LIMITES DE CONSISTÊNCIA DO SOLO

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Prof. Marcelo Wermelinger Aguiar Lemes 
 
Rio de Janeiro 
2017.2 
Universidade Estácio de Sá 
Campus Sulacap 
Engenharia Civil 
Mecânica de Solos 
• O comportamento de um solo depende da 
quantidade relativa de cada uma das suas três 
fases. Essa proporcionalidade varia de acordo 
com a localização, manejo, altura do lençol 
freático dentre outros fatores. 
Ar 
Sólido 
Água 
Introdução 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
• Para estimar os índices físicos de um 
determinado solo geralmente, realizam-se 
ensaios para o levantamento dos seguintes 
parâmetros: 
 
Umidade (w) 
 
Peso Específico do Solo (g) 
 
Peso Especifico das Partículas Sólidas (gs) 
 
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Introdução 
• As relações de pesos e volumes das três fases 
constituintes do Solo. 
 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Introdução 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Introdução 
• As relações de massas e volumes das três 
fases constituintes do Solo. 
 
• Peso específico natural: ou peso específico de 
um solo é a relação entre o seu peso total e o seu 
volume total, incluindo-se aí o peso da água 
existente em seus vazios e o volume de vazios do 
solo. 
Equação: 
Peso Específico Natural (g) 
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• Para sua determinação, molda-se um cilindro do solo 
cujas dimensões conhecidas permitem calcular o 
volume. 
 
• O peso total dividido pelo volume é o peso específico 
natural. 
 
• O peso específico também pode ser determinado a 
partir de corpos irregulares, obtendo-se o volume por 
meio do peso imerso em água. 
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Peso Específico Natural (g) 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Peso Específico Natural (g) 
• O peso específico natural não varia muito 
entre os diferentes solos. Situa-se entre: 19 a 
20 kN/m3 e, por isto, quando não conhecido, 
é estimado como 20 kN/m3. Casos especiais, 
como as argila s orgânicas moles, podem 
apresentar pesos específicos ele 14 kN/m3. 
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Peso Específico Natural (g) 
• É uma característica dos sólidos calculado pela 
relação entre o peso das partículas sólidas pelo volume 
ocupado pelas partículas sólidas (sem a consideração 
do volume ocupado pelos vazios do solo). 
 
• É o maior valor de peso específico que um solo pode 
ter, já que as outras duas fases que compõe o solo são 
menos densas que as partículas sólidas. 
Peso Específico das 
Partículas Sólidas (gs) 
Equação: 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
 
 
• É determinado em laboratório para cada solo 
colocando-se o peso seco conhecido do solo num 
picnômetro e, completando-se com água, 
determina-se o peso total. O peso do picnômetro 
completado só com água, mais o peso do solo, 
menos o peso do picnômetro com solo e água, éo 
peso da água que foi substituída pelo solo. Deste 
peso, calcula-se o volume de água que foi 
substituído pelo solo e que é o volume do solo. 
Com o peso e o volume, tem-se o peso específico. 
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Peso Específico das 
Partículas Sólidas (gs) 
Picnômetro 
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Peso Específico das 
Partículas Sólidas (gs) 
• O peso específico dos grãos dos solos varia pouco de 
solo para solo e, por si, não permite identificar o solo 
em questão, mas é necessário para cálculos de outros 
índices. Os valores situam-se em torno de 27 kN/m3 
sendo este valor adotado quando não se dispõe do 
valor específico para o solo em estudo, grãos de 
quartzo (areia) costumam apresentar pesos específicos 
de 26,5 kN/m3 e argilas lateríticas, em virtude da 
deposição de sais de ferro, valores até 30 kN/m3. 
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Peso Específico das 
Partículas Sólidas (gs) 
Umidade (w) 
 
 
• A umidade é definida como a relação entre o 
peso da água e o peso dos sólidos em uma 
porção do solo, sendo expressa em 
percentagem. 
Equação: 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Mecânica de Solos– Marcelo W. A. Lemes 
Umidade (w) 
• É definida como a relação entre o volume de 
vazios e o volume total. O intervalo de variação 
da porosidade está compreendido entre 0 e 1. 
Equação: 
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Porosidade (n) 
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Porosidade (n) 
 
 
• Saturação: os vazios do solo podem estar apenas 
parcialmente ocupados por água. A relação entre o 
volume de água e o volume dos vazios é definida como 
o grau de saturação, expresso em percentagem e com 
variação de 0 (solo seco) a 100% (solo saturado). 
Grau de Saturação (Sr) 
Equação: 
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Peso Específico do 
Solo Seco (gd) 
• Peso específico do solo seco: corresponde a 
um caso particular do peso específico do solo, 
obtido para Sr = 0. 
Equação: 
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Peso Específico do 
Solo Saturado (gsat) 
 
