9_Mecnica_dos_Solos_I_Estado_das_argilas

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CAM0035 - MECÂNICA DOS SOLOS I
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE CARAÚBAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Estado das argilas
PROFESSOR: WILKER FERNANDES SOARES
CARAÚBAS/RN
CONTEÚDO
Limites de consistência;
Limite de liquidez;
Limite de plasticidade;
Índice de plasticidade;
Limite de contração;
Índice de consistência;
Atividade de uma argila;
Sensibilidade de uma argila.
Introdução
 Argila é um material natural composto por partículas
extremamente pequenas de um ou mais argilominerais;
 Apresentam características marcantes de plasticidade e elevada
resistência quando secas;
 O estado que se encontra uma argila costuma ser indicado por
sua umidade ou resistência.
Objetivos 
 Apresentar os limites de consistência e como estes determinam o 
estado das argilas;
 Analisar os limites de liquidez, plasticidade e contração, qual o seu 
significado e como determiná-los;
 Verificar o comportamento da argila de acordo com sua atividade;
 Analisar como se determina a sensibilidade da argila e o que esta 
significa. 
Limites de consistência 
 Quais os estados que argilas podem se apresentar de acordo com o teor de
umidade?
 Estado líquido: fluído;
 Estado plástico: o volume varia com a umidade, ocorre grandes deformações,
sem ruptura ou fissuramento;
 Estado semi-sólido: quebradiço;
 Estado sólido: não saturado, não sofre variação de volume.
 A maioria dos solos se encontra no estado plástico;
Limites de consistência 
 Uma argila amolece quando se adiciona água, e se a quantidade acrescentada for excessiva, forma-
se uma lama que se comporta como um líquido viscoso com resistência ao cisalhamento
praticamente nula. Nesse cenário diz-se que a argila está no estado líquido.
 Se a água for gradualmente reduzida, num processo lento de secagem, a argila começa a oferecer
alguma resistência a deformações, podendo ser facilmente moldada, mantendo sua nova forma
sem aparecer trincas. Este é o estado plástico.
 Com uma posterior perda de água por evaporação, a argila sofre uma diminuição de volume e
aumenta sua rigidez, até que se torna quebradiça; este é o estado semi-sólido.
 Prosseguindo a secagem, a argila continua a se contrair e atinge um volume mínimo. Além deste
ponto, a secagem não mais provocará uma diminuição de volume; o ar começa a entrar nos poros
da argila, dando a ela uma tonalidade mais clara e o solo torna-se aos poucos mais duro; este é
o estado sólido.
 Por volta de 1911, o agrônomo sueco Atterberg dividiu os valores de umidade
que uma argila pode apresentar em limites correspondentes ao estado aparente do
material.
Limites de consistência 
 São também denominados como Limites de Atterberg.
 O termo consistência é usado para descrever um estado físico, isto é, o grau de
ligação entre as partículas das substâncias. Quando aplicado aos solos finos ou
coesivos, a consistência está ligada à quantidade de água existente no solo, ou
seja, ao teor de umidade.
 Os limites de consistência mais importantes para serem conhecidos são LL e LP.
Limites de consistência 
Limites de consistência 
 Utilização:
 Em solos com frações significativas de finos (> 5% passando na #200);
 Qual a importância da determinação desses limites?
 Só a granulometria dos solos não caracteriza bem o comportamento dos
solos;
 O comportamento dos solos depende das características dos minerais
presentes;
 Solos finos tem comportamentos distintos conforme seu teor de umidade;
 Os limites de consistência se constituem na forma mais prática de
identificar a influência das partículas argilosas, analisando-se o
comportamento do solo na presença de água.
Limites de consistência 
• Limite de Liquidez(LL) 
✓ É o valor de umidade no qual o solo passa do estado líquido para o 
estado plástico;
✓ Teor de umidade em que as partículas de solo começam a perder sua 
capacidade de transmitir tensão; 
✓ Limite entre os estados liquido e plástico de um solo.
Limites de consistência 
Preparação da amostra (NBR 6457)
Ensaios de Limite de Liquidez - LL (NBR 6459)
Ensaios de Limite de 
Liquidez
 Homogeneização do material misturado com
água destilada de maneira a produzir uma pasta
com boa trabalhabilidade;
Limites de consistência 
Ensaios de Limite de Liquidez - LL (NBR 6459)
Ensaios de Limite de 
Liquidez
Aparelho de Casagrande
- Coloca-se uma amostra pastosa 
no aparelho de Casagrande 
(e=10mm) completando 
aproximadamente 2/3 da concha.
