Laboratório de Mecânica dos Solos TC 033

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Laboratório de Mecânica dos Solos

TC 033

Vítor Pereira Faro

vpfaro@ufpr.br

Março 2017

Curso de Engenharia Civil – 5º Semestre

SOLO

É o termo aplicado a todo material da crosta terrestre

proveniente da decomposição de rochas, constituído

por elementos minerais e/ou orgânicos, que

dependem da composição química e mineralógica da

rocha de origem, das características do relevo, dos

diferentes climas e do tempo de exposição às

(2)

SOLO

A classificação dos solos, por meio de suas

propriedades físicas, químicas e mineralógicas é

tratada de acordo com os fundamentos da Ciência

dos Materiais, tanto no campo da:

• Geologia

• Geotecnia

• Agronomia

Na Arquitetura e Construção com Terra – denominação dada a

toda produção arquitetônica que emprega o solo como a

principal matéria‐prima – ele recebe denominações diversas

tais como:

• terra crua

• terra sem cozer

• terra para construir

• Etc…

DE TERRA A SOLO

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O termo solo é usado quando envolve

classificações e caracterizações, que também são

adotadas em outros campos da Engenharia,

assim como os termos solo‐cimento, solo‐cal e

solo estabilizado, entre outros.

DE TERRA A SOLO

• Os solos apropriados à construção geralmente estão

localizados no subsolo, também chamado de horizonte

B, livres de matéria orgânica.

• Em zonas semi‐áridas e áridas, é possível encontrar

solos adequados na superfície, após eliminar pedras,

raízes e todo material orgânico presente.

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As propriedades mais importantes dos solos visando seu

uso na construção são:

• na seleção: composição granulométrica, plasticidade e

retração;

• no controle da execução: umidade e grau de compac‐

tação.

DE TERRA A SOLO

Ensaios Expeditos:

• Testes Táctil‐Visual

• Queda da Bola

• Teste do Vidro

• Teste do Cordão

• Teste da Fita

• Teste de Exudação

• Teste de Resistência Seca

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A aparência pode revelar alguns dados muito importantes sobre o

tipo e as características de terra.

1 – Caracterização por tamanho das partículas

2– Caracterização por cor

3– Caracterização por brilho

4 – Tato

TESTES TÁCTIL‐VISUAL

1 – Caracterização por tamanho das partículas

A terra pode ser preliminarmente classificada através do seguinte procedimento: • espalhar a amostra de terra seca em uma fina camada sobre uma superfície

plana;

• com as mãos, separar as partículas visíveis a olho nu.

As partículas visíveis a olho nu correspondem a areia e pedregulho; o que restar, o material fino, corresponde ao silte e argila.

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Então:

• se a quantidade de silte e argila for maior que a de areia e pedregulho, a terra é classificada como siltosa ou argilosa;

• ao contrário, a terra é arenosa ou pedregosa.

No caso de terra arenosa ou pedregosa, tomar um pequeno punhado da amostra inteira (não apenas a parte de areia e pedregulho), umedecer, sem ensopar, e apertar formando uma bola.

Deixar secar ao sol. Se a bola se desintegrar ao secar, a terra não é apropriada para construção, a menos que ela seja misturada com outros materiais.

TESTES TÁCTIL‐VISUAL

Figura: Aspectos das partículas que compõem a terra, após peneiramento, observando‐se as frações retidas em cada uma das peneiras da série normal

Obede B . F ari a

(7)

2 – Caracterização por cor

Outra característica da terra pode ser revelada em função da sua cor: • as cores claras e brilhantes são características de solos inorgânicos; • as cores marrom escuro, verde oliva ou preta são características de solos

orgânicos.

TESTES TÁCTIL‐VISUAL

3 – Caracterização por brilho

A presença da argila pode ser avaliada através do brilho, ainda que a areia quart‐ zosa ou com determinado teor de mica apresentam aparência brilhante também. • tomar um pouco de material bem fino e amassar com água até formar uma

bola compacta do tamanho da mão;

• cortar pela metade e observar as superfícies.

Se:

• as superfícies são brilhantes ou há muito brilho, a terra é argilosa; • as superfícies apresentam pouco brilho, a terra é siltosa;

• as superfícies são opacas, a terra é arenosa.

