Limite de Liquidez:Nmero da cpsula169509177

m1Peso da cpsula (g)7,9611,227,8111,19

m2Peso da cpsula + Solo hmido (g)14,4619,1114,0418,33

m3Peso da cpsula + Solo seco (g)12,6417,0112,4516,56

Ws=m3-m1Peso do solo seco (g)4,685,794,645,37

Ww=m2-m3Peso da gua (g)1,822,101,591,77

(Ww/Ws)*100Teor em gua (%)38,8936,2634,2732,96

Nmero de golpes10213252

LL=35%

Limite de Plasticidade:

Nmero da cpsula11312313679

m1Peso da cpsula (g)11,3412,3810,6210,99

m2Peso da cpsula + Solo hmido (g)16,6922,4617,7216,58

m3Peso da cpsula + Solo seco (g)15,5720,4016,3415,48

Ws=m3-m1Peso do solo seco (g)4,238,025,724,49

Ww=m2-m3Peso da gua (g)1,122,061,381,10

(Ww/Ws)*100Teor em gua (%)26,4825,6924,1324,50

Mdia dos teores em gua25,20

LP=25%

IP=LL-LP=10%

Ensaio de determinao da curva granulomtrica

Entende-se por composio granulomtrica de um solo a distribuio, em massa, das partculas constituintes desse mesmo solo com tamanhos inferiores a determinadas dimenses.

A tcnica utilizada no laboratrio foi a peneirao, frequentemente utilizada para valores maiores que 0,06mm, que consiste em fazer-se passar, atravs de agitao, uma determinada massa de solo sobre uma srie padronizada de peneiros, com uma rede progressivamente mais apertada. Este mtodo procura determinar a percentagem ponderal das partculas com diferentes gamas de dimenses. Determina-se ainda o peso do solo retido em cada peneiro. Se o solo contiver partculas finas, de dimenso inferior a 0,06mm, a amostra deve ser previamente tratada com um antifloculante, seguindo-se a lavagem dos peneiros (peneirao por via hmida).

Os resultados so representados num grfico em escala semi-logartmica. As abcissas, em escala logartmica, mostram os dimetros equivalentes das partculas, com a respectiva malha dos peneiros, enquanto que as ordenadas, em escala decimal, representam as percentagens acumuladas de material que passa, referidas massa total da amostra. A unio, por troos rectos, dos vrios pontos constitui a curva granulomtrica.

Seguidamente, apresentam-se os resultados obtidos em laboratrio.Massa total da amostra: mt=937,60 (g)Massa retida no peneiro 2.00mm (#10): m10=83,05 (g)Massa passada no peneiro 2.00mm (#10): m10=854,56 (g)

Fraco retida no peneiro de 2.00mm (#10):PeneirosMassa Retida (g)

mx% RetidaNx=(mx/ma)*100% Acu. RetidaNx% Acu. PassadaNx=100-Nx

50.0 (2)0.000.000.00100.00

37.5 (3/2)0.000.000.00100.00

25.0 (1)16.341.741.7498.26

19.0 (3/4)9.351.002.7497.26

9.5 (3/8)22.502.405.1494.86

4.75 (#4)13.501.446.5893.42

2.00 (#10)21.362.288.8691.14

Fraco passada no peneiro de 2.00mm (#10):

Massa de amostra a ensaiar ma=225.70 (g)

N10=100*(m10/mt)

PeneirosMassa Retida (g)mx% RetidaNx=(mx/ma)N% Acu. RetidaNx% Acu. PassaNx=100-Nx

2018.327.4016.2683.74

4023.329.4225.6774.33

608.213.1228.9971.01

14026.3510.6439.6360.37

20024.289.0149.4350.57

Procedimentos dos ensaiosDeterminao do Limite de Liquidez (Segundo a Norma NP ( 143, 1969)1. Tomam-se 500g da amostra a ensaiar, que se pisam no almofariz, com o objectivo de promover a separao das suas partculas sem alterao da granulometria, e passam-se atravs do peneiro #40.2. Do material que passar atravs do peneiro, tomam-se 100g que se amassam esptula com gua destilada at se formar uma pasta homognea e consistente. De cada vez que se adicionar gua, a amassadura deve demorar pelo menos 5 minutos.3. Depois de se verificar que a Concha de Casagrande est perfeitamente limpa, e se cai livremente e sem grandes folgas, toma-se uma poro de pasta preparada como se indicou que se coloca de modo que se obtenha uma camada, no muito comprimida, com a espessura mxima de 1cm e com a superfcie nivelada.4. Preparado o primeiro provete, faz-se nele um sulco que dever ser obtido deslocando o riscador segundo o dimetro da concha normal ao eixo da manivela e mantendo-o perpendicular superfcie da concha.5. Acciona-se a manivela, razo de 2 voltas por segundo, at que as duas pores do provete, devido s pancadas da concha sobre a base, entrem em contacto pela parte inferior do sulco numa extenso de cerca de 1cm, e anota-se o nmero de pancadas correspondente.6. Retiram-se, ento, com a ponta da esptula, cerca de 10g do provete da zona do sulco em que se deu a unio, e procede-se determinao do seu teor em gua.

