Laboratório de Mecânica dos Solos TC 033

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1 Laboratório de Mecânica dos Solos TC 033 Curso de Engenharia Civil 5º Semestre Vítor Pereira Faro Março 2017 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 intempéries. 1

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 DE TERRA A SOLO 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 2

3 DE TERRA A SOLO 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. 3

4 DE TERRA A SOLO As propriedades mais importantes dos solos visando seu uso na construção são: na seleção: composição granulométrica, plasticidade e retração; no controle da execução: umidadeegraudecompactação. Ensaios Expeditos: Testes Táctil Visual Queda da Bola Teste do Vidro Teste do Cordão Teste da Fita Teste de Exudação Teste de Resistência Seca 4

5 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 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. 5

6 TESTES TÁCTIL VISUAL 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 Obede B. Faria Figura: Aspectos das partículas que compõem a terra, após peneiramento, observando se as frações retidas em cada uma das peneiras da série normal 6

7 TESTES TÁCTIL VISUAL 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 quartzosa 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. 7

8 TESTES TÁCTIL VISUAL 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. Reconhecimento dos diferentes tipos de terra 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. 8

9 QUEDA DA BOLA 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) 9

10 TESTE DO VIDRO 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. 10

11 TESTE DO VIDRO TESTE DO CORDÃO 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. 11

12 TESTE DO CORDÃO Figura: Teste do cordão: formação do cordão, até a quebra com 3 mm de diâmetro, e ruptura da bola. Exemplo de uma terra argilosa. Carlos A. Mosquini TESTE DO CORDÃO A avaliação é feita de acordo com as indicações contidas na tabela 4. 12

13 TESTE DA FITA Este teste relaciona a plasticidade com o tipo da terra por meio do seguinte procedimento: 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. Carlos A. Mosquini 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) TESTE DA FITA Faz se a avaliação conforme as indicações contidas na tabela 13

14 TESTE DE EXSUDAÇÃO 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. 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. Carlos A. Mosquini TESTE DA RESISTÊNCIA SECA 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) 14

15 TESTE DA RESISTÊNCIA SECA Seu comportamento é classificado de acordo com as indicações contidas na tabela. 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%. Textura do solo 15

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. 16

17 Granulometria 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). COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA 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. 17

18 COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA É determinada por meio de dois ensaios: para as partículas maiores pedregulho e areia empregase o processo de peneiramento para as partículas mais finas silte e argila a análise é feita por sedimentação NBR Solo Análise granulométrica ENSAIO DE PENEIRAMENTO Determina se a quantidade percentual das partículas que passam ou que são retidas em peneiras de aberturas normalizadas. Obede B. Faria 18

19 ENSAIO DE PENEIRAMENTO Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos segundo a ABNT (PINTO, 2000) Matacão Pedra Brita Areia grossa Areia média Areia fina Silte Argila Fração Limites 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; 19

20 ENSAIO DE PENEIRAMENTO 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. d ef =d 10 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 20

21 ENSAIO DE PENEIRAMENTO 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 21

22 ENSAIO DE PENEIRAMENTO 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 22

23 ENSAIO DE PENEIRAMENTO 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 23

24 CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA 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. ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO 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. Figura: Ensaio de sedimentação: aparelho dispersor; transferência do solo disperso para a proveta de 1 litro, e homogeneização da temperatura do densímetro. Obede B. Faria 24

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 Solo Análise granulométrica TEOR DE UMIDADE DE UM SOLO 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. 25

26 TEOR DE UMIDADE DE UM SOLO 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. PLASTICIDADE DO 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. 26

27 PLASTICIDADE DO SOLO 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. 27

28 PLASTICIDADE DO SOLO 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. 28

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. CONCEITO DE PLASTICIDADE argilo minerais (solos finos) partículas que favorecem a plasticidade quartzo e o feldspato (solos arenosos) não desenvolvem misturas plásticas 29

