Plasticidade e consistência dos solos

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-
ÁRIDO
Departamento Ciências Ambientais e Tecnológica
Disciplina – Mecânica dos Solos.
Professor: Francisco Alves da Silva JúniorProfessor: Francisco Alves da Silva Júnior
Plasticidade e consistência dos solos
Mossoró, 11 de Abril de 2011
Introdução:
PLASTICIDADE DOS SOLOS:
1. Conceitos;
2. Composição mineralógica das argilas;
3. Estado de consistência;
4. Limites de consistência
Plasticidade e consistência dos solos
5. Determinação experimental dos limites de consistência;
6. Valores típicos de consistência;
7. Classificação dos solos segundo os Limites de consistência
� 1 Plasticidade
Os solos que apresentam certa porcentagem da fração fina
(argila), não podem ser adequadamente caracterizados pelo
ensaio de granulometria. São necessários outros parâmetros tais
como: forma das partículas, composição mineralógica e as
propriedades plásticas, que estão intimamente relacionados com o
Plasticidade e consistência dos solos
teor de umidade. A fração fina dos solos tem uma importância
muito grande no comportamento dos solos.
Define-se plasticidade como sendo a propriedade dos solos finos que consiste na 
maior ou menor capacidade de serem moldados sob certas condições de umidade. 
Segundo a ABNT/NBR 7250/82, a plasticidade 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.
Plasticidade e consistência dos solos
� 1 Plasticidade
As partículas que apresentam plasticidade são, principalmente:
� Os argilo-minerais.
Os minerais como o quartzo e o feldspato não desenvolvem misturas
plásticas, mesmo que suas partículas tenham diâmetros muito pequenos.
A influência do teor de umidade ------------------- solos finos (estrutura)
Umidade: Ligações ResistênciaArranjo geométrico Compressibilidade
Plasticidade e consistência dos solos
� 1 Plasticidade
É uma propriedade de grande importância para as argilas (solos de textura
fina).
Deslocamento Grão lamelar Sem variação de volume
�Teor de umidade;
Dependem Plasticidade
�Teor de umidade;
� Forma das partículas;
� Granulometria;
� Composição química e 
mineralógica.
Plasticidade e consistência dos solos
� 1 Plasticidade
≥ 0,074 mmSolos não 
plásticos
� Grãos angulares e arredondados;
� Pedregulho, areis e siltes;
� Granulometria grossa;
� Resistentes a compressão;
� Elevado ângulo de atrito;
� Não possuem coesão.
< 0,074 mmSolos 
plásticos 
� Não possuem coesão.
� Grãos lamelares;
� Argila;
� Granulometria fina;
� Compressíveis;
� Baixíssimo ângulo de atrito;
� Coesão.
Plasticidade e consistência dos solos
� 2 Composição mineralógica das argilas -
Estrutura
Tetraedos de sílica
Octaedros de alumínio
Plasticidade e consistência dos solos
� 3 Estado de consistência
Albert Atterberg, realizou pesquisas sobre as propriedades dos solos
finos (consistência). Segundo ele, os solos finos apresentam variações de
estado de consistência em função do teor de umidade.
⇒⇒⇒⇒ Há teores de umidade limite que foram definidos como limites de
consistência ou limites de Atterberg.
Consistência
� O termo refere-se primariamente ao grau de resistência
e plasticidade do solo que dependem das ligações
internas entre as partículas;
� Os solos coesivos possuem uma consistência plástica
entre certos teores limites de umidade.
Quanto menores as partículas, maior a superfície específica. Logo, a superfície
específica das argilas é bem superior a dos siltes, que é superior a das areias. O
comportamento de partículas com superfícies específicas tão distintas perante a água
é muito diferenciado. Por outro lado, as partículas dos argilominerais diferem
acentuadamente devido a sua estrutura mineralógica, e pelos cátions adsorvidos.
Desta forma, para a mesma concentração da fração argila, o solo pode ter
� 3 Estado de consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Desta forma, para a mesma concentração da fração argila, o solo pode ter
comportamentos diferentes.
As montmorilomitas possuem superfície específica 100 x maior que as
caulinitas. O estudo sobre o comportamento dos argilominerais é muito laborioso,
sendo substituído por uma análise indireta, baseada no comportamento do solo na
presença de água. Para isto, generalizou-se o emprego de ensaios e índices propostos
por Atterberg, com adaptações e padronizados por Casagrande.