7. Ensaiado o primeiro provete, sero sucessivamente preparados mais trs por adio de novas quantidades de gua destilada pasta anteriormente obtida, por forma a que a torne mais fluida.

8. Repetem-se sobre cada um dos restantes trs provetes as operaes indicadas. Os teores em gua dos 4 provetes devem ser escolhidos de modo que o nmero de pancadas necessrias para unir os bordos dos sulcos varie entre 10 e 40, e se distribuam, em dois ensaios, abaixo de 25 e, em outros dois, acima.Determinao do Limite de Plasticidade (Segundo a Norma NP ( 143, 1969)

1. Tomam-se 100g da amostra que, se necessrio, se secam ao ar ou na estufa. Pisam-se no almofariz apenas para separar as partculas, e peneiram-se.2. Do material que passar atravs do peneiro tomam-se 20g que se amassam esptula com gua destilada, at que a massa se torne suficientemente plstica para permitir moldar com facilidade quatro pequenas esferas de dimetros sensivelmente iguais.3. Rola-se um dos provetes da mistura obtida entre a palma da mo e a placa de vidro, com presso suficiente para a transformar num filamento cilndrico. Quando o dimetro do filamento atinge cerca de 3mm, volta a formar-se a esfera e a rol-la de novo, e continuam-se estas operaes at que devido progressiva secagem do provete, se d a rotura do filamento quando o seu dimetro atinge cerca de 3mm.4. Aglomeram-se ento os filamentos obtidos e determina-se o seu teor em gua.5. Repetem-se sobre cada um dos restantes trs provetes as operaes indicadas.

Classificao do solo pela Classificao Unificada

Tendo em conta a granulometria do solo, atravs da anlise da curva, e tendo determinado os Limites de Liquidez e de Plasticidade, e o ndice de Plasticidade do solo, possvel classific-lo de acordo com a Classificao Unificada:

* O IP situa-se abaixo da linha A. Isto pode acontecer por eventuais deficincias na secagem, aumentando o LP.Principais caractersticas geotcnicas

O solo uma argila magra arenosa e, por isso, : impermevel quando compactado; pouco resistente ao corte, quando compactado e saturado; pouco compressvel, quando compactado e saturado; e bom a razovel, em termos de trabalhabilidade como material de construo.Principais caractersticas como material de construo e de fundaoComo material de construo, a argila magra arenosa pode considerar-se um solo:

Em barragens de terra:

Muito bom para ncleosComo qualquer argila, o solo impermevel, mas tem pouca resistncia mecnica.

Bom para macios homogneos

No aplicvel em macios laterais

Em canais:

Muito pouco resistente erosoAs partculas so to pequenas que so lavadas pelas guas de escorrncia, mas o solo em si muito impermevel.

Muito bom como revestimento de terra compactada

Em fundaes:

Bom comportamento quando a percolao importanteA resistncia ao corte diminuta, bem como a compressibilidade do solo.

Mau comportamento quando a percolao no importante

Em estradas:

Mau comportamento quando o empolamento por congelao impossvelComo o solo muito poroso, a gua congela nos interstcios relativamente grandes, e congela, aumentando o seu volume. No caso dos revestimentos, os lenis freticos criados pela elevada impermeabilidade, podem ser um problema para o trfego rodovirio.

Razovel comportamento quando o empolamento por congelao possvel

Razovel para revestimentos

Comentrios

Em qualquer trabalho experimental, um factor importante para um resultado vivel a reduo do erro. No nosso caso, variados passos do procedimento foram feitos no por ns, mas pelo pessoal responsvel pelo laboratrio, pelo que supomos os erros mnimos, no que toca aos dados que nos foram posteriormente fornecidos.

