4 PLASTICIDADE E CONSISTÊNCIA DO SOLO

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Plasticidade e Consistência dos Solos – Aula 4 
 
 1 - Plasticidade 
 
 2 - Limites de Consistência: 
 
 - Limite de Liquidez 
 
 - Limite de Plasticidade 
 
 - Limite de Contração 
 
 3 - Índice de Plasticidade 
 
 4 - Índice de Consistência (“Liquidity”) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 - 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 kaolinitas (minerais argílicos) são menos plásticas devido à forma 
hexagonal de suas partículas. 
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As propriedades plásticas dependem do teor de umidade, forma das 
partículas, granulometria e composição química e mineralógica. 
 
Comportamento tensão-deformação 
 
Corpo elástico - quando recupera a forma e o volume primitivos ao 
cessar a ação das forças externas que o deformaram. Exemplo: aço 
doce 
 
Corpo plástico - quando não recupera seu estado original ao cessar a 
ação deformante. Exemplo: chumbo 
 
 
 
Solo: Comportamento Elasto-plástico. 
 
 
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O comportamento plástico ou elástico de um corpo não é absoluto, 
depende da intensidade das forças aplicadas. 
 
2 - Limites de Consistência - Limites de Atterberg 
Albert Mauritz Atterberg – Suécia (1846 -1911) – Químico 
 
Trabalho com indústria cerâmica, necessidade da definição dos limites 
de maior e menor plasticidade das argilas. 
 
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A presença de argilo-minerais nos solos finos permite que o solo seja 
moldado, com certa umidade. 
 
A quantidade de água ou teor de umidade nos vazios do solo fino 
influencia no seu comportamento na engenharia, ou seja, na sua 
plasticidade. 
 
Limites de Atterberg: 
 
Servem para comparar (ou medir) a quantidade d'água com os 
padrões do comportamento do solo na engenharia. 
Os valores de LL e LP são de uso corriqueiro na Mecânica dos Solos. 
 
São as quantidades d'água nos estágios críticos do solo, que são: 
 
 
 
 
Estado líquido – solo com umidade muito elevada se apresenta como 
um fluido denso. 
 
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Estado plástico – devido à evaporação da água, o solo endurece e, 
para certo h = LL (Limite de Liquidez) ele perde a capacidade de fluir, 
porém pode ser moldado e conservar sua forma. 
 
Estado semissólido – com a continuação da perda de umidade, o 
estado plástico desaparece até que, para h = LP (Limite de 
Plasticidade) o solo se desmancha ao ser trabalhado. 
 
Estado sólido – continuando a secagem, ocorre a passagem gradual 
para o estado sólido, a partir de h = LC (Limite de Contração). 
 
 Limite de Liquidez (LL) 
 
É a quantidade de umidade do solo no qual o solo muda do estado 
líquido para o estado plástico, ou seja, perde a sua capacidade de 
fluir. 
 
A determinação é feita pelo Aparelho de Casagrande - com pelo 
menos seis pontos. NBR 6459 – “Determinação do Limite de Liquidez”. 
 
LL é a quantidade d'água na qual um corte padrão na amostra 
remoldada irá fechar à distância de 13 mm com 25 golpes. 
 
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Curva de fluxo 
 
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. 
 
Pela curva o limite de liquidez pode ser determinado pela equação: 
 
tgβ
n
hLL 






25
 
 
Onde:  = declividade da curva de fluxo 
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 n = número de golpes para fechar a ranhura, 10  n  40 
 
A determinação pode ser feita conhecendo-se apenas um ponto 
através da fórmula (U.S. Federal Highway Administration): 
 
n
h
LL
log3,0419,1 
 
 
Onde: h = teor de umidade 
 n = número de golpes 
 
O intervalo do limite de liquidez pode ir de 0 a 1000, mas a maioria dos 
solos tem LL menor que 100. 
 
Trabalhos recentes têm proposto a utilização do cone de penetração 
na determinação do LL. 
 