Um solo argiloso, dependendo de seu teor de umidade, pode apresentar
características iguais às de um líquido ou de um sólido. Entre esse dois
estados limites, o solo passa por um estado plástico e por um estado
semi-sólido. São os estados de consistência do solo.
� 3 Estado de consistência
Plasticidade e consistência dos solos
� Estados líquido, plástico e semi-sólido ---- S = 100 %;
� O estado sólido ---- S < 100%.
� Limite de liquidez (LL)– É a umidade do solo no qual o solo muda do estado
líquido para o estado plástico, ou seja, perde a sua capacidade de fluir. Definido como o
teor de umidade com o qual se consegue fechar uma ranhura de 1 cm feita no solo, contido no
aparelho de Casagrande, com 25 golpes;
� Limite de plasticidade (LP) – É o teor de umidade no qual o solo começa a se
� 4 Limites de consistência
Plasticidade e consistência dos solos
fraturar. Separa o estado plástico do estado semi-sólido. definido como o menor teor de
umidade com o qual se consegue moldar um cilindro de 3mm de diâmetro, rolando-se o solo
sobre uma superfície com a palma da mão;
� Limite de contração (LC) – Teor de umidade a partir do qual o solo não mais
se contrai, não obstante continue perdendo peso.
Onde: γa – peso específico da água;
γs – peso específico aparente do solo seco;
G – densidade real do solo na temperatura 
ambiente.
� 5 Determinação experimental dos limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Limite de liquidez - Está relacionado com a capacidade do solo em absorver
água. O ensaio utiliza o aparelho de Casagrande, onde tanto o equipamento
quanto o procedimento são normalizados (ABNT/NBR 6459/82).
� 5 Determinação experimental dos limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
� 5 Determinação experimental dos limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Limite de liquidez - Ensaio:
� Uma pasta homogênea (fração que passa na
peneira de 0,42mm (# 40)) deverá ser preparada
e colocada na concha;
� Deve-se abrir uma ranhura, com 1 cm (cinzel);
Conforme a concha vai batendo na
base, os taludes tendem a escorregar
e a abertura na base da ranhura
começa a se fechar.
� Deve-se abrir uma ranhura, com 1 cm (cinzel);
�O ensaio continua até que os dois lados se
juntem, longitudinalmente, por um
comprimento igual a 10,0 mm;
� Interrompendo-se o ensaio nesse instante e
anotando-se o número de golpes necessários para
o fechamento da ranhura;
� Coleta-se amostra para determinação da
umidade.
� 5 Determinação experimental dos limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Limite de liquidez - Ensaio:
� Repeti-se o procedimento anterior pelo menos mais três vezes, com adições de
água gradativamente crescente. Intervalos de: 20 – 30 golpes necessários ao
fechamento da ranhura.
� Os valores de número de golpes e� Os valores de número de golpes e
umidade correspondente são lançados
em gráfico, sendo:
�Ordenadas – Teor de umidade;
�Abscissas – Número de golpes.
� O Limite de Liquidez é o valor de
umidade correspondente a 25 golpes.
� 5 Determinação experimental dos limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Limite de plasticidade - é o extremo inferior do intervalo de variação do teor deumidade no qual o solo apresenta comportamento plástico.
⇒⇒⇒⇒ Menor teor de umidade com o qual se consegue moldar um cilindro com 3 mm de
diâmetro, rolando-se o solo com a palma da mão. O ensaio é normalizado pela NBR
7180/82.
Ensaio:
� O equipamento necessário à realização do ensaio: uma placa de vidro com uma face
esmerilhada e um cilindro padrão com 3mm de diâmetro;
� O ensaio inicia-se rolando, sobre a face da placa, uma amostra de solo (fração que
passa na peneira de 0,42mm (# 40)) com um teor de umidade inicial próximo do limite
de liquidez, até que, duas condições sejam, simultaneamente, alcançadas:
�O rolinho tenha um diâmetro igual ao do cilindro padrão;
� O aparecimento de fissuras (inicio da fragmentação).
� 5 Determinação experimental dos limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Limite de plasticidade – Ensaio:
O Limite de Plasticidade é a média aritmética de pelo menos três determinações
que não difiram mais que 5% desta.
� Quando não é possível se obter o LL ou LP, o solo é dito não plástico⇒ NP;
�Solo arenoso ⇒ fazer LP antes que LL, se não for possível a determinação⇒ NP;
�Caso LP ≥ LL ⇒ NP.
