Aula 07 Limites de Consistencia

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05/10/2017 
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Prof. Dr. Murillo Anderson Gonçalves Barbosa 
Disciplina: Mecânica dos Solos 
LIMITES DE ATTERBERG 
Introdução 
 
 Estudou-se granulometria e viu como classificar 
o solo utilizando o sistema trilinear. 
 
 Porém, apenas a distribuição granulométrica 
não caracteriza bem os solos do ponto de vista 
da Engenharia. 
 
 
 Outro conhecimento adquirido foi o de 
superfície específica e viu-se que quanto menor 
a partícula, maior a superfície específica. 
 
 Perante a água o comportamento das partículas 
com superfícies específicas mudam, 
principalmente nas partículas de minerais argila. 
 
Introdução Introdução 
 
 Todos os fatores vistos anteriormente, 
interferem no comportamento do solo. 
 
 A Engenharia , através do engenheiro químico 
Atterberg propôs uma metodologia para análise 
indireta... 
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 Todos os fatores vistos anteriormente, 
interferem no comportamento do solo. 
 
 A Engenharia , através do engenheiro químico 
Atterberg propôs uma metodologia para análise 
indireta... 
Introdução 
Posteriormente a metodologia sobre 
adaptação de Arthur Casagrande 
Introdução 
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 vari volumétrica apreciável e sem 
haver fissuração. 
 
Material não plástico 
Material plástico 
 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. 
 
 
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 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. 
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. 
Revisão de Propriedades Físicas do Solo 
 Consistência depende de 
Textura:  em solo argiloso 
Mineralogia:  em 2:1 
Ex.: Vertissolo x Latossolo 
MO:  em solo argiloso,  em solo arenoso 
Estrutura:  com a agregação 
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Solo Molhado: Plasticidade e Pegajosidade 
- Não plástico; Ligeiramente plástico; Plástico; 
Muito plástico 
- Não pegajoso; Lig. Pegajoso; Pegajoso; Muito 
pegajoso 
Revisão de Propriedades Físicas do Solo UMIDADE X CONSISTÊNCIA 
dureza friabilidade plasticidade Pegaj. 
SECO ÚMIDO MOLHADO 
MUITO 
MOLHADO 
ADESÃO COESÃO 
 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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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. 
Limite de Liquidez (LL) 
“Aparelho de Casagrande” 
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Limite de Liquidez - Método 
 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. 
Limite de Liquidez - Método 
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 
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. 
Sequência do ensaio (LP) 
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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. 
 
Índice de Plasticidade (IP) 
Gráfico de Plasticidade 
 
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 deContração (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) 
 
 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 
1) De um ensaio de limite de liquidez obteve-se os seguintes dados: 
 
 Nº. de golpes h(%) 
 
36 35,8 
29 37,7 
23 40,2 
18 42,4 
13 44,8 
 8 49,2 
 
e de um ensaio de limite de plasticidade obteve-se os seguintes dados: 
 
 cápsula nº h(%) 
 
118 19,3 
119 18,7 
120 19,7 
 
Com base nesses resultados, calcular o LL, LP e IP deste solo. 
 
y = 0,0024x2 - 0,3259x + 48,094
R² = 0,9425
37
38
39
40
41
42
43
44
45
0 10 20 30 40 50 60
U
m
id
ad
e g
ra
vi
m
ét
ric
a 
(%
)
Nº de golpes
2. De acordo com a Figura 1 e Tabela 1, pede-se: 
 
Limite de liquidez do solo. 
 
Figura 1 – Ensaio obtido através do aparelho “Casa Grande” para determinação do 
limite de liquidez. 
2) Calcular o LL, LP e o IP para o solo cujos resultados do ensaio se encontram a seguir: 
 
Limite de liquidez 
 
Cápsula 18 19 20 21 22 
Solo+tara+água(g) 19,09 21,56 19,31 21,87 20,68 
Solo+ tara(g) 17,59 19,53 17,57 19,54 18,55 
Tara (g) 12,47 12,09 12,12 12,55 12,29 
Nº. de golpes 43 32 26 17 14 
 
Limite de plasticidade 
 
Cápsula 1 2 3 4 
Solo+tara+água(g) 11,57 12,09 12,02 12,40 
Solo+ tara(g) 11,42 11,96 11,87 12,27 
Tara (g) 10,56 11,19 10,96 11,52 
 
3) Calcular o LL, LP e o IP para o solo cujos resultados do ensaio se encontram a seguir: 
 
Limite de liquidez 
 
Cápsula 18 19 20 21 22 
Solo+tara+água(g) 18,22 23,07 20,42 21,12 20,75 
Solo+ tara(g) 17,00 21,32 18,92 19,49 19,13 
Tara (g) 10,47 12,17 11,23 11,57 11,42 
Nº. de golpes 46 37 31 20 15 
 
Limite de plasticidade 
 
Cápsula 1 2 3 
Solo+tara+água(g) 12,90 13,16 12,89 
Solo+ tara(g) 12,00 13,07 12,80 
Tara (g) 11,94 12,25 12,01 
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4) Calcular o limite de contração para o solo cujas características são: 
 
Antes da contração 
 
 Massa amostra saturada: 30,14 g 
 Volume amostra saturada: 18,21cm
3
 
 
Depois da Contração 
 
 Massa amostra seca: 18,75 g 
 Volume amostra seca: 9,12 cm
3