Mecânica dos Solos I Capítulo V Limites de Consistencia

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Mecânica dos Solos I
Limites de Consistência
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5.1 Plasticidade do solo
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.
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Experiências realizadas por Atterberg, Terzaghi e Goldschmidt mostraram que a plasticidade dos solos é devida às cargas elétricas existentes nas partículas laminares de argila, que influenciam na sua estrutura.
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. 
Existem entre os extremos, onde a argila se apresenta seca ou com consistência de lama, existe um intervalo de umidade para o qual a argila se comporta plasticamente.
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5.2 Estados de consistência
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.
Um solo se apresenta no estado líquido quando tem a aparência fluida, ou de lama. No estado plástico, ele se apresenta com característica moldável ; no estado semi – sólido, já com características sólidas, o solo ainda apresenta retração ao secamento e no estado sólido ele não sofre mais variação volumétrica. 
	As respectivas umidades que definem a passagem de um estado de consistência para outro, são chamadas de limite de consistência.
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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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5.2.1 Limite de Liquidez (LL)
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.
A necessidade de normalizar o processo para a determinação do limite de liquidez levou Casagrande a elaborar um aparelho que pudesse ser utilizado em todos os laboratórios, de uma maneira padronizada, minimizando a influência do operador sobre o resultado obtido, este aparelho leva o nome de “APARELHO DE CASAGRANDE”.
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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“Aparelho de Casagrande”
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Limite de Liquidez
São colocados 70g de solo, que passa na peneira com abertura igual a 0.42 mm, homogeneizada com água até formar uma pasta, na calota do aparelho. Com o cinzel abrira-se uma ranhura no centro da calota. Gira-se a alavanca na velocidade de 2 revoluções por segundo, conta-se o números de golpes da calota, necessários para obter-se o fechamento da ranhura em 1 cm entre as paredes inferiores. Convém na 1ª determinação com a pasta que sejam necessárias mais de 25 golpes para o fechamento da ranhura.
Acrescentando-se água ao solo repete-se o processo anterior pelo menor 3 vezes. Dessa maneira resulta 4 pares de valores umidade x n.º de golpes que, colocadas no gráfico semi logarítmico com o n.º de golpes no eixo logarítmico, se alinham numa reta.
O limite de liquidez é então obtido como sendo a umidade correspondente a 25 golpes.
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Sequência do ensaio (LL)
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De acordo com os estudos do Federal Highway Administration, o limite de liquidez por ser determinado, conhecido “um só ponto”, pela fórmula :
	LL = h / (1,419 – 0,3 log n)
	onde :
	h – umidade correspondente a n golpes
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5.2.2 Limite de Plasticidade (LP)
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 até 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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Sequência do ensaio (LP)
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5.2.3 Índice de Plasticidade (IP)
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.
Segundo Jenkins, os solos poderão ser classificados em:
		fracamente plásticos 		1< IP < 7
		medianamente plásticos	 7< IP < 15
		altamente plásticos 		 IP > 15
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Gráfico de Plasticidade
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5.2.4 Índice de Consistência
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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5.2.5 Limite de Contração (LC)
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:
S  = h 
Para solos saturados (S = 1)
 = h 
temos,
LC = ( a / s – 1 / ) (*100)
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Podemos determinar LC de outro modo,
Para determinar o LC através dessa fórmula faz-se o seguinte ensaio:
- Molda-se uma amostra com alto teor de umidade, seca-se em estufa e determina-se a umidade da amostra contraída;
- Para se medir o Vs (volume de pastilha – V2) emprega-se o método de deslocamento do mercúrio, o mercúrio deslocado pelo solo é recolhido, e medido uma proveta graduada.
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Limites de Consistência- Exercícios
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