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4 – Tato

Ao esfregar, entre os dedos, uma porção da terra seca, pode‐se identificar os tipos de partículas presentes pela sua textura da seguinte forma:

• a areia arranha;

• o silte cobre os dedos com partículas macias, como se fosse um talco.

Para verificar a presença de argila, umedecer uma porção da terra e moldar uma bola – quanto mais argila presente, mais fácil será formar a bola.

TESTES TÁCTIL‐VISUAL

As denominações areia silto‐argilosa, argila silto‐arenosa, silte areno‐argilosa, etc. decorrem da quantidade de cada componente na terra cuja primeira designação corresponde sempre ao

componente de maior teor.

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Este teste indica o tipo da terra em função da sua propriedade de coesão e consiste em:

• tomar uma porção da terra seca;

• juntar água e fazer uma bola com diâmetro aproximado de 3 cm; • deixar a bola cair, em queda livre, da altura aproximada de um metro.

Identificar o tipo de terra avaliando a forma de seu espalhamento: • terras arenosas espalham‐se com esfarelamento (ou desagregação); • terras argilosas espalham‐se menos e com maior coesão.

QUEDA DA BOLA

Teste da queda da bola: aspectos do espalhamento, em função do tipo de terra (argilosa esquerda e arenosa à direita)

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Este teste é fundamentado na sedimentação diferenciada dos constituintes da terra e consiste em:

• colocar uma porção de terra, seca e destorroada, em um vidro cilíndrico, liso e transparente, até cerca de 1/3 de sua altura;

• adicionar água até 2/3 da altura do vidro, acrescentando uma pitada de sal (o sal age como defloculante das partículas de terra, porém, se utilizado em demasia pode agir de forma contrária);

• tampar o vidro e agitar vigorosamente a mistura para que haja a dispersão do solo na água;

TESTE DO VIDRO

• deixar em repouso por 1 h e, em seguida, promover nova agitação; • colocar o vidro em repouso, sobre uma superfície horizontal;

Cada um dos componentes da terra decanta em tempos diferentes formando distintas camadas que se pode visualizar.

O pedregulho e a areia decantam primeiro, por serem as partículas mais pesadas, seguido do silte e por último a argila.

Se o solo contém matéria orgânica, esta sobrenada na superfície da água.

• quando a água estiver límpida, medir a altura das distintas camadas.

(11)

TESTE DO VIDRO

Este teste avalia a resistência da terra em um determinado estado de umidade e a relaciona com o tipo mais provável da terra. Ele consiste em:

• tomar uma porção da terra seca e adicionar água até que, rolando sobre uma superfície lisa e plana, seja possível formar um cordão que se quebra com 3 mm de diâmetro;

• formar uma bola da terra nessa umidade e verificar a força necessária para esmagá‐la entre o polegar e o indicador.

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TESTE DO CORDÃO

Carl os A . M os qui ni

Figura: Teste do cordão: formação do cordão, até a quebra com 3 mm de

diâmetro, e ruptura da bola. Exemplo de uma terra argilosa.

A avaliação é feita de acordo com as indicações contidas na tabela 4.

(13)

Este teste relaciona a plasticidade com o tipo da terra por meio do seguinte proce‐ dimento:

• tomar uma porção da terra e, com a mesma umidade do teste do cordão, fazer um cilindro do tamanho de um cigarro;

• amassar o cilindro de modo a formar uma fita, com 3 mm a 6 mm de espessura e o maior comprimento possível.

TESTE DA FITA

Carl os A . M os qui ni Figura: Teste da fita: formação do “cigarro” e da fita, com uma terra argilosa (três imagens superiores), tentativa de formação do “cigarro” com uma terra muito arenosa (imagem da esquerda)

Faz‐se a

avaliação

conforme as indicações contidas na tabela

(14)

Avalia a plasticidade da terra em função da sua capacidade de reter água da seguinte forma:

• tomar uma porção da terra bastante úmida e colocá‐la na palma da mão; • golpear esta mão com a outra de modo que a água saia para a superfície da

amostra, dando‐lhe um aspecto liso e brilhante.

TESTE DE EXSUDAÇÃO

O teste identifica o tipo da terra em função da sua resistência e consiste em:

• moldar duas ou três pastilhas de terra bem úmida, com cerca de 1 cm de espessura e 2 a 3 cm de diâmetro;

• deixar as pastilhas secarem ao sol por dois ou mais dias; • tentar esmagar cada pastilha entre o indicador e o polegar.

