Aula 3 - Índice Físicos Mecânica dos sólidos

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MECÂNICA DOS SOLOS
AGDA CHRISTIE T. GUIMARÃES
ÍNDICES FÍSICOS 
ÍNDICES FÍSICOS
ÍNDICES FÍSICOS
TEOR DE UMIDADE (W OU H)
x100%
Ps
Pw
h 
ME-213/94 – DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE PELO MÉTODO DA ESTUFA;
ME-052/94 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE PELO MÉTODO EXPEDITO DO SPEEDY;
ME-088/94 –DETERMINAÇÃO DA UMIDADE PELO MÉTODO EXPEDITO DO ÁLCOOL.
MÉTODO ESPEEDY
MÉTODO DO ÁLCOOL
DENSIDADE NATURAL (n)
A SUA DETERMINAÇÃO É FEITA COM
AUXÍLIO DE UM CILINDRO DE VOLUME
CONHECIDO.
PESA-SE O CILINDRO COM O SOLO E
DETERMINA-SE O PESO ESPECÍFICO.
VALORES EM TORNO DE 1,9 A 2,1 t/m3
V
P
n 
V
P
nγ 
ME-092/94 - FRASCO DE AREIA
- CRAVAÇÃO CILINDRO DE HILF - BRUCUTÚ
DETERMINAÇÃO DA 
MASSA ESPECÍFICA 
“IN SITU”
DENSIDADE NATURAL (n)
DENSIDADE NATURAL (n)
CONE SUL AFRICANO
DENSIDADE NATURAL (n)
DENSIDADE SECA (d)
V
Ps
d
γ
OBTIDO A PARTIR DO PESO
ESPECIFICO NATURAL E DA
UMIDADE.
SITUA-SE ENTRE 1,3 E 1,9 t/m3
h%100
100
.γγ natd


DENSIDADE DOS SÓLIDOS s
Vs
Ps
γ
S

ENSAIO DE PICNÔMETRO
ME-093/94 – DETERMINAÇÃO DA 
DENSIDADE REAL
VALORES EM TORNO DE 2,7 t/m3
ÍNDICE DE VAZIOS (e)
Vs
Vv
e 
VALORES VARIAM DE 0,5 a 1,5
1
γd
γs
e 
GRAU DE COMPACIDADE RELATIVA
x100%
ee
ee
DR%
minmáx
máx



Onde:
emáx – índice de vazios máximo
e - índice de vazios natural
emin – índice de vazios mínimo
POROSIDADE (n)
x100%
V
Vv
n
SEUS VALORES VARIAM ENTRE 30 E 70%
GRAU DE SATURAÇÃO (Sr) 
x100%
Vv
Vw
Sr 
VALORES VARIAM DE 0 A 100%
DENSIDADE SATURADA (SAT)
t
t
V
P
γ
sat