 
• Peso específico do solo saturado: é o peso 
específico do solo quando todos os seus 
vazios estão ocupados pela água. É 
numericamente dado pelo peso das partículas 
sólidas dividido pelo volume total do solo. 
Equação: 
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Peso Específico do Solo 
Submerso (gsub) 
• Peso específico do solo submerso: neste 
caso, considera-se a existência do empuxo de 
água no solo. Logo, o peso específico do solo 
submerso será equivalente ao o peso 
específico do solo menos o peso específico 
da água. 
Equação: 
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Índices Físicos: 
Valores Típicos 
INDICES FÍSICOS DOS SOLOS 
Solos 
n w gs g gsat 
% kN/m3 
Areia com 
Pedregulho 
18 - 42 0,22 – 0,72 14 – 21 18 – 23 19 – 24 
Areia Média a Grossa 25 - 45 0,33 – 0,82 13 – 18 16 – 21 18 – 21 
Areia Fina e Uniforme 33 - 48 0,49 – 0,82 14 – 18 15 – 21 18 – 21 
Silte 30 - 50 0,48 – 1,22 13 – 19 15 – 21 18 – 22 
Argila 30 - 55 0,48 – 1,22 13 – 20 15 – 22 14 – 23 
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Plasticidade dos 
Solos 
• O termo plasticidade é entendido, na 
Mecânica dos Solos, como sendo a 
propriedade que um material apresenta de 
suportar deformações rápidas, sem variação 
volumétrica apreciável e sem haver fissuração. 
• Para que a plasticidade possa manifestar-se 
em um solo é necessário que a forma de suas 
partículas finas permita que elas deslizem, 
umas por sobre outras, desde que haja 
quantidade suficiente de água para atuar 
como lubrificante. 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Plasticidade dos 
Solos 
• Os limites de consistência são baseados no 
conceito de que um solo constituído por 
partículas de pequeno tamanho pode se situar 
em qualquer dos 4 estados: sólido, semi - 
sólido, plástico e líquido, dependendo da sua 
umidade. 
 
• As respectivas umidades que definem a 
passagem de um estado de consistência para 
outro, são chamadas de limite de consistência. 
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Consistência dos 
Solos 
LL LP LC 
Estado 
Líquido 
Estado 
Plástico 
Estado 
Semi-sólido 
Estado 
Sólido 
h% (Decrescendo) 
IP 
Limite de Liquidez Limite de Plasticidade Limite de Contração 
• Estado líquido – o solo apresenta aparência fluida; 
• Estado plástico – solo se apresenta com característica moldável; 
• Estado semi-sólido – o solo ainda apresenta retração ao secamento; 
• Estado sólido – o solo não sofre mais variação volumétrica. 
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Estado de Consistência 
dos Solos 
Mecânica de Solos – Marcelo W. A. Lemes 
Estado de Consistência 
dos Solos 
• Atterberg definiu o limite de liquidez em termos de uma 
técnica de laboratório que consiste em colocar o solos 
misturado com água em uma concha, fazendo no solo 
uma ranhura. Em seguida, a concha é golpeada contra 
uma superfície dura até fechar a ranhura num 
determinado comprimento. 
 
• O solo tem a umidade correspondente ao limite quando 
as bordas inferiores da ranhura se tocam, num 
determinado comprimento, após 
um certo números de golpes. 
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Estado de Consistência 
dos Solos - LL 
• Este aparelho consiste de uma calota de latão que 
conterá o material e que cairá sobre uma base sólida 
(ebonite), queda provocada por um excêntrico ligado a 
uma manivela, à qual se dá um movimento de rotação. 
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Estado de Consistência 
dos Solos - LL 
• Para determinação do limite de plasticidade são 
usados 50,0g de material passando na peneira com 
abertura igual a 0.42 mm. Desse material 
homogeneizando com água até adquirir característica 
plástica, toma -se cerca de 15,0g e sobre uma placa de 
vidro, procura -se fazer pequenos cilindros de solo com 
3 mm de diâmetro e cerca de 10 centímetros de 
comprimento, rolando o solo entre a mão e a placa de 
vidro at é que o cilindro apresente as primeiras fissuras. 
A umidade desse material é definida com limite de 
plasticidade do solo ensaiado. Repete -se pelo menos 2 
vezes o processo para obter -se o valor médio. 
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Estado de Consistência 
dos Solos - LP 
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Estado de Consistência 
dos Solos - LP 
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Estado de Consistência 
dos Solos - LP 
• Índice de plasticidade é definido como a diferença entre 
o limite de liquidez e o de plasticidade: 
 
 IP = LL – LP 
 
• Este índice tenta medir a maior ou menor plasticidade 
do solo, e fisicamente representa a quantidade de água 
que seria necessário acrescentar a um solo para que ele 
passasse do estado plástico ao liquido. 
 
fracamente plásticos 1< IP < 7 
medianamente plásticos 7< IP < 15 
altamente plásticos IP > 15 
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Estado de Consistência 
dos Solos - IP 
• A consistência de um solo no seu estado natural, com teor 
de umidade h, é expressão numérica pela relação: 
 
 IC = ( LL – h ) / IP 
 
Segundo o IC as argilas classificam-se em: 
 
- Muito mole IC < 0 
- Moles 0 < IC < 0.5 
- Médias 0.5 < IC < 0.75 
- Rijas 0.75 < IC < 1.00 
- Duras IC > 1.00 
 
• O índice de consistência procura colocar a consistência de 
um solos em função do teor de umidade. Este índice busca 
situar o teor de umidade do solo no intervalo de interesse 
para a utilização na prática, ou seja entre o LL e o LP. 
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Estado de Consistência 
dos Solos - IC 
• A fronteira convencional entre o estado semi–sólido e 
o sólido é chamada de limite de contração. Tendo em 
conta que a grande maioria dos solos não apresentam, 
praticamente, diminuição de volume durante o processo 
de secagem, abaixo do limite de contração, Terzaghi 
sugeriu um método para a determinação do limite de 
contração, que consiste em medir a massa e o volume 
de uma amostra de um solo totalmente seca; diz-se 
então que o limite de contração é a umidade da amostra 
seca se tivesse seus vazios cheios de água. 
Considerando: 
 
 LC = ( γa / γs – 1 / δ) (*100) 
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Estado de Consistência 
dos Solos - LC 
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Joint Student Project 
Team Soil Classification 
Mozambique - 2013