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FIMCA – FACULDADES INTEGRADAS APARÍCIO CARVALHO ENGENHARIA CIVIL – BACHARELADO BRUNO TODERKE ENRICO MACHADO BORGES EDUARDO BERGAMASCHI HERRMANN GEAN OLIVEIRA DA SILVA GUILHERME BACKES DE ALMEIDA JULIA PETRILLO KEMILLY MIRANDA SILVEIRA RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA Caracterização dos Limites de Plasticidade e Liquidez de Solos Vilhena 2023 BRUNO TODERKE ENRICO MACHADO BORGES EDUARDO BERGAMASCHI HERRMANN GEAN OLIVEIRA DA SILVA GUILHERME BACKES DE ALMEIDA JULIA PETRILLO KEMILLY MIRANDA SILVEIRA RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA Caracterização dos Limites de Plasticidade e Liquidez de Solos Relatório apresentado à disciplina de Mecânica dos Solos I, com o objetivo de obtenção de nota parcial para aprovação no 4° Semestre do Curso Bacharelado em Engenharia Civil, na Universidade FIMCA - Faculdades Integradas Aparício Carvalho. Orientador: Prof.º Felipe Miguel de Almeida Vilhena 2023 SUMÁRIO 1 OBJETIVO ......................................................................................................................... 4 2 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 5 3 PREPARO DO SOLO ....................................................................................................... 6 4 APARELHO DE CASAGRANDE ...................................................................................... 7 4.1 CALIBRAÇÃO DO APARELHO DE CASAGRANDE .................................................... 7 4.2 UTILIZAÇÃO DO APARELHO DE CASAGRANDE ...................................................... 8 5 RESULTADOS E LIMITE DE LIQUIDEZ ........................................................................ 11 6 RESULTADOS E LIMITE DE PLASTICIDADE .............................................................. 15 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................ 16 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 17 I. APENDICE A – METODOLOGIAS UTILIZADAS NO RELATÓRIO ............................... 18 II. ANEXO A – FICHA DA AULA PRÁTICA ......................................................................... 19 Página 4 1 OBJETIVO O presente relatório tem como objetivo fundamental discriminar como foi realizado o ensaio laboratorial para determinar o limite de liquidez e o limite de plasticidade por meio do aparelho Casagrande Manual. Para tal, fora disponibilizado o laboratório no dia 11 de setembro de 2023, das 18:50 às 20:20. Que fique registrado que todo o planejamento, processo, operação e registro do ensaio foi supervisionado e orientado pelo Eng.º Prof.º Felipe Miguel de Almeida. Todos os procedimentos foram realizados seguindo minuciosamente as instruções e etapas propostas pelas normas vigentes, assim como consta no APÊNDICE A deste documento. As normas foram disponibilizadas pelo orientador exclusivamente para fins de estudo; ABNT NBR 07180 | 10/1984 - Determinação de Limite de Plasticidade ABNT NBR 6459 | 10/1984 - Determinação de Limite de Liquidez ABNT NBR 6457 | 08/1986 - Amostras de solo — Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização Alunos que realizaram o ensaio. Fonte: O autor. Página 5 2 INTRODUÇÃO A plasticidade do solo é uma propriedade que descreve a capacidade de um solo de se deformar e moldar quando sujeito a forças externas, como pressão e umidade. A plasticidade do solo está relacionada à quantidade de água presente no solo e à composição dos seus minerais. Solos com alta plasticidade tendem a reter mais água e são mais suscetíveis a deformações plásticas, como a argila, enquanto solos com baixa plasticidade, como a areia, têm menos capacidade de deformação e são mais estáveis. Engenheiros realizam testes específicos, como o ensaio de limite de liquidez e limite de plasticidade, para determinar a plasticidade de um solo. Esses dados são essenciais para projetar estruturas seguras e eficientes, calcular a capacidade de carga do solo e tomar decisões adequadas durante a construção e a estabilidade de taludes. Portanto, compreender a plasticidade do solo é crucial para garantir a segurança e o sucesso de uma ampla gama de projetos de engenharia civil. Página 6 