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Limite de Plasticidade (LP) 
 
É o teor de umidade no qual o solo começa a se fraturar, quando se 
tenta moldar com ele um cilindro de 3mm de diâmetro e 
aproximadamente da largura da mão (10 cm) - NBR 7180 - 
“Determinação do Limite de Plasticidade”. 
 
O LP pode ter valor de 0 a 100 (ou mais), mas a maioria dos solos tem 
LP menor que 40. 
 
Ainda não foi possível mecanizar satisfatoriamente este ensaio. 
 
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Prática de Laboratório: Limites de Liquidez e de Plasticidade 
https://www.youtube.com/watch?v=iWPVFCSxMzI - Duração: 11:14 
minutos. 
 
https://www.youtube.com/watch?v=EcXJ961qjGA – Duração: 8:10 
minutos. 
 
 
Limite de Contração (LC) 
 
Teor de umidade a partir do qual o solo não mais se contrai, não 
obstante continue perdendo peso. 
 
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É determinado tendo em vista que o índice de vazios é o mesmo quer 
para a amostra saturada (no momento em que cessa a contração) 
quer para a amostra completamente seca. 
 
 
 
Solo saturado: hLC  
 
Solo não saturado/seco: 
 1
LC
s
a  X 100 
 
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Embora o limite de contração fosse bastante usado durante os anos 
1920´s, é atualmente considerado como sujeito a elevada incerteza e, 
portanto, sua determinação não é mais comum. 
 
Um dos maiores problemas do ensaio de limite de contração é que a 
magnitude da contração depende não apenas do tamanho do grão, 
mas também da estrutura inicial do solo. 
 
O procedimento padrão consiste em iniciar o ensaio com o teor de 
umidade próximo (mas inferior) ao LL. Entretanto, especialmente nas 
argilas siltosas e arenosas, isto resulta em valores de LC superiores 
ao LP, o que não tem sentido. 
 
Casagrande sugere que o teor inicial de umidade seja ligeiramente 
maior do que o LP, se possível, mas reconhece-se que nesta condição 
é difícil evitar o aprisionamento de bolhas de ar no solo moldado. 
 
 
Prática de Laboratório: Limite de Contração 
https://www.youtube.com/watch?v=9feBclJ088M – Duração: 4:30 
minutos. 
 
3 - Índice de Plasticidade (IP) 
 
Ajuda a definir a plasticidade de um solo. 
É a diferença entre os limites de liquidez e o limite de plasticidade. 
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IP = LL - LP 
É muito útil para a classificação dos solos finos. 
 
A argila é mais compressível quanto maior for o IP. 
 
Segundo Jenkins: ARGILAS: 
 
 Fracamente Plásticas: 1 < IP < 7 
 Medianamente Plásticas: 7 < IP < 15 
 Altamente Plásticas: IP > 15 
 
4 - Índice de Consistência - "Liquidity" (IL) 
 
É o índice que dá a proporção de umidade natural na amostra de solo. 
 
IP
hLL
IL

 
 
h = umidade natural da amostra. 
 
- Dá a proporção de umidade natural da amostra do solo. 
- Também definida como coesão. 
- Maior ou menor dureza em que a argila é encontrada na 
natureza. 
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Índice de Consistência Classificação do Solo 
IL < 0 Muito moles 
(consistência de vaza) 
0 < IL < 0,5 Plástica Mole 
0,5 < IL < 0,75 Plástica Média 
 
0,75 < IL <1,0 
Plástica Rija 
IL > 1,0 Consistência Dura 
 
 
5 – Atividade 
 
A plasticidade da argila depende de: 
 
 a) natureza do mineral argílico 
 
 b) quantidade de minerais argílicos 
 
Assim, Skempton (1953) observou que o Índice de Plasticidade é 
diretamente proporcional a fração de argila, em peso e (%) mais fina 
que 0,002 mm em tamanho, na amostra. 
 