VALORES DA ORDEM DE 2,0 t/m3
VALORES TÍPICOS
SOLOS
ÍNDICES FÍSICOS
n (%) e
d 
(t/m3)
n
(t/m3)
sat
(t/m3)
AREIA COM PEDREGULHO 18 – 42 0,22 – 0,72 1,4 – 2,1 1,8 – 2,3 1,9 –2,4
AREIA MÉDIA A GROSSA 25 – 45 0,33 – 0,82 1,3 –1,8 1,6 –2,1 1,8 –2,1
AREIA FINA E UNIFORME 33 – 48 0,49 – 0,82 1,4 –1,8 1,5 –2,1 1,8 –2,1
SILTE 30 – 50 0,48 –1,22 1,3 –1,9 1,5 –2,1 1,8 –2,2
ARGILA 50 – 55 0,48 –1,22 1,3 –2,0 1,5 –2,2 1,4 –2,3
CONSISTÊNCIA DOS SOLOS
PLASTICIDADE E CONSISTÊNCIA 
DOS SOLOS
A UMIDADE dos solos finos tem sido
considerado uma importante indicação do seu
comportamento.
Um solo argiloso pode se apresentar em um
estado liquido, plástico, semi-sólido e sólido a
depender da sua UMIDADE.
ESTADOS DE CONSISTÊNCIA
ESTADO-SÓLIDOO volume do solo não varia por variações de
umidade.
ESTADO SEMI-SÓLIDOO solo apresenta fraturas ao ser
trabalhado. O LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC) separa os estados
SÓLIDO e SEMI-SÓLIDO.
ESTADO PLÁSTICO O solo pode ser moldado sem que o mesmo
apresente fissuras ou variações volumétricas. O LIMITE DE
PLASTICIDADE (LP) separa os estados de consistência SEMI-
SÓLIDO e PLÁSTICO.
ESTADO FLUÍDO O solo possui aparência de uma suspensão. O
LIMITE de LIQUIDEZ (LL) separa os estados PLÁSTICO e FLUIDO.
A mudança entre os vários estados que o solo se
encontra são os Índices de Consistência dos Solos.
Limites de Atterberg
ESTADOS DE CONSISTÊNCIA
CONSISTÊNCIA DOS SOLOS
LC LP LL
LÍQUIDOPLÁSTICOSEMI-SÓLIDOSÓLIDO
LIMITE DE
LIQUIDEZ
LIMITE DE
CONTRAÇÃO
teor de umidade
LIMITE DE
PLASTICIDADE
- +
DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE 
CONSISTÊNCIA
ME-122/94 – DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ
ME-082/94 – DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE
- DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE CONTRAÇÃO
LC LP LL
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  h%
Estado Sólido Estado Semi-Sólido Estado Plástico Estado Líquido 
LIMITE DE LIQUIDEZ (LL)
APARELHO 
CASAGRANDE
O ENSAIO É 
REPETIDO 5 VEZES
GRÁFICO LIMITE DE LIQUIDEZ
LIMITE DE PLASTICIDADE (LP)
O ENSAIO É REPETIDO 5 VEZES. 
O LP É A MÉDIA DOS TEORES DE UMIDADE 
OBTIDOS
OBSERVAÇÕES
● Quando o Limite de Liquidez ou Limite de Plasticidade não
puderem ser determinados, anota-se o solo como NP (não
plástico);
● Quando o solo for arenoso, faz-se o ensaio de Limite de
Plasticidade antes do ensaio do Limite de Liquidez. Se o Limite
de Plasticidade não puder ser determinado, anotar ambos como
NP;
● Quando o Limite de Plasticidade for igual ou maior do que o
Limite de Liquidez, anota-se o Índice de Plasticidade - IP como
NP.
ÍNDICE DE PLASTICIDADE
O ÍNDICE DE PLASTICIDADE corresponde a
faixa de valores de umidade do solo no qual ele
se comporta de maneira plástica.
IP = LL - LP
CLASSIFICAÇÃO DO SOLO QUANTO A 
PLASTICIDADE
SOLO INDICE DE PLASTICIDADE (IP)
NÃO PLÁSTICO 0
POUCO PLÁSTICO 1< IP <7
PLASTICIDADE 
MÉDIA
7< IP <15
MUITO PLÁSTICO IP  15
LIMITE DE CONTRAÇÃO
APARELHAGEM
1 cm
• Cápsula circular de aço, 
de fundo plano com cerca 
de 4 cm de diâmetro, 
1 cm de altura e peso Pcap
2.5 cm • Cuba de vidro de 
cerca de 5 cm de 
diâmetro e 2,5 cm de 
altura
APARELHAGEM
• Placa de vidro, com 3 
pinos de metal para 
mergulhar a pastilha de 
solo no mercúrio;
• Mercúrio em quantidade 
suficiente para encher a 
cuba de vidro
SEQÜÊNCIA DO ENSAIO
• Encher a cápsula com mercúrio
• Remover o excesso com a placa
excesso
SEQÜÊNCIA DO ENSAIO
• Umedecer a amostra até obter uma 
massa fluida
• Lubrificar as paredes da cápsula de contração com vaselina
• Encher a cápsula com solo em três camadas
• Golpear a cápsula de encontro a uma superfície firme
• Repetir a operação mais duas vezes
SEQÜÊNCIA DO ENSAIO
• Deixar o solo secar ao ar
• Secar em estufa a 105º C – 110º C
ANTES DO ENSAIO
DEPOIS DO ENSAIO
40 mm
9 mm
• Deixar a pastilha resfriar no dessecador
• Pesar a cápsula com o solo seco → (Pcap + Ps)
SEQÜÊNCIA DO ENSAIO
• Determinar o volume da pastilha por 
imersão no mercúrio
Vs
ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA
Consistência Índice de Consistência
mole < 0,5
média 0,5 a 0,75
rija 0,75 a 1,0
dura > 1,0
ATIVIDADE DAS ARGILAS
ATIVIDADE CLASSIFICAÇÃO
A < 0,75 SOLOS INATIVOS
0,75 < A < 1,25 ATIVIDADE MÉDIA
A > 1,25 SOLOS ATIVOS