3 PREPARO DO SOLO Antes de realizar os ensaios para determinar o limite de liquidez e o limite de plasticidade, os solos a serem utilizados devem ser previamente tratados e preparados para que os ensaios sigam os critérios estabelecidos na ABNT NBR 6457, de agosto de 1986. Com ajuda da peneira, o solo foi distribuído corretamente até que a disposição das partículas estivesse satisfatória. Figura 1 e 2. FIGURA 1 – REALIZAÇÃO DA PESAGEM E SEPARAÇAO DOS SOLOS UTILIZADOS Fonte: o autor. FIGURA 2 – SOLO PENEIRADO Fonte: o autor. Página 7 4 APARELHO DE CASAGRANDE A realização do ensaio de limite de liquidez e o limite de plasticidade é realizado utilizando o aparelho de Casagrande. Este que, acompanhado de algumas ferramentas, nos auxilia no processo de categorização do solo. Figura 3. FIGURA 3 – APARELHO DE CASAGRANDE E FERRAMENTAS Fonte: Adaptado, SOLOTEC. 4.1 CALIBRAÇÃO DO APARELHO DE CASAGRANDE Antes de dispor o material na Concha, é necessário realizar a calibração da altura do golpe do aparelho Casagrande. Essa calibração é feita de maneira manual, utilizando o Calibrador para verificar se o ponto mais alto está disposto em uma altura mínima. Figura 4. FIGURA 4 – CALIBRAÇÃO DO APARELHO Fonte: o autor Página 8 4.2 UTILIZAÇÃO DO APARELHO DE CASAGRANDE Justamente, durante o ensaio, o solo a ser analisado é misturado gradualmente com água, formando então, o solo úmido. Logo após, colocamos o solo já úmido no aparelho de maneira que a disposição no recipiente fique uniforme, e para verificar se o solo está disposto corretamente, utilizados o Cinzel para solos arenosos. Então com o solo disposto no recipiente do aparelho, utilizamos o Cinzel para solos argilosos para realizar um Sulco na vertical, longitudinalmente. Figura 5. FIGURA 5 – DISPOSICAO DO SOLO NO APARELHO Fonte: O autor De prontidão, o operador do ensaio realizou o giro da manivela do aparelho Casagrande, numa média de 2 golpes por segundo. O golpe, consiste em movimentar a Concha do aparelho para cima e deixa-lo ceder da altura que ele foi calibrado previamente. Os golpes foram realizados até que ambas as extremidades da fenda formada no solo se tocassem. Depois de realizado o registro fotográfico, foi realizado o registro na ficha de preenchimento do ensaio. Página 9 A figura 06 mostra o processo realizado, a concha deve ser golpeada contra o aparelho em queda livre, girando a manivela a cerca de 2 voltas por segundo, até que a fenda esteja fechada. Figuras 6 e 7. FIGURA 6: Imagem da massa de solo dividida antes do ensaio e depois do ensaio Fonte: (ABNT NBR 6459). FIGURA 7 – REALIZAÇÃO DOS GOLPES Fonte: o autor. Após a realização dos golpes, a amostra de solo foi armazenada de volta na capsula de amostragem, e em seguida colocada no Secador de Solos. Depois da secagem, voltamos ao laboratório, e então, realizamos a pesagem do solo seco juntamente com a tara da capsula de amostragem. Página 10 A figura 8 mostra o registro do termômetro durante a secagem das amostras do solo utilizado no ensaio. FIGURA 8 – PROCESSO DE SECAGEM DOS SOLOS Fonte: o autor. FIGURA 9 – ARMAZENAMENTO DAS CAPSULAS DENTRO DO SECADOR Fonte: o autor. Página 11 5 RESULTADOS E LIMITE DE LIQUIDEZ O ensaio laboratorial para determinação de limite de liquidez e limitede plasticidade foi registrado em uma ficha para um controle cuidadoso. Os solos foram separados em 3 recipientes distintos, que foram devidamente limpos antes da disposição dos solos. Cada recipiente estava com 3 tipos diferentes de solos, que, foram “dopados” com diferentes quantidades de água, isso para determinar de maneira precisa o limite de Liquidez. QUADRO 01 – RESULTADOS DO ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ Procedência da Amostra Limite de Liquidez (Li) 01 Identificação da Cápsula 01 02 03 02 Número de Golpes 12 golpes 17 golpes 30 golpes 03 Tara da Capsula 14 g 14 g 14 g 04 Massa do Solo Úmido + Tara 30 g 38 g 32 g 05 Massa do Solo Seco + Tara 26 g 32 g 26 g 06 Massa do Solo Úmido – Tara 16 g 24 g 18 g 07 Massa do Solo Seco – Tara 12 g 18 g 12 g 08 Massa da água 4 g 6 g 6 g 09 Teor de umidade 33,3 % 33,3 % 50% Fonte: O autor. Página 12 FIGURA 10 – TEOR DE ÚMIDADE DOS SOLOS Fonte: O autor Página 13 O teor de humidade dos solos pode ser definido pela seguinte fórmula: ℎ(%) = 𝑝1 − 𝑝2 𝑝2 − 𝑡 . 