C
IP
A  
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C = % fração de argila < 0,002mm 
 
 ARGILAS: 
 
Normais: 0,75 < A < 1,25 
Inativas: A < 0,75 
Ativas: A > 1,25 
 
Valores de LL e LP de Solos Típicos Brasileiros (Pinto, 2000) 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Plasticidade do solo no campo 
 
 
 
 
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ESTUDO INDEPENDENTE 4 – Lista de Exercícios: 
Vale 0,5 pontos para AP1 
 
PLASTICIDADE E CONSISTÊNCIA DOS SOLOS 
 
 
1. O que é plasticidade de solos? 
 
2. O que se entende por Limites de Liquidez e Limite de Plasticidade 
dos solos? 
 
3. Na determinação do limite de liquidez de um solo, foram feitas 
quatro determinações do número de golpes para que a ranhura se 
feche, tendo-se obtido os resultados apresentados a seguir. Qual o 
Limite de Liquidez deste solo? 
 
Limite de Liquidez 
Nº de golpes 11 20 30 39 
Nº da cápsula 1 2 3 4 
PSolo+cápsula+água (g) 21,45 20,57 19,33 19,76 
PSolo+cápsula (g) 18,00 17,41 16,64 17,13 
PCápsula (g) 7,11 6,59 6,82 7,05 
Umidade (%) 
 
4. Realizou-se em laboratório um ensaio para a determinação do limite 
de plasticidade de um solo, obtendo-se os resultados apresentados a 
seguir. Determinar o Limite de Plasticidade do solo: 
 
Limite de Plasticidade 
Nº da cápsula 1 2 3 4 
PSolo+cápsula+água (g) 8,96 8,74 9,05 8,46 
PSolo+cápsula (g) 8,55 8,32 8,63 8,07 
PCápsula (g) 6,77 6,54 6,84 6,39 
Umidade (%) 
LP 
 
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5. Com os resultados obtidos nas questões anteriores, determinar o 
Índice de Plasticidade (IP) do solo e classificá-lo de acordo com a 
classificação de Casagrande. 
 
6. Para determinar o índice de consistência e sensitividade de uma 
argila, utilizou-se uma amostra indeformada. São apresentados abaixo 
os ensaios realizados e seus respectivos resultados: 
Umidade = 50% 
Limite de liquidez = 60% 
Limite de Plasticidade = 35% 
Ensaio de compressão simples com solo indeformado = 8,2 N/cm2 
Ensaio de compressão simples com solo remoldado = 2,8 N/cm2 
Determinar a consistência e sensitividade desta argila. 
 
7. Uma amostra de argila foi extraída e levada ao laboratório para a 
determinação do índice de consistência e a sensitividade. Os 
resultados dos ensaios realizados são apresentados a seguir: 
Púmido = 352 Kg 
Pseco = 343 Kg 
Limite de Liquidez = 54% 
Para o limite de plasticidade: h1= 34,9%; h2= 34,7%; h3= 35,7% 
Resistência à compressão simples no estado natural = 82 kPa 
Resistência à compressão simples no estado natural = 38 kPa 
Determinar o índice de consistência e o grau de sensitividade deste 
solo . 
 
8. Um solo argiloso apresenta as seguintes características: LL = 
58,6%, LP = 23,1% e IC = 0,44. Pede-se, calcular a quantidade de 
água necessária a adicionar em 2 Kg deste solo para reduzir o índice 
de consistência a 0,20. 
 
9. O solo de uma jazida para uso de obra de terra tem as seguintes 
características: LL = 60%, LP = 27% e h = 32%. 
Determinar: 
a)O índice de Plasticidade 
b)O índice de Consistência 
c)Classificar o solo em função do índice de Consistência 
 
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10. Uma amostra de argila forneceu os seguintes valores médios: (LL 
= 120%, LP = 40% e h = 150%). Sabendo que a percentagem de 
argila na amostra é de 55%, obter: 
a) O índice de plasticidade 
b) A atividade coloidal