TESTE DA RESISTÊNCIA SECA

Carlos A. Mosquini

Figura: Teste de resistência seca. Abertura e

corte da “massa”; pastilhas recém cortadas; pastilhas secas (observando‐se a diferença de retração entre terra argilosa e arenosa), e tentativas de quebra das pastilhas entre os dedos (baseado em CEPED, 1984)

(15)

Seu comportamento é classificado de acordo com as indicações

contidas na tabela.

TESTE DA RESISTÊNCIA SECA

A textura de um solo é sua aparência ou sensação a toque e depende do tamanho relativo e forma das partículas, bem como da faixa ou distribuição desses tamanho.

A princípio, o solo é constituído de partículas minerais de diferentes tamanhos (frações granulométricas). A textura do solo corresponde à proporção relativa das frações granulométricas existentes em um solo. Ou seja, o quanto se tem de areia, silte e argila em uma amostra de solo. Três classes de textura:

• Solos de Textura Arenosa (Solos Leves) – Possuem teores de areia superiores a 70% e o de argila inferior a 15%.

• Solos de Textura Média (Solos Médios) – São solos que apresentam certo equilíbrio entre os teores de areia, silte e argila.

• Solos de Textura Argilosa (Solos Pesados) – São solos com teores de argila superiores a 35%.

(16)

Granulometria



Definição:

◦

É a distribuição, em porcentagem, dos diversos tamanhos de

grãos.

◦

É a determinação das dimensões das partículas do agregado e

de suas respectivas porcentagens de ocorrência.

Granulometria

◦ Motivo: A composição granulométrica tem grande influência nas propriedades das argamassas e concretos. ◦ Determinação: É determinada através de peneiramento, através de peneiras com determinada abertura constituindo uma série padrão.  Objetivo:

◦ Conhecer a distribuição granulométrica do agregado e representá‐la através de uma curva. Possibilitando assim a determinação de suas características físicas.

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• Medida da textura dos grãos do solo.

• Consiste na determinação das porcentagens, em peso, das

diferentes frações constituintes da fase sólida do solo;

• Somente para solos com diâmetro maiores que 0,075mm

(peneira n.200).

Granulometria

A composição granulométrica do solo é representada por meio do diagrama denominado curva granulométrica, que mostra a relação entre a quantidade e dimensão das partículas presentes.

(18)

É determinada por meio de dois ensaios:

• para as partículas maiores – pedregulho e areia – emprega‐

se o processo de peneiramento

• para as partículas mais finas – silte e argila – a análise é

feita por sedimentação

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

NBR 7181 2016 ‐ Solo ‐ Análise granulométrica

Determina‐se a quantidade percentual das partículas que passam ou que são retidas em peneiras de aberturas normalizadas.

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

B . F ari a

(19)

●

Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos segundo a

ABNT (PINTO, 2000)

● Fração Limites ● Matacão ● Pedra ● Brita ● Areia grossa ● Areia média ● Areia fina ● Silte ● Argila de 25 cm a 1 m de 7,6 cm a 25 cm de 4,8 mm a 7,6 cm de 1,2 mm a 4,8 mm de 0,3 mm a 1,20 mm de 0,05 mm a 0,3 mm de 0,005 mm a 0,05 mm inferior a 0,005 mm

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

DEFINIÇÕES IMPORTANTES

Porcentagem que Passa : É o peso de material que passa em cada peneira, referido ao peso seco da amostra; Porcentagem Retida : É a percentagem retida numa determinada peneira. Obtemos este percentual, quando conhecendo‐se o peso seco da amostra, pesamos o material retido, dividimos este pelo peso seco total e multiplicamos por 100;

Porcentagem Acumulada : É a soma dos percentuais retidos nas peneiras

superiores, com o percentual retido na peneira em estudo;

(20)

DEFINIÇÕES IMPORTANTES

Módulo de Finura: É a soma dos percentuais acumulados em todas as

peneiras da série normal, dividida por 100. Quanto maior o módulo de finura, mais grosso será o solo;

