Aula 2 Propriedades solidos e uso da curva

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Curso: Engenharia Civil 
Disciplina: Mecânica dos Solos I 
Professor: Catharine Brandão 
Propriedades das partículas sólidas e 
dos solos 
INTRODUÇÃO 
(ABNT/NBR 6502) - Terminologia - Rochas e Solos define como: 
• Bloco (ø > 1m) 
• Matacão (ø 200mm e 1m) 
• Pedra de mão (ø 60 mm e 200mm) 
• Pedregulho (ø 2,0 mm e 60 mm) 
• Areia (ø 0,06mm e 2,0mm) 
• Silte (ø 0,002 mm e 0,06 mm) 
• Argila (ø < 0,002 mm) 
 
Coeficiente de 
Uniformidade 
Coeficiente de 
Curvatura 
Curva Granulométrica 
Curva Granulométrica 
% Areia fina 
7% 
100% 
% Pedregulho 
100% - 92% = 8% 
% Areia grossa 
92% - 22% = 70% 
% Areia média 
22% – 7% = 15% 
Curva Granulométrica 
D10 = 0,23mm 
D60= 1,2mm 
D30 = 0,78mm 
CU = 5,22 
CC =2,20 
Areia grossa bem 
graduada com pouco 
pedregulho 
Coeficiente de 
Uniformidade 
Coeficiente de 
Curvatura 
Propriedades da Partícula 
Argila Silte AF AM AG Pedregulho 
Propriedades da Partícula 
• Coeficiente de Uniformidade: 
Cu = d60/d10 
• Muito uniforme: Cu < 5 
• Uniformidade media: 5 < Cu < 15 
• Desuniforme: Cu > 15 
 
• Coeficiente de Curvatura: 
Cc = d30
2/(d60 x d10) 
• Cc < 1 ou Cc > 3 – solo mal graduado 
• 1 < Cc < 3 – Solo bem graduado. 
Propriedades da Partícula 
Argila Silte AF AM AG Pedregulho *Pedregulho 
100 – 99 = 1% 
 
*Areia grossa: 
99 – 60 = 33% 
 
*Areia média 
60 – 10 = 50% 
 
*Areia fina 
10% 
 
D10 = 0,2 mm 
D60 = 0,57 mm 
D30 = 0,32 mm 
Cu = 2,85 
CC = 0,90 
Areia média mal graduada com vestígios de pedregulho 
 Bem graduado - distribuição proporcional do tamanho de 
partículas, em que os espaços entre partículas maiores são ocupados 
pelos menores. Neste caso são solos que quando bem compactados 
podem atingir massas específicas muito altas e consequentemente 
elevadas resistências. 
Propriedades das Partículas sólidas 
Densidade Relativa das partículas (): 
 
Razão entre o peso da parte sólida dos grãos e o peso de igual 
volume de água pura. 
ρw= 1,0 g/cm³ . 
 
Massa Específica real ou massa específica das partículas ou 
dos sólidos (ρs): 
ρ𝑠 =
𝑀𝑠
𝑉𝑠
 
 = 
ρ𝑠
ρ𝑤
 
Propriedades das Partículas sólidas 
Massa Específica Aparente de um Solo natural 
( 0% < saturação < 100% ): 
(ρn, ρnat, ρ) 
ρ=
𝑀𝑡
𝑉𝑡
 
Massa Específica Aparente de um Solo Seco (saturação = 0%): 
(ρd) 
 
ρ𝑑 =
𝑀𝑠
𝑉𝑡
 
Propriedades das Partículas sólidas 
Massa Específica Aparente de um Solo saturado (Saturação = 100%): 
 (ρsat) 
ρ𝑠𝑎𝑡 =
𝑀𝑡
𝑉𝑡
 
ÁREA SUPERFÍCIAL ESPECÍFICA (ASE) 
 