Limites de consistência 
Ensaios de Limite de Liquidez - LL (NBR 6459)
Ensaios de Limite de 
Liquidez
Faz-se uma ranhura na amostra;
 Gira-se a manivela (2 voltas (batidas da 
concha - na base) / segundo);
Assim que fechar a ranhura, anotar o número 
de golpes necessário para o fechamento;
Determinar a umidade do material localizado 
onde a ranhura se fechou;
Repete-se o ensaio variando-se a umidade, 
através da mistura da amostra com a água 
destilada ou simplesmente deixando a amostra 
secar um pouco ao ar.
Limites de consistência Ensaios de Limite de 
Liquidez
Ensaios de Limite de Liquidez - LL (NBR 6459)
Limites de consistência Determinação da curva de 
liquidez
Fonte: Ortigão, 2007. 
Gráfico do número de golpes x umidade para 
determinação do limite de liquidez 
O limite de liquidez será o teor
de umidade do solo com o qual
uma ranhura nele feita requer
25 golpes para se fechar numa
concha.
Limites de consistência Aplicação (Limite de 
Liquidez)
Um empresário, desejava construir sua casa em um local um pouco afastado da cidade e para isso
contratou um engenheiro. O engenheiro utilizando os conhecimentos adquiridos na faculdade e
sabendo da importância da investigação do solo, solicita os ensaios necessários. Após a análise
granulométrica, constatou-se que trata-se de um solo argiloso, e então procedeu-se o ensaio para
determinar o limite de liquidez, seguindo a NBR 6459, onde encontrou-se os seguintes valores de
umidade, conforme mostra a tabela. Qual o valor do limite de liquidez desse solo?
Umidade (%) 28 30 31 33 35 37
Número de 
golpes 
55 41 33 30 23 19
Tabela: Teor de umidade e nº de golpes 
LL = 35%
Limites de consistência 
 É o limite no qual o solo começa a se quebrar em pequenas
peças, quando enrolado em bastões de 3 mm de diâmetro. Ou
seja, é o menor teor de umidade em que o solo se comporta
plasticamente.
Limite de plasticidade
Limites de consistência 
• Limite de Plasticidade(LP)
✓ É o valor de umidade na qual o solo passa do estado plástico
para o estado semi-sólido;
✓ Teor de umidade limite, abaixo do qual o solo perde a
plasticidade;
✓ Limite entre os estados plástico e semi-sólido.
Limite de plasticidadeLimites de consistência 
Limites de consistência Ensaio de Limite de 
Plasticidade
Ensaios de Limite de Plasticidade - LP (NBR 7180)
 Homogeneizar a amostra de
solo;
 Tomar cerca de 10 g da
amostra e formar uma
pequena bola;
 Rolagem até d=3mm;
 Faz-se a rolagem até
apresentar fissuras;
 Determinar umidade;
 Obter pelo menos três valores
de umidade e realizar a média
das 3 porções de 10 g.
Preparação da amostra (NBR 6457)
Limites de consistência 
Ainda nas análises do solo onde será realizada a construção, o engenheiro solicitou o
ensaio para determinar o limite de plasticidade, seguindo a NBR 7180. Obtiveram-se
as seguintes umidades quando o cilindro se fragmentava ao ser moldado: 22,3%;
24,2%, 21,5% e 22,5%. Qual o limite de plasticidade desse solo?
Aplicação (Limite de 
Plasticidade)
Limites de consistência Índice de Plasticidade
Índice de plasticidade (IP) é a diferença, em percentagem , entre os
limites de plasticidade e liquidez. O IP informa quanto à amplitude da
faixa de plasticidade e é empregado para classificar os solos
(ORTIGÃO, 2007).
Limites de consistência 
Agora, sabendo o LL (35%) e o LP (22,03%) do solo estudado, qual a classificaçãodo
solo quanto a sua plasticidade?
Aplicação
 Limite de Contração (LC) (NBR 7183): é o valor de umidade no qual o solo passa do estado
semi-sólido para o estado sólido. Ou seja, é o teor no qual qualquer perda de umidade não
provocará uma diminuição de volume.
 Contração do solo à medida que a umidade é perdida;
 É atingido um estágio de equilíbrio;
 A w cujo volume de massa de solo não muda.