30 Argila COMPOSIÇÃO MINERAL DAS ARGILAS 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) COMPOSIÇÃO MINERAL DAS ARGILAS Tabela classificação em função do tipo de partícula. A plasticidade de um solo é devida aos argilo minerais, às micas e ao húmus existentes. 30

31 ARGILO MINERAIS São silicatos hidratados de alumínio, que apresentam: Plasticidade Permuta catiônica Dimensões < 2 mícron Forma lamelar e alongada. Prof. Fabio Tonin ARGILO MINERAIS Podem ser classificados em diversos grupos, conforme: estrutura cristalina e propriedades semelhantes Principais grupos de argilo minerais: Caulinitas Ilitas Montmorilonitas Prof. Fabio Tonin 31

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. ESTADOS DE CONSISTÊNCIA 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. 32

33 ESTADOS DE CONSISTÊNCIA 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) 33

34 ESTADOS DE CONSISTÊNCIA 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 LIMITES DE ATTERBERG A presença de água nos solos finos pode afetar significativamente o comportamento de engenharia, portanto, são necessários índices de referência que evidenciem esses efeitos. * (Holtz and Kovacs, 1981) 34

35 LIMITES DE ATTERBERG Mistura fluida solo-água Teor de umidade crescente Solo seco Estado Líquido Estado Plástico Estado Semi-sólido Estado Sólido Limite de Liquidez, LL Limite de Plasticidade, LP Limit de Contração, LC * LIMITES DE CONSISTÊNCIA Prof. Fabio Tonin 35

36 LIMITES DE CONSISTÊNCIA 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 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 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

38 Índice de Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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 38

39 Índice de Plasticidade: Alguns solos brasileiros: Solos LL % IP% Residual de arenito (arenoso finos) Residual de gnaisse Residual de basalto Residual de granito Argilas orgânicas de várzeas quaternárias Argilas orgânicas de baixadas litorâneas Argila porosa vermelha de São Paulo Argila variegada de São Paulo Areias argilosas variegadas de São Paulo Argilas duras, cinzas, de São Paulo LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 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. 39

40 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 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 conteráomaterialeque cairásobreumabasesólida (ebonite), queda provocada por um excêntrico ligado a uma manivela, à qual se dá um movimento de rotação. 40

41 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 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. N=25 golpes Abertura da ranhura = 12,7mm (0.5 in) * (Holtz and Kovacs, 1981) LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/

42 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 Aparelho de Casagrande LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 Aparelho de Casagrande 42

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. LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 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. Acrescentando se água ao solo repete se o processo anterior pelo menor 3 vezes. LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 Dessa maneira resulta 4 pares de valores umidade x n.º de golpes que, colocadas no gráfico semi logarítmico com o logarítmico, se alinham numa reta. n.º de golpes no eixo O limite de liquidez é então obtido como sendo a umidade correspondente a 25 golpes. 43

44 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 Sequência do ensaio (LL) LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/

45 Método de Casagrande LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/

46 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) NBR 6459/1984 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 Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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. 46

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. 47

48 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 (Holtz and Kovacs, 1981) 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 D a, BS1377: Part 2:1990:5.3 * LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 APARELHAGEM A aparelhagem necessária é a seguinte: a) Cápsula de porcelana com capacidade de 500 ml; 48

49 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 b) espátula com lâmina flexível de cerca de 8 cm de comprimento e 2cmdelargura; 8 cm 2 cm LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 c) placa de vidro de superfície esmerilhada; 49

50 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 d) cilindro de comparação de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento; 10 cm 3 mm LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 e) recipiente que permita guardar amostras sem perda de umidade antes de sua pesagem; 50

51 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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 e C. 51

52 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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 moldála 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. 52

53 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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) 53

54 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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: LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 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; 54

55 LIMITE DE Plasticidade (LP) NBR 7180/1984 c) Ao se fragmentar o cilindro, transferem se imediatamente os seus pedaços para o recipiente e determina se a umidade pela fórmula: h Ph Ps x100 Ps em que: h teor de umidade, em porcentagem; P h peso do material úmido; P s peso do material seco em estufa a 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%. 55