100 Sendo: H (%): Teor de umidade do solo; P1: Peso do solo úmido + tara; P2: Peso do solo seco + tara; T = Tara da cápsula. Página 14 A figura 10 representa isso graficamente, nos mostrando qual o limite de liquidez do solo que foi analisado no ensaio. FIGURA 10: Gráfico do limite de liquidez (Li) Fonte: O autor. Como é possível notar pela linha destacada em vermelho, o limite de liquidez pode ser definido em 25 golpes como aproximadamente 42,50 %, já que o índice de 25 golpes se encontra entre 42% e 43%. 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐿𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑒𝑧 = 42,50% ; ± 0,50% Página 15 6 RESULTADOS E LIMITE DE PLASTICIDADE QUADRO 02 – RESULTADOS DO ENSAIO DE LIMITE DE PLASTICIDADE. Procedência da Amostra Limite de Plasticidade (LP) 01 Identificação da Cápsula 01 02 03 02 Número de Golpes 12 golpes 17 golpes 30 golpes 03 Tara da Capsula 14 g 14 g 14 g 04 Massa do Solo Úmido + Tara 30 g 38 g 32 g 05 Massa do Solo Seco + Tara 26 g 32 g 26 g 06 Massa do Solo Úmido – Tara 16 g 24 g 18 g 07 Massa do Solo Seco – Tara 12 g 18 g 12 g 08 Massa da água 4 g 6 g 6 g 09 Teor de umidade 33,3 % 33,3 % 50% 10 Resultado - Plasticidade 38,88 - - 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = T1 + T2 + T3 Dividido por 3 Procedência da Amostra 01 Limite de Liquidez 42,5 02 Limite de Plasticidade 38,88 03 Indice de Plasticidade 3.7 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒; IP = LL − LP Página 16 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS A caracterização correta dos limites de plasticidade e limites de liquidez de um solo é uma parte fundamental da definição de materiais a serem utilizados na engenharia civil. Esses ensaios fornecem informações cruciais sobre as propriedades do solo e desempenham um papel mister no planejamento e na construção de estruturas seguras e estáveis. Além disso, a utilização dos ensaios de limites evita o desperdício de recursos na escolha inadequada de materiais ou na construção de estruturas que não considerem as propriedades específicas do solo. Isso pode economizar tempo e dinheiro. Portanto, os ensaios de limites de plasticidade e liquidez desempenham um papel muito importante na engenharia civil, fornecendo informações indispensáveis para o projeto, construção e manutenção de estruturas seguras e duráveis. Eles nos ajudam a compreender o comportamento do solo e a tomar decisões informadas sobre o uso de materiais e técnicas adequados, contribuindo para a qualidade e a eficiência dos diversos processos com solos na engenharia civil. Página 17 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 07180 | 10/1984: Determinação de Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro. 1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459 | 10/1984: Determinação de Limite de Liquidez. Rio de Janeiro. 1984. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457 | 08/1986 Amostras de solo — Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro. 1986. Página 18 I. APENDICE A – METODOLOGIAS UTILIZADAS NO RELATÓRIO Para realizar este relatório, foram utilizadas duas metodologias em específico; a análise Qualitativa; e a análise Quantitativa. Sendo que a quantitativa envolve a coleta e análise de dados numéricos e mensuráveis, frequentemente usando estatísticas. Enquanto isso, a qualitativa se concentra em dados descritivos, não numéricos. Além das análises realizadas, para embasamento e respaldo, foram utilizadas as respectivas normas vigentes no país. ABNT NBR 07180 | 10/1984 - Determinação de Limite de Plasticidade ABNT NBR 6459 | 10/1984 - Determinação de Limite de Liquidez ABNT NBR 6457 | 08/1986 - Amostras de solo — Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização Toda interpretação, análise e desenvolvimento deste relatório foram realizados de acordo apenas com a interpretação dos autores. Vale a ressalva que a orientação durante o ensaio foi fundamental para a realização correta dos procedimentos e operação do aparelho. Página 19 II. ANEXO A – FICHA DA AULA PRÁTICA
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