Diâmetro Máximo: Corresponde ao número da peneira da série normal na

qual a porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5%, desde que essa porcentagem seja superior a 5% na peneira imediatamente abaixo; Diâmetro Efetivo: Abertura da peneira para a qual temos 10% em peso total de todas as partículas menores que ele. “% Passante” (10% das partículas são mais finas que o diâmetro efetivo). Esse parâmetro fornece uma indicação sobre a permeabilidade das areias. def = d10

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

DEFINIÇÕES IMPORTANTES

Coeficiente de Não Uniformidade: Ainda segundo Allen‐Hazen, é a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na curva granulométrica. Esta relação indica, a falta de uniformidade, pois seu valor diminui ao ser mais uniforme o material.

Cnu < 5 muito uniforme

5 < Cnu < 15 uniformidade média Cnu > 15 não uniforme

(21)

DEFINIÇÕES IMPORTANTES

Coeficiente de Curvatura: Fornece a ideia do formato da curva permitindo detectar descontinuidades no conjunto. 1 < CC < 3 solo bem graduado CC < 1 ou CC > 3 solo mal graduado

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

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● Quanto maior for o valor de Cnu mais bem graduado é o solo.

● Solos que apresentam Cnu = 1 possuem uma curva granulométrica em pé (solo mal graduado – curva granulométrica c – Figura).

● Solos bem graduados apresentarão CC entre 1 e 3. Se o valor de CC for menor que 1, a curva será descontínua com ausência de grãos (curva granulométrica b – Figura). ● Dificilmente ocorrem areias com valores de CC fora do intervalo de 1 a 3. Daí, a pouca importância que se dá a esse coeficiente.

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

(23)

Exemplo:

A planilha abaixo apresenta o resultado do processo de peneiramento de um ensaio de granulometria de uma areia média do rio Verde – Santa Maria.

ENSAIO DE PENEIRAMENTO

(24)

• Os limites das faixas de dimensões das partículas são definidos em normas técnicas e apresentam pequenas variações entre os diversos países.

• A tabela apresenta o sistema de classificação granulométrica adotado no Brasil, estabelecido na NBR 6502 (ABNT, 1995) e as principais características de cada grupo.

CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA

• Para as partículas mais finas (< 0,075 mm) – silte e argila – a análise é feita por sedimentação.

• Mede‐se a velocidade de decantação das partículas dispersas em água, em função da variação de densidade da solução, calculando‐ se as suas proporções na amostra.

ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO

Obede B . F ari a Figura: Ensaio de sedimentação: aparelho dispersor; transferência do solo disperso para a proveta de 1 litro, e homogeneização da temperatura do densímetro.

(25)

ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO

Sedimentação – lei de Stokes: a velocidade de queda de partículas esféricas num fluido atinge um valor limite que depende do peso especifico do material da esfera, do peso específico do fluido, da viscosidade do fluido e do diâmetro da partícula.

As partículas caem com velocidade proporcional ao quadrado do seus diâmetros.

NBR 7181 2016 ‐ Solo ‐ Análise granulométrica

Umidade (w) de um solo

– razão entre o peso da água contida

num certo volume de solo e o peso da parte sólida. Existente neste

mesmo volume, em porcentagem.

w(%) = Pa/Ps ( x100)

hw = (P1‐P2)/(P2‐P) = Pa/Ps

onde :

P1 = peso original da amostra + tara;

P2 = peso seco da amostra + tara;

P = tara da cápsula.

TEOR DE UMIDADE DE UM SOLO

(26)

Procedimento para Determinação do Teor de Umidade

• Toma‐se uma porção de solo (aprox. 50,0 g), colocando‐a numa cápsula de alumínio com tampa; • Pesa‐se o solo úmido + cápsula (precisão de 0,01g); • Leva‐se a cápsula destampada a uma estufa até constância de peso (aprox. 6 horas para solos arenosos e 24 horas para solos argilosos); • Pesa‐se o conjunto solo seco + cápsula.

TEOR DE UMIDADE DE UM SOLO



_{Experiências realizadas por Atterberg, Terzaghi e}

Goldschmidt mostraram que a plasticidade dos

solos é devida às cargas elétricas existentes nas

partículas laminares de argila, que influenciam na

sua estrutura.