� 6 Valores típicos de consistência
Plasticidade e consistência dos solos
Argilo-minerais Limite de 
Liquidez 
LL (%) 
Limite de 
Plasticidade 
LP (%) 
Limite de 
Contração 
LC (%)
Montmorilonita 100 - 900 50 - 100 8,5 - 15
Ilita 60 - 120 35 - 60 15 - 17
Tabela 02 - Limites de consistência (Mitchell, 1976) - www.ufsm.br/engcivil/
Ilita 60 - 120 35 - 60 15 - 17
Caulinita 30 - 110 25 - 40 25 - 29
� 7 Classificação dos solos segundo os Limites de
consistência
Plasticidade e consistência dos solos
� Índice de plasticidade (IP) – Ajuda a definir a plasticidade de um solo; é a
diferença entre os limites de liquidez e de plasticidade.
IP = LL – LP
É muito útil para a classificação dos solos finos.
⇑⇑⇑⇑ Compressibilidade ⇑⇑⇑⇑ IP ⇑⇑⇑⇑ Compressibilidade ⇑⇑⇑⇑ IP
Argila - Classificação Índice de Plasticidade (%)
Fracamente plástica 1 < IP < 7 
Medianamente plástica 7 < IP < 15 
Altamente plástica IP > 15 
Plasticidade e consistência dos solos
� Índice de consistência (IC) – É o índice que dá a proporção de umidade
natural na amostra de solo.
�Também definida como coesão;
� Maior ou menor dureza em que a argila é encontrada na natureza.
h – umidade natural do solo
� 7 Classificação dos solos segundo os Limites de
consistência
� Maior ou menor dureza em que a argila é encontrada na natureza.
Índice de consistência 
(IC) 
Classificação
IC < 0 Muito moles
Consistência de várzea
0 < IC < 0,5 Plástica Mole
0,5 < IC < 0,75 Plástica Média 
0,75 < IC < 1,0 Plástica Rija 
IC > 1,0 Consistência Dura
�Atividade das argilas
Plasticidade e consistência dos solos
A fração de argila pode influenciar mais ou menos nas propriedades
plásticas dos solos.
�Índice de atividade das argilas
� 7 Classificação dos solos segundo os Limites de
consistência
fração argila (<<<< 0,002 mm)
Índice de atividade Atividade
< 0,75 Argila inativa
0,75 - 1,25 Argila normal
> 1,25 Argila ativa
�Consistência das argilas
Plasticidade e consistência dos solos
O estado em que se encontra uma argila costuma ser indicado pela sua resistência,
por meio do ensaio de compressão simples, que consiste na ruptura por compressão
de um corpo de prova de argila. A relação entre a carga axial aplicada que leva o corpo
de prova à ruptura, pela seção transversal é denominada de resistência à compressão
� 7 Classificação dos solos segundo os Limites de
consistência
simples da argila. Simples pelo fato de não ser confinado.
Consistência Resistência a compressão simples (kPa)
Muito mole < 25 kPa
Mole 25 – 50
Média 50 – 100
Rija 100 – 200
Muito rija 200 – 400
Dura > 400 kPa
�Sensitividade das argilas
Plasticidade e consistência dos solos
� 7 Classificação dos solos segundo os Limites de
consistência
Classificação Sensitividade
Insensitiva 1
Baixa 
sensitividade
1-2
Média 
sensitividade
2-4
Sensitiva 4-8
Ultra-sensitiva 8
�Grau de contração (GC)
Plasticidade e consistência dos solos
� 7 Classificação dos solos segundo os Limites de
consistência
Classificação Sensitividade
Solos bons GC < 5%
Solos regulares 5% < GC < 10%
Solos ruins 10% < GC < 15%
Solos péssimos GC > 15%
� REFERÊNCIAS
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações. 5 ed.
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1985. v. 1, 2 e 3.
C. SOUZA PINTO – Curso Básico de Mecânica dos Solos. Oficina de
Plasticidade e consistência dos solos
C. SOUZA PINTO – Curso Básico de Mecânica dos Solos. Oficina de
Textos – 2000.
M. VARGAS – Introdução à Mecânica dos Solos. Makron – 1977.
VELLOSO, D. A. e LOPES, F. R. – Fundações. Oficina de Textos – 2004.
SCHNAID, F. – Ensaios de Campo e suas Aplicações à Engenharia de
Fundações. Oficina de Textos – 2000.