MECANICA DOS SOLOS

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA – UNIR
NÚCLEO DE TECNOLOGIA – NT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL – DECIV
Adva Andressa Tomaz da Silva
Elinson Santos de Oliveira
Fernanda Therezinha Ratier de Medeiros
Gabriela Carvalho da Silva
Júlia Fonteles Lorenzetti
Ketelyn Fernandes Ribeiro
Noa Roberto Pereira da Silva Araujo
Shelsen Iasmim Cesion de Oliveira
ENSAIO DE PLASTICIDADE E LIQUIDEZ 
PORTO VELHO – RO
2018
Adva Andressa Tomaz da Silva
Elinson Santos de Oliveira
Fernanda Therezinha Ratier de Medeiros
Gabriela Carvalho da Silva
Júlia Fonteles Lorenzetti
Ketelyn Fernandes Ribeiro
Noa Roberto Pereira da Silva Araujo
Shelsen Iasmim Cesion de Oliveira
Ensaio de Plasticidade e Liquidez 
Relatório sobre o Ensaio de Liquidez e Plasticidade, ambos realizados no laboratório de Solos apresentado pela Disciplina de Mecânica dos Solos na Universidade Federal de Rondônia (UNIR), com objetivo avaliativo.
Orientador: Marcelo Augusto Rambo
Porto Velho – RO
2018
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - 	
Gráfico 2 - 	
Gráfico 3 - 	
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - 	
Tabela 2 - 	
Tabela 3 - 	
Tabela 4 - 	
LISTA DE FIGURAS
Figura I - 	
Figura II - 	
Figura III - 	
Figura IV- 	
Figura V- 	
Figura VI-	
Figura VII- 	
INTRODUÇÃO
A geotecnia é a conhecida como, o elo entre a Geologia e a Engenharia Civil. No estudo da Geotecnia, são estudadas três ciências: Geologia de Engenharia, Mecânica dos Solos e Mecânica das Rochas.
Neste estudo, abordaremos com exclusividade o estudo da Mecânica dos Solos, de maneira mais explicativa, este estudo tem a finalidade de esclarecer as características do solo e suas propriedades mecânicas quando se é submetido a pressões ou não. 
Tudo que esta ao redor de qualquer obra na Engenharia Civil, se apoia sobre o solo, os edifícios, pontes, torres, casas, podendo estar pertencendo a ele, como o exemplo dos túneis subterrâneos ou se utiliza o próprio solo como material para construção, nas barragens e aterros. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A consistência do solo está entre as características mais importantes no estudo da engenharia. A partir do desempenho do solo, pode-se determinar o grau de resistência, deformações, tensões. O grau de consistência do solo exerce certa influência sobre o regime de água no mesmo, afetando a condutividade hidráulica e permitindo fazer inferências sobre a curva de umidade. O fator de consistência também é um fator determinante na resistência do solo à penetração e na compactação, por este motivo, 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 necessidade energética nas operações mecanizadas (SOUZA & RAFFUL, 2000).
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 estiver submetida a muita umidade; plásticas; semi-sólidas e sólidas, na medida em que o teor de umidade for reduzido.
O limite de Liquidez é o teor de umidade, determinado pelo aparelho Casagrande, que delimita a fronteira entre o estado líquido e plástico do solo. Desse modo o limite de Plasticidade é o teor de umidade que delimita o estado plástico do semi-sólido, sendo determinada através do teor de umidade suficiente para tolar uma porção do solo umedecido sobre uma placa de vidro, até que forme uma espécie de cilindro com 3mm de diâmetro e 10cm de comprimento. 
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 (MBAGWU & ABEH apud SOUZA & RAFFUL, 2000).
A amostra de solo para realização do experimento dos Limites de plasticidade e liquidez foi obtidos nos arredores do Laboratório de Solos, não sendo identificada sua origem geológica ou tipo. A mesma encontrava-se armazenada no laboratório de solos da UNIR.
Ambos os ensaios foram feitos com base nas normas NBR 6459 ABNT, a qual normatiza a forma como será efetuada a determinação do Limite de Liquidez, e NBR 7180 normatiza o Limite de Plasticidade dos solos.
OBJETIVO
O principal objetivo deste ensaio é determinar os limites de liquidez e plasticidade de uma determinada amostra, através do número de golpes aplicados no aparelho de Casagrande, logo, permitindo obter uma avