Relatório III Limites de liquidez e plasticidade de solos

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharia Civil
	Disciplina: Mecânica dos solos
	Código: CCE0255
	Turma: 3016
 
	
	
	Professor (a): ROBERTO FRANCISCO
	Data de Realização: 11/04/2017
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): Ricardo Nogueira Salabert
	Nº da matrícula: 201408147211
Atividade Experimental III
Determinação dos limites de Liquidez e Plasticidade em amostras de solos
Sumário
Objetivo..................................................................................3
Introdução teórica..................................................................3
Equipamentos utilizados.........................................................3
 Procedimentos experimentais...............................................4
Resultados...............................................................................5
Conclusões...............................................................................8
Referências Bibliográficas......................................................9
Objetivo: 
O experimento tem como principal objetivo a determinação dos limites de liquidez e plasticidade em amostras de solos, possibilitando assim a determinação de suas características físicas e qual tipo de solo possui uma maior trabalhabilidade em determinada construção civil.
Introdução teórica:
A consistência do solo está entre as características mais importantes nos estudos da engenharia. Ela determina o comportamento do solo antes determinadas tensões e deformações. Segundo SOUZA & RAFFUL,2000, grau de consistência do solo, exerce considerável influência sobre o regime de água no mesmo, afetando a condutividade hidráulica e permitindo fazer-se inferências sobre a curva de umidade. O fator de consistência também é determinante na resistência do solo à penetração e na compactação e seu conhecimento possibilita a determinação do momento adequado do uso de técnicas que favoreçam um bom manejo do solo, propiciando melhor conservação do mesmo, além de diminuir a demanda energética nas operações mecanizadas.
 Em 1911 foram definidos, pelo cientista sueco A. Atterberg, certos limites que delimitam o intervalo de consistência do solo, denominados limite de liquidez e de plasticidade, sendo líquidas, quando estiverem submetidas a muita umidade; plásticas; semi sólidas e sólidas, na medida que o teor de umidade for reduzido. O método mais utilizado para determinação do teor de liquidez é o padronizado por Arthur Casagrande, que utiliza o aparelho de sua própria autoria.
Em estudos geotécnicos, a correlação entre o limite de liquidez e o limite de plasticidade, tem grande aplicação em avaliações de solo para uso em fundações, construções de estradas e estruturas para armazenamento e retenção de água.
 As amostras de solos para determinação dos Limites de plasticidade e liquidez foram obtidos em recipientes de amostras, não sendo identificada sua origem ou tipo. A mesma encontrava-se armazenada no laboratório de TECON da Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé.
Equipamentos utilizados:
- Ensaio do Limite de Plasticidade
Cápsula de porcelana;
Estufa;
Espátula;
Placa de vidro fosco;
Balança com resolução 0,01g;
Gabarito;
Cápsulas;
3.2 - Ensaio de do Limite de Liquidez
Estufa;
Cápsula de porcelana;
Espátula;
Cinzel com gabarito de 1 cm;
Balança de precisão 0,01 g;
Gabarito para verificação de altura de queda da concha;
Aparelho de Casagrande.
Procedimento experimental:
Para preparo das amostras segue-se a norma da NBR 6457, item 5.1.3 ,onde descreve a sobre preparação de amostras para ensaios Limites de Plasticidade e Liquidez. Para início, coleta-se uma certa quantidade de amostra de solo, logo após, desmancha-se os torrões para haver uma homogeneização.
Após a coleta e homogeneização da amostra, faz-se o peneiramento na malha Nº 40 de uma fração da amostra. A partir desse peneiramento retira-se 200 g do solo que passou na malha para ser utilizada nos demais ensaios.
- Ensaio de Determinação do Limite de Plasticidade:
Para maior precisão e cuidado do ensaio é necessário que segure a concha do aparelho de
Casagrande com a palma das mãos por baixo. Após transferiu-se parte da amostra para concha moldando-a para que a parte central obtenha a espessura de 1cm.Essa espessura é medida através de um gabarito(no caso já contido no cinzel).
Com auxílio do cinzel faz-se uma ranhura na parte simétrica da amostra. Logo após encosta-se a concha sobre a plataforma de apoio.
Com isso faz-se uma sequência uniforme de giros no apoio do aparelho. O processo mantém-se constante até que as duas partes de solo entrem em contato com 1,3 cm. A quantidade de giros é contada e anotada. Retira-se parte da amostra que se compactou e coloca-se na cápsula onde é pesada e que logo após é colocada na estufa. O processo se repete por quantas vezes achar necessário, claro que fica evidente sua precisão com um maior número ensaios. A partir dos dados obtidos calcula-se o Índice e o Limite de plasticidade.
 