PLASTICIDADE DO SOLO

(27)



_{Para que a plasticidade possa manifestar‐se em um}

solo é necessário que a forma de suas partículas

finas permita que elas deslizem, umas por sobre

outras, desde que haja quantidade suficiente de

água para atuar como lubrificante.

PLASTICIDADE DO SOLO



_{Existem entre os extremos, onde a argila se}

apresenta seca ou com consistência de lama, existe

um intervalo de umidade para o qual a argila se

comporta plasticamente.

PLASTICIDADE DO SOLO

(28)

O termo plasticidade é entendido, na Mecânica dos

Solos, como sendo a propriedade que um material

apresenta de suportar deformações rápidas, sem

variação volumétrica apreciável e sem haver fissuração.

PLASTICIDADE DO SOLO

Propriedade dos solos finos que consiste na

maior ou menor capacidade de serem

moldados sob certas condições de umidade.

(29)

CONCEITO DE PLASTICIDADE

ABNT ‐ NBR 7250/82:

“É a propriedade de solos finos, entre largos

limites de umidade, de se submeterem a grandes

deformações permanentes, sem sofrer ruptura,

fissuramento ou variação de volume apreciável.”

• argilo‐minerais (solos finos)

– partículas que favorecem a plasticidade

• quartzo e o feldspato (solos arenosos)

– não desenvolvem misturas plásticas

CONCEITO DE PLASTICIDADE

(30)

COMPOSIÇÃO MINERAL DAS

ARGILAS

• Argila

– partículas Ø < 0,002 mm (NBR 7250)

– em contato com a água adquire plasticidade

– não é constituída só de partículas que apresentam

plasticidade.

– é constituída de diversos tipos de partículas

(tabela)

Tabela – classificação em função do tipo de partícula.

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

micas e ao húmus existentes.

COMPOSIÇÃO MINERAL DAS

ARGILAS

(31)

ARGILO‐MINERAIS

• São silicatos hidratados de alumínio, que apresentam:

– Plasticidade

– Permuta catiônica

– Dimensões < 2 mícron

– Forma lamelar e alongada.

Prof. Fabio Tonin

• Podem ser classificados em diversos grupos, conforme:

– estrutura cristalina

– e propriedades semelhantes

• Principais grupos de argilo‐minerais:

– Caulinitas

– Ilitas

– Montmorilonitas

ARGILO‐MINERAIS

(32)

ESTADOS DE CONSISTÊNCIA



Os limites 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.



Um solo se apresenta no estado líquido quando tem a

aparência fluida, ou de lama.



_{No estado plástico, ele se apresenta com característica}

moldável.



No estado semi–sólido, já com características sólidas, o

solo ainda apresenta retração ao secamento.



No estado sólido ele não sofre mais variação volumétrica.

(33)

 As respectivas umidades que definem a passagem de

um estado de consistência para outro, são chamadas

de limite de consistência.

ESTADOS DE CONSISTÊNCIA

Solos coesivos possuem:

– uma consistência plástica entre certos teores

limites de umidade

– abaixo destes teores eles apresentam uma

consistência sólida

– acima uma consistência líquida

– e ainda, uma consistência semi‐sólida (entre

plástica e sólida)

(34)

 Albert Atterberg

 Os solos finos apresentam variações de estado

de consistência em função do teor de umidade.

 Limites de Atterberg (limites de consistência)

 “teores de umidade limite para tipos de solos”

ESTADOS DE CONSISTÊNCIA

*

LIMITES DE ATTERBERG

A presença de água nossolos finospode afetar significativamente o comportamento de engenharia, portanto, são necessários índices de referência

que evidenciem esses efeitos.

(35)

* Limite de Liquidez, LL Estado Líquido Limite de Plasticidade, LP Estado Plástico Limit de Contração, LC Estado Semi-sólido Estado Sólido Solo seco Mistura fluida solo-água Teor de umidade cr escente

LIMITES DE ATTERBERG

LIMITES DE CONSISTÊNCIA

(36)

 Estado líquido – o solo apresenta aparência fluida

 Estado plástico – solo se apresenta com característica moldável  Estado semi‐sólido – o solo ainda apresenta retração ao secamento  Estado sólido – o solo não sofre mais variação volumétrica

LIMITES DE CONSISTÊNCIA

72

Índice de consistência (Limites de Atterberg): Só a distribuição granulometria não caracteriza um solo, pois sua fração fina tem grande importância no seu comportamento. Para uma mesma porcentagem de fração argila, o solo pode apresentar um comportamento muito distinto, dependendo da composição mineralógica.