ASE = área superficial 
 unidade massa 
 
Refere-se à área de uma partícula em relação 
ao seu peso sendo usualmente expressa por m2 
g-1 ou m²/g. 
 A ASE depende: Textura (granulometria), Tipo 
de minerais (no caso de argila, os feldspatos 
tem tamanhos abaixo de 2μm) 
Tamanho das partículas Área superficial específica 
1 cm 
0,1 cm 
Partícula ASE (m2/g) 
Argila 
 Caulinita 
 Ilita 
 Montmorilonita 
Silte 
Areia 
5-20 
100-200 
600-800 
<1 
<0,1 
Grande 
 
 
Pequena 
Muito pequena 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
CONSISTÊNCIA 
Propriedade importante para definir o comportamento dos solos finos ou coesivos, que 
depende de: 
composição mineralógica, umidade, estrutura e grau de saturação. 
 
A resistência ao cisalhamento bem como a compressibilidade dos solos variam nos 
diversos estados de consistência. Quanto maior a umidade menor a resistência e maior a 
compressibilidade dos solos. 
 
Pode-se determinar os limites de consistência ou limites de Atterberg (Albert Atterberg) 
Estado 
líquido 
Estado 
plástico 
Estado 
semi-
sólido 
Estado 
sólido 
WL WP WC W(%) 
IP 
Aparelho de Casagrande 
Limite de Liquidez – LL ou WL (NBR 6459) 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
A resistência ao fechamento da ranhura no solo medida pelo número de golpes 
representa a 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). Convencionou-se que 25 golpes para fechar a ranhura é o WL. 
Limite de Plasticidade - LP ou WP (NBR 7180) 
Amostra –cilindros de 3mm de 
espessura e 10 cm de comprimento 
aproximadamente. 
Evidência de mudança de estado: 
aberturas de fissuras superficiais. 
Determinação de teor de umidade. A 
média do teor de umidade das 
amostras equivale ao WP. 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
O WP pode ter valor de 0% a 100% (ou mais), mas 
a maioria dos solos tem LP menor que 40%. 
Índice de Plasticidade 
 
IP = WL - WP 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
Plasticidade 
 • É a propriedade de certos materias serem moldados com facilidade, sem 
variação do volume, mantendo-se a forma dada. 
• É mais importante para as argilas. 
• Depende do teor de umidade. 
• A forma lamelar dos grãos de argila permite um deslocamento relativo das 
partículas. 
• Solo: comportamento elasto-plástico. 
A argila é mais compressível quanto maior for o IP. 
Segundo Jenkins: 
• Não Plástica: IP = 0 (NP) 
• Pouco plásticas: 1 < IP < 7 
• Medianamente plásticas: 7 < IP < 15 
• Muito plásticas: IP > 15 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
Atividade da Superfície dos Solos Finos (Atividade de Skempton) 
Descreve o comportamento da argila quando em contato com a água e 
através da atividade de Skempton (A) pode-se inferir o argilomineral que 
constitui o solo. Para determinação, tem-se: 
 
A = IP / (%<0,002mm) 
Classificação: 
• A < 0,75: inativo 
• 0,75 < A < 1,25: plasticidade mediana 
• A > 1,25: ativas 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
Índice de Consistência ou de Liquefação (IL) 
PROPRIEDADES DOS SOLOS FINOS 
 
SOLOS 
CALCULE O LP dos solos lateríticos e analise sua resposta. 
Compacidade 
 
PROPRIEDADES DOS SOLOS GRANULARES 
 
Grau de acomodação alcançada pelas partículas do solo, deixando mais ou 
menos vazios entre elas. 
• Solos muito compactos - partículas sólidas tem um alto grau de acomodação e 
a capacidade de deformação sob carga do conjunto será pequena. 
• Solos pouco compactos – deformação maior. 
Quanto maior o índice de vazios entre os grãos – menor a compacidade (menos 
compacto). 
Pode-se determinar o grau de compacidade (GC), através da equação: 
GC = (emáx – enat)/ (emáx – emín)