No entanto no podemos deixar de referir algumas possveis fontes de impreciso, tais como: a troca e as irregularidades dos operadores; a dificuldade de percepo na unio do sulco, no ensaio de determinao do Limite de Liquidez, bem como na quebra do filete aos 3mm de dimetro, no ensaio de determinao do Limite de Plasticidade; a heterogeneidade da amostra, que se veio a verificar ser o erro mais marcante para a determinao do ndice de Plasticidade, pois torna a determinao do teor em gua mais imprecisa; influncias do exterior, tanto na pesagem das amostras, como no isolamento das cpsulas para homogeneizao e secagem.

Apesar de todas estas pequenas imprecises, os resultados podem considerar-se aceitveis, tornando por isso legtima a anlise subsequente.Bibliografia Elementos de apoio s aulas de laboratrio de Mecnica dos Solos; Seco de Folhas AEIST; ano lectivo 2004/2005 2 Semestre Neves, E. M.; Mecnica dos Solos; Instituto Superior Tcnico, 2004 Formulrio de Mecnica dos Solos; Seco de Folhas AEIST; ano lectivo 2004/2005 2 SemestreArgila Magra Arenosa

< 15% Cascalho

% Areia > % Cascalho

( 30% retido acumulado no peneiro #200

CL

IP > 7 *

Supe-se inorgnico

LL < 50%

Classificao dos Solos Finos

(50% ou mais passado no peneiro #200)

EMBED Excel.Chart.8 \s

EMBED Excel.Chart.8 \s

PAGE 3

_1209249334.xlsGrfico1

38.8888888889

36.2694300518

34.2672413793

32.9608938547

Limite de Liquidez

Sheet1

Limite de Liquidez [ LL ]Fraco Retida no Peneiro de 2.00mm (#10)Solo de Classe SM

# cpsula169509177PeneirosMassa Retida (g)% Retida% Ac Retida% Ac PassadaPermeabilidade quando compactadoSemi-Imp a ImpBarragens de Terra

p cpsula (g) [m1]7.9611.227.8111.1950.0 (2")00.00%0.00%100.00%Resistncia ao corte quando compactado e saturadoBoaMacios de TerraNcleoMacios Laterais

p cpsula+solo hmido (g) [m2]14.4619.1114.0418.3337.5 (3/2")00.00%0.00%100.00%Compressibilidade quando compactado e saturadoBaixa45-------

p cpusla+solo seco (g) [m3]12.6417.0112.4516.5625.0 (1")16.341.62%1.62%98.38%Trabalhabilidade como material de construcoRazovel

p solo seco (g) [Ws = m3 - m1]4.685.794.645.3719.0 (3/4")9.350.92%2.54%97.46%

p gua (g) [Ww = m2 - m3]1.822.101.591.779.5 (3/8")22.52.22%4.76%95.24%Canais

teor gua (%) [Ww/Ws]x10038.89%36.27%34.27%32.96%4.75 (#4)13.51.33%6.10%93.90%Resistncia erosoRevestimento de Terra Compactada

# golpes102132522.00 (#10)15.361.52%7.62%92.38%8 (com seixo)5 (eroso critica)

Limite de Plasticidade [ LP ]Fraco Passada no Peneiro de 2.00mm (#10)Fundaes

# cpsula11312313679PeneirosMassa Retida (g)% Retida% Ac Retida% Ac PassadaPercolao ImportantePercolao No Importante

p cpsula (g) [m1]11.3412.3810.6210.992018.328.70%16.31%83.69%37

p cpsula+solo hmido (g) [m2]16.6922.4617.7216.584023.3211.07%27.39%72.61%

p cpusla+solo seco (g) [m3]15.5720.4016.3415.48608.213.90%31.28%68.72%

p solo seco (g) [Ws = m3 - m1]4.238.025.724.4914026.3512.51%43.79%56.21%Estradas

p gua (g) [Ww = m2 - m3]1.122.061.381.1020024.2811.53%55.32%44.68%AterrosRevestimento

teor gua (%) [Ww/Ws]x10026.48%25.69%24.13%24.50%Imp. Empolamento por CongelaoPos. Empolamento por Congelo

mdia de teores em gua25.20%8106

y = 47,348 - 3,683ln(x)mt (g)1011.5

m#10 (g)77.05

LL = 35,49 %Finos44.68%m'#10 (g)934.45

LP = 25,20 %Areia49.22%% m'#10 (%)92.38%

IP = 10,29%Cascalho6.10%ma (g)194.6

Solo Grosso ---> + 50% retido no #200

Areia ---> %Areia > %Cascalho

SM ---> ML - Carta de Platicidade

Areia Siltosa --->