Estudo do comportamento do solo baseado na presença de água, através de o emprego de ensaios de índices de consistência Atterberg adaptado por Casagrande. Os limites baseiam‐se no comportamento de um solo argiloso perante o teor de umidade presente no material. Quando muito úmido, ele se comporta como um líquido, quando perde parte da água torna‐se plástico. E quando seco, torna‐se quebradiço. Os teores de umidade correspondem as mudanças de estado.

(37)

Limite de liquidez LL: é definido como o teor de umidade do solo com o qual uma ranhura aberta em uma concha requer 25 golpes para fechar. Os golpes são dados com velocidade constante (2 golpes/segundo). Diversas tentativas são realizadas com diferentes teores de umidade (5 pontos). O resultado é obtido por interpolação (ideal: teores de umidade para 35 a 15 golpes). Ensaio padronizado pela NBR 6459.

Limite de plasticidade: é definido como o menor teor de umidade com o qual se consegue moldar um cilindro com 3 mm de diâmetro e 10 cm, rolando‐se o solo com a palma da mão. (3 determinações com variação inferior a 5%). Ensaio padronizado pela NBR 7180.

(38)

Fisicamente representaria a quantidade de água

que seria necessário a acrescentar a um solo,

para que ele passasse do estado plástico ao

líquido.

IP = LL – LP

Índice de Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

• IP:

– determina o caráter de plasticidade de um solo

– quando maior mais plástico será o solo

• Classificação (Jenkins):

Fracamente plásticos 1 < IP ≤ 7

Medianamente plásticos 7 < IP ≤ 15

Altamente plásticos IP > 15

Índice de Plasticidade (LP)

(39)

Índice de Plasticidade:

Alguns solos brasileiros:

Solos LL % IP% Residual de arenito (arenoso finos) 29‐44 11‐20 Residual de gnaisse 45‐55 20‐25 Residual de basalto 45‐70 20‐30 Residual de granito 45‐55 14‐18 Argilas orgânicas de várzeas quaternárias 70 30 Argilas orgânicas de baixadas litorâneas 120 80 Argila porosa vermelha de São Paulo 65‐85 25‐40 Argila variegada de São Paulo 40‐80 15‐45 Areias argilosas variegadas de São Paulo 20‐40 5‐15 Argilas duras, cinzas, de São Paulo 64 42



Atterberg definiu o limite de liquidez em termos de uma técnica

de laboratório que consiste em colocar o solos misturado com

água em uma concha, fazendo no solo uma ranhura.



Em seguida, a concha é golpeada contra uma superfície dura até

fechar a ranhura num determinado comprimento.



O solo tem a umidade correspondente ao limite quando as

bordas inferiores da ranhura se tocam, num determinado

comprimento, após um certo números de golpes.

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

(40)



A necessidade de normalizar o processo para a determinação

do limite de liquidez levou Casagrande a elaborar um aparelho

que pudesse ser utilizado em todos os laboratórios, de uma

maneira padronizada, minimizando a influência do operador

sobre o resultado obtido, este aparelho leva o nome de

“APARELHO DE CASAGRANDE”.

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984



Este aparelho consiste de uma calota de latão que

conterá o material e que cairá sobre uma base sólida

(ebonite), queda provocada por um excêntrico ligado a

uma manivela, à qual se dá um movimento de rotação.

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

(41)

* N=25 golpes

Abertura da ranhura = 12,7mm (0.5 in) (Holtz and Kovacs, 1981)

O Limite de Liquidez é o teor de umidade para o qual a ranhura de solo se fecha com 25 golpes, no aparelho de Casagrande.

NBR 6459/1984

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

(42)

“Aparelho de Casagrande”

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

“Aparelho de Casagrande”

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

(43)

 São colocados 70g de solo, que passa na peneira com abertura igual a 0.42 mm, homogeneizada com água até formar uma pasta, na calota do aparelho.

 Com o cinzel abrira‐se uma ranhura no centro da calota. Gira‐se a alavanca na velocidade de 2 revoluções por segundo, conta‐se o números de golpes da calota, necessários para obter‐se o fechamento da ranhura em 1 cm entre as paredes inferiores.

 Convém na 1ª determinação com a pasta que sejam necessárias mais de 25 golpes para o fechamento da ranhura.

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

 Acrescentando‐se água ao solo repete‐se o processo anterior pelo menor 3 vezes.

 Dessa maneira resulta 4 pares de valores umidade x n.º de golpes que, colocadas no gráfico semi logarítmico com o n.º de golpes no eixo logarítmico, se alinham numa reta.

 O limite de liquidez é então obtido como sendo a umidade correspondente a 25 golpes.

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

(44)

Sequência do ensaio (LL)

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

(45)

Método de

Casagrande

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

(46)

Índice de Liquidez (IL)

O índice de liquidez é indicativo das tensões

vividas pelo solo ao longo de sua história

geológica.

Onde: w = umidade natural LL = limite de liquidez LP = limite de plasticidade

LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)

NBR 6459/1984

O limite de plasticidade (LP) é determinado pelo cálculo da

porcentagem da umidade para a qual o solo começa a se

fratura quando se tentar moldar, com ele, um cilindro de 3

mm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento.

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(47)

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

 Para determinação do LP são usados 50,0g de material passando na

peneira com abertura igual a 0.42 mm.

 Desse material homogeneizando com água até adquirir

característica plástica, toma‐se cerca de 15,0g e sobre uma placa de

vidro, procura‐se fazer pequenos cilindros de solo com 3 mm de

diâmetro e cerca de 10 centímetros de comprimento, rolando o

solo entre a mão e a placa de vidro até que o cilindro apresente as

primeiras fissuras.

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

 A umidade desse material é definida com limite de plasticidade

do solo ensaiado. Repete‐se pelo menos 2 vezes o processo

para obter‐se o valor médio.

(48)

* O limite de

plasticidade

, LP, é o teor de umidade no qual um cilindro de solo com 3,2 mm de diâmetro começa a trincar quando moldado.

ASTM D4318-95a, BS1377: Part 2:1990:5.3

(Holtz and Kovacs, 1981)

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

APARELHAGEM

A aparelhagem necessária é a seguinte:

a) Cápsula de porcelana com capacidade de 500 ml;

APARELHAGEM

A aparelhagem necessária é a seguinte:

a) Cápsula de porcelana com capacidade de 500 ml;

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(49)

b) espátula com lâmina flexível de cerca de 8 cm de comprimento e

2 cm de largura;

b) espátula com lâmina flexível de cerca de 8 cm de comprimento e

2 cm de largura;

8 cm

2 cm

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

c) placa de vidro de superfície esmerilhada;

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(50)

d) cilindro de comparação de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm de

comprimento;

d) cilindro de comparação de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm de

comprimento;

3 mm

10 cm

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

e) recipiente que permita guardar amostras sem perda de umidade

antes de sua pesagem;

e) recipiente que permita guardar amostras sem perda de umidade

antes de sua pesagem;

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(51)

f) balança com capacidade de 200 g, sensível a 0,01 g;

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

g) estufa capaz de manter a temperatura entre 105

0

_{e 110}

0

_C.

g) estufa capaz de manter a temperatura entre 105

0

_{e 110}

0

_C.

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(52)

ENSAIO

a) Coloca‐se a amostra na cápsula e junta‐se água destilada em quantidade suficiente para se obter massa plástica. Deve‐se adicionar a água aos poucos, misturando‐se continuamente com a espátula até a completa homogeneização da massa;

ENSAIO

a) Coloca‐se a amostra na cápsula e junta‐se água destilada em quantidade suficiente para se obter massa plástica. Deve‐se adicionar a água aos poucos, misturando‐se continuamente com a espátula até a completa homogeneização da massa;

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

b) separam‐se cerca de 20 g da massa obtida como descrito na alínea a, modelando‐a na forma elipsoidal. Rola‐se esta massa entre os dedos e a face esmerilhada da placa de vidro, com pressão suficiente, a fim de moldá‐ la na forma de um cilindro de diâmetro uniforme. O número de rolagens deverá estar compreendido entre 80 e 90 por minuto, considerando‐se uma rolagem como o movimento da mão para a frente e para trás, retornando ao ponto de partida.

