Caracterização / Limites de Consistências

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1 Caracterização / Limites de Consistências 28/05/2013 Prof. Patrício Pires patricio.pires@gmail.com

2 Caracterização Granulométrica 2 Número Nome Obs. NBR-6502 Rochas e solos Terminologia NBR Rochas e solos Simbologia NBR-2395 Peneiras de ensaio de peneiramento Vocabulário NBR-5734 Peneiras de ensaio NBR-6457 Amostras de Solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização NBR-7181 Solo Análise Granulométrica NBR-6459 Solo Determinação do Limite de Liquidez NBR-7180 Solo Determinação do limite de plasticidade NBR-7183 Determinação do limite e relação de contração de solos

3 Coleta e preparação de amostras 3 Com secagem prévia; Amostras secas até próximo a umidade higroscópica; Por quarteamento ou com repartidos de amostras reduzir até a quantidade requerida par o ensaio; Granulometria; De acordo com a tabela 3(NBR-6457) Limite de liquidez e plasticidade; 200g do material que passa na #0,42mm Nº40. Massa específica dos grãos; 500g do material que passa na #4,8mm Nº4 ou na #2,0mm Nº10. #2,0mm Nº10 destinados a cálculo do ensaio de sedimentação.

4 Percentual em peso do solo que passa por peneiras com aberturas préestabelecidas em Normas Técnicas Análise Granulométrica Por peneiramento

5 Análise Granulométrica Sedimentação Lei de Stokes: velocidade de queda de partículas sólidas em suspensão em uma solução água-solo é proporcional ao quadrado do diâmetro das partículas

6 Limites de Consistência - Introdução Plasticidade: Plasticidade é a maior ou menor capacidade dos solos de serem moldados, sob certas condições de umidade, sem variação do volume. É uma propriedade de grande importância para as argilas (solos de textura fina). Devido à forma lamelar dos grãos das argilas, pode ocorrer um deslocamento das partículas sem variação do volume. As propriedades plásticas dependem do teor de umidade, forma das partículas, granulometria e composição química e mineralógica.

7 Limites de Consistência (Limites de Atterberg) Limite de Liquidez (w L ou LL) Limite de Plasticidade (w P ou LP) Limite de Contração (w C ou LC) Solo: comportamento elasto-plástico. Estado do Solo sólido semi-sólido plástico fluido ou líquido Limite de Contração (w C ) Limite de Plasticidade (w P ) Limite de Liquidez (w L ) Teor de Umidade

8 Limite de Liquidez (wl) Norma NBR 6459 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. EXPERIMENTALMENTE VEIRIFICOU-SE QUE: A resistência que o solo oferece ao fechamento do sulco medida pelo número de golpes provém da sua resistência ao cisalhamento correspondente à umidade que apresenta. Para solos plásticos, no limite de liquidez, esta resistência tem valor constante de 25 g/cm² (2,5 kpa). Daí convencionou-se 25 golpes para fechar a ranhura é o LL.

9 Determinação do Limite de Liquidez 9 Aparelho de Casagrande

10 Teor de Umidade (%) Limites de Consistência 10 Determinação do Limite de Liquidez LL Curva de Fluidez golpes Número de Golpes

11 Limite de Liquidez (wl) 11 Cone Penetração British standard (Ásia e Europa****)

12 Limite de Plasticidade (wp) Norma NBR 7180 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.

13 13 Limite de Plasticidade (wp)

14 14 Limite de Plasticidade (wp)

15 15 Limite de Plasticidade (wp)

16 Limite de Contração (wc) 16 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

17 17 Limite de Contração (wc)

18 Volume ou Variação de Volume (cm 3 ) Limite de Contração (wc) w c Teor de Umidade (%)

19 Índice de Plasticidade IP = w L w P 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

20 Valores típicos de limites de consistência de minerais argílicos (Lambe & Whitman, 1967)

21 Índices de Consistência Índice de Liquidez IL w w w L Índice indicativo da história de tensões do solo natural P w P IL ~ 1 IL ~ 0 IL >> 1 IL < 0 Solo normalmente adensado Solo sobre-adensado Argila de alta sensibilidade Argila altamente sobre-adensada ou ressecada

22 Índice de Consistência IC w L w IP 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

23 Índice de Sensibilidade das Argilas (Sensitivity Index de Skempton) c ind c amolg S t c c ind amolg = resistência à compressão simples do solo indeformado. = resistência à compressão simples do solo amolgado, reconstituído no mesmo teor de umidade do solo indeformado. S t < 1 não sensível 1 < S t < 2 sensibilidade baixa 2 < S t < 4 sensibilidade média 4 < S t < 8 sensível S t > 8 ultra-sensível

24 Atividade da Fração Fina (Activity Index de Skempton) A c I A IP % 2 m A c < 0,75 Inativa 0,75 < A c < 1,25 Normal A c > 1,25 Ativa Caulinita: A c = 0,3 a 0,5 Ilita: A c = 0,5 a 1,5 Montmorilonita: A c = 4 a 8