Limites de consistência Limite de contração
 Os ensaios de consistência contratados com maior
frequência são o LL e o LP, pois estes limites, quando
interpretados junto com a análise granulométrica do
material, permitem classificar a amostra de solo
conforme metodologia HRB-AASHTO - Sistema de
classificação bastante empregado no Brasil e também o
sistema de classificação mais conhecido mundialmente.
Limites de consistência Resistência à compressão 
simples da argila
De acordo com Pinto (2006), o estado da argila pode ser indicado pela 
resistência à compressão simples (ruptura por compressão).
Tabela: Consistência em função da resistência à compressão
Fonte: PINTO, 2006. 
Onde:
σ - Resistência à compressão simples
da argila;
P - Carga que leva o corpo de prova à
ruptura;
A - Área da seção transversal do corpo
de prova
Limites de consistência 
A consistência das argilas podem ser determinados pelo IC, proposto por Terzaghi, com a
seguinte expressão:
Índice de consistência
Fonte: PINTO, 2006. 
Tabela: Estimativa da consistência pelo índice de consistência
Atividade de uma argila 
 Variabilidade da composição mineralógica dos argilominerais
(altos teores de argila podem apresentar IC mais baixos que
aqueles com teores menores);
 ↓ teor de argila, ↑ IC, indicam que a Argila é ativa;
 Índice de Atividade: Outra forma de quantificar a plasticidade do
solo.
 Representa a influência que a fração de argila (< 0,002 mm)
exerce sobre o comportamento geral do solo.
 A argila considerada ativa tem alto potencial de expansão.
Atividade de uma argila 
Tabela: Atividade das argilas 
Fonte: Ortigão, 2007. 
AplicaçãoAtividade de uma argila 
Para uma amostra de argila do Rio de Janeiro obtiveram-se os seguintes valores
médios: LL = 120% e LP= 40%. Sabendo que percentagem de argila é 55%,
obter: o índice de plasticidade e a atividade da argila.
 Resistência das argilas depende do arranjo entre as partículas e do índice de
vazios (e));
 A consistência das argilas diminuem após o manuseio (amolgamento) em
comparação ao seu estado natural (indeformado);
 Solos argiloso apresentam perda de resistência após o amolgamento
(modificação da estrutura inicial do solo). Pode ser visto no ensaio de
Compressão simples (as amostras com mesmo índice de vazios);
 Sensibilidade das argilas → é atribuído ao arranjo estrutural das partículas.
 Argila amolgado volta a ganhar resistência se deixada em repouso devido as
interrelações químicas, sem atingir a resistência original (indeformada).
Sensibilidade
Sensibilidade
Figura: Resistência de argila (indeformada e amolgada) e classificação quanto a 
sensibilidade
Fonte: PINTO, 2006. 
AplicaçãoSensibilidade
• Por exemplo, os solos argilosos orgânicos das baixadas litorâneas
brasileira, como na região de mangue da Baixada Santista, tem uma
sensibilidade da ordem de 3 a 4;
• A resistência desses solos ao serem amolgados (amolgar significa
perturbar a amostra. Ex.: Retirar a amostra do campo e levar para o
laboratório), caem a um terço ou a um quarto da inicial.
AplicaçãoSensibilidade
Após ensaios realizados verificou-se que a resistência à compressão no
estado natural de uma argila é de 50 kPa e à compressão no estado
amolgado é de 28 kPa. Qual a sensibilidade dessa argila?
Referências bibliográficas 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6457: Amostras de solo – Preparação para ensaio de 
compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 2016. 12 p. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉNICAS - ABNT. NBR 6459: Solo – Determinação do limite de Liquidez. Rio de 
Janeiro: ABNT, 2016. 6 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉNICAS - ABNT. NBR 7180: Solo – Determinação do limite de Plasticidade. Rio de 
Janeiro: ABNT, 2016. 3 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉNICAS - ABNT. NBR 7183: Determinação do limite e relação de contração do solo. 
Rio de Janeiro: ABNT, 1982. 3 p.
ORTIGÃO, J. A. R. Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos. 3ª ed. LTC (2007). 
OLIVEIRA, D. A. Notas de aula – Mecânica dos Solos. Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Caraúbas-RN, 2018.
PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. Oficina de Textos (2002).
SUPORTE. Consistência do solo – Ensaios Geotécnicos – Ensaios de Limite de Liquidez (LL) e de Plasticidade (LP). São Paulo, 
2017. 
Referências bibliográficas 
Obrigado pela atenção!
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