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(53)

b.1) Quando o diâmetro do cilindro de solo atingir 3 mm, quebra em seis ou oito pedaços; amassa‐se, a seguir, com os dedos, os referidos pedaços até se obter uma massa de forma elipsoidal. Procede‐se novamente à rolagem até formar um cilindro de 3 mm de diâmetro, juntando, amassando e rolando, respectivamente, até que o cilindro de solo desagregue sob a pressão requerida para a rolagem e não seja mais possível formar um novo cilindro com o solo. A desagregação pode ocorrer quando o cilindro de solo apresentar um diâmetro maior do que 3 mm. Este deve ser considerado um estágio final satisfatório, tendo em vista que o solo foi antes rolado até atingir a forma de um cilindro de 3 mm de diâmetro.

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

Sequência do ensaio (LP)

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(54)

OBSERVAÇÃO:

 A desagregação se manifesta diferentemente, conforme o tipo do solo. Alguns solos se desagregarão em numerosos pequenos aglomerados de partículas.  Outros, poderão formar uma camada externa, tubular, que começa a

desagregar em ambas as pontas, progredindo em direção ao meio e, finalmente, o cilindro rompe em vários pedaços pequenos.

 Solos muito argilosos requerem mais pressão da mão para a deformação do cilindro, particularmente quando se aproxima do Limite de Plasticidade, quando, então, o cilindro parte‐se em uma série de segmentos, com a forma de tubo, cada um com cerca de 6 a 10 mm de comprimento.

OBSERVAÇÃO:

 A desagregação se manifesta diferentemente, conforme o tipo do solo. Alguns solos se desagregarão em numerosos pequenos aglomerados de partículas.  Outros, poderão formar uma camada externa, tubular, que começa a

desagregar em ambas as pontas, progredindo em direção ao meio e, finalmente, o cilindro rompe em vários pedaços pequenos.

 Solos muito argilosos requerem mais pressão da mão para a deformação do cilindro, particularmente quando se aproxima do Limite de Plasticidade, quando, então, o cilindro parte‐se em uma série de segmentos, com a forma de tubo, cada um com cerca de 6 a 10 mm de comprimento.

LIMITE DE Plasticidade (LP)

NBR 7180/1984

OBSERVAÇÃO:

 Dificilmente o operador poderá produzir a desagregação do cilindro exatamente com 3 mm de diâmetro, a não ser reduzindo o número de rolagens, a pressão da mão, ou ambos e continuando a operação, sem deformação posterior, até que o cilindro se desagregue.

 É permitido, entretanto, reduzir a quantidade total de deformações no caso de solos pouco plásticos fazendo com que o diâmetro inicial da massa de solo de forma elipsoidal se aproxime dos requeridos 3 mm de diâmetro final;

OBSERVAÇÃO:

 Dificilmente o operador poderá produzir a desagregação do cilindro exatamente com 3 mm de diâmetro, a não ser reduzindo o número de rolagens, a pressão da mão, ou ambos e continuando a operação, sem deformação posterior, até que o cilindro se desagregue.

 É permitido, entretanto, reduzir a quantidade total de deformações no caso de solos pouco plásticos fazendo com que o diâmetro inicial da massa de solo de forma elipsoidal se aproxime dos requeridos 3 mm de diâmetro final;

LIMITE DE Plasticidade (LP)

(55)

c) Ao se fragmentar o cilindro, transferem‐se imediatamente os seus pedaços para o recipiente e determina‐se a umidade pela fórmula:

em que:

h ‐ teor de umidade, em porcentagem; Ph‐ peso do material úmido;

P_s‐ peso do material seco em estufa a 1050_{‐ 110}0_{C, até constância de peso}

d) Repetem‐se as operações anteriores até que se obtenham 3 valores que não difiram da respectiva média de mais de 5%.

c) Ao se fragmentar o cilindro, transferem‐se imediatamente os seus pedaços para o recipiente e determina‐se a umidade pela fórmula:

em que:

h ‐ teor de umidade, em porcentagem; Ph‐ peso do material úmido;

P_s‐ peso do material seco em estufa a 1050_{‐ 110}0_{C, até constância de peso}

d) Repetem‐se as operações anteriores até que se obtenham 3 valores que não difiram da respectiva média de mais de 5%.