- Ensaio de Determinação do Limite de liquidez
Após o ensaio de determinação do teor de liquidez a amostra que sobrou foi utilizada para o ensaio de determinação de teor de plasticidade.
O processo inicializa-se retirando uma porção da amostra e faz-se a modelagem do mesmo semelhante a uma bola pequena. Essa amostra é colocada no recipiente de vidro-fosco e com a palma da mão aplica-se uma pressão para que a amostra tome a forma achatada.
Com auxílio da espátula retira-se a primeira parte que é devolvida à amostra inicial. Logo após retira-se outra amostra suficiente para que através de movimento com a palma das mãos possa ter seu formato alterado para cilíndrico, sendo o diâmetro maior que o gabarito (molde).
Através de movimentos de vai e vem sobre a amostra com a palma das mãos aplicando uma certa pressão para que se diminua o diâmetro do cilindro e quando atinge a espessura semelhante e quando sente-se semelhança entre os diâmetros da amostra e do gabarito para-se de aplicar força e somente é passado suavemente a mão sobre a amostra para que o vidro fosco absorva a água.
Em minutos a amostra começa a se romper. Para que interrompa o ensaio é necessário esperar que a amostra divida-se em três partes. Quando ocorrido coloca-se rapidamente a amostra na cápsula, pesa-se e coloca-a na estufa nas temperaturas variantes entre 60 e 65°C durante 24 horas.
Resultados:
- Limite de Liquidez:
Seguindo o padrão de ensaios estabelecidos para o cálculo do Limite de Liquidez utilizou-se da fórmula abaixo:
Onde :
W(%)= Teor de Umidade / Mw = Massa úmida / Mss = Massa solo seco
A partir disso, calcula-se o teor de umidade para cara amostra e se obtêm os valores estabelecidos na Tabela 1.
Tabela 1- Valores do cálculo de Limite de liquidez
Gráfico 1- Valores esboços no gráfico
Com decorrer do ensaio presenciou-se que a amostra possuía Limite de liquidez. Esboçando-se o gráfico entre o Teor de umidade X Número de golpes verifica-se que para o valor de 25 golpes estabelecidos pela norma obtêm-se o valor de 40,6 %.Numericamente o valor simboliza o limite de Liquidez da amostra. O gráfico também mostra faixa de precisão bem alta, atingindo 93%.
5.2. Limite de Plasticidade
A NBR 7180 estabelece que para cálculo do limite de plasticidade padroniza-se a fórmula (1) utilizada anteriormente. Com os cálculos obteve-se os valores descritos na Tabela 2.Logo após tira-se a média entre os valores calculados.
Tabela 2 - Valores obtidos no Cálculo de Limite de Plasticidade
De acordo com as exigências da norma o Valor da média é aproximado ao seu máximo chegando assim ao valor de 26 %.Portanto tem-se um valor que entra nos limites estabelecidos pela norma, na qual é 5%, sendo assim satisfatório os resultados obtidos.
Os valores obtidos nos Ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade são necessários para obter-se o Índice de Plasticidade (IP), qualclassifica a amostra de solo. Segundo a NBR 7180 para calcular o IP utiliza-se da fórmula(2).
IP = Índice de Plasticidade L = Limite de Liquidez LP = Limite de Plasticidade
Então, substituindo e calculando os valores chega-se ao valor de 14,78 %.**
** O valor do L e LP não foram aproximados e arredondados para esse cálculo
Tara Cápsula 7,69 / 7,8 / 7,57 g
Assim, jogando o valor encontrado pelo Teor de Plasticidade esboça-se o Gráfico 2.
Gráfico 2 - Limites estabelecidos no ensaio
Gráfico 3 - Carta de Plasticidade
Conclusões:
Com o decorrer da perda de água, o solo coesivo endurece, e com um certo teor de umidade no caso, o Limite de Liquidez (LL) – perde a capacidade de fluir, contudo pode ser moldado facilmente e ter a forma conservada. Nesta situação o solo está em “Estado Plástico”. 
E se continuar com a perda de umidade, a capacidade de moldagem diminui , até o momento em que atingi um teor de umidade – no caso, o Limite de Plasticidade ( LP), acarretando em uma fratura da amostra ao tentar moldá-la. Quando se atinge, este patamar, então s e encontra no “Estado Semissólido”, no qual o solo tem aparência sólida, porém reduz o seu volume ao continuar a secagem. Com a continuação da secagem, ocorre a passagem para o “Estado Sólido”, onde há pouca variação no volume devido a grande perda de umidade. O limite entre os estados sólidos e semissólidos é definido como Limite de Contração (LC), porém este trabalho em questão não o abordará, pois é sugerido utilizá-lo quando o Índice de Plasticidade (IP) for “Altamente Plástico”. 
Para o trabalho em questão, o Índice de Plasticidade (IP) classificou a amostra estudada como “Medianamente Plástico”, ou seja, o IC informou a faixa de plasticidade na qual esta amostra se caracteriza, o que resultou na classificação do solo. O Índice de Consistência (IC) indica a consistência aproximada de um solo, sendo um indicativo da capacidade de resistência a esforços de compressão. Porém, neste trabalho não foi possível determiná-lo, pois ao chegar ao laboratório não foi obtido o teor de umidade do solo, o que indicaria a umidade presente do solo em campo.
Determinado o IC, s endo 0,70 caracterizado então com Consistência Média; se fosse menor do que 0 era caracterizado como “Muito Mole”; se fosse maior do que 0 e menor do que 0,5, então seria “Consistência Mol e”; se fosse maior do que 0,5 e menor do que 0,75, então seria “Consistência Média”, s e fosse maio r do que 0,75 e menor do que 1, então seria “Consistência Rija”; e por fim, se fosse maior do que 1, então seria “Consistência Dura”. 
Comparando o ponto de encontro entre os valores do Gráfico 1 e o padrão estabelecido no Gráfico 2 conclui-se que a amostra de solo ensaiada trata-se de uma Argila de Alta plasticidade (CL).
 
Referências bibliográficas:
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo-Determinação do Limite de Plasticidade. NBR 7180.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo-Determinação do Limite de Liquidez.NBR 6459
PINTO,C.D.Curso Básico de Mecânica dos Solos.São Paulo,2006.3ed.Oficina de textos.
CAPUTO,H.P. Mecânica dos Solos e suas aplicações.Rio de Janeiro,2000.v2.6ed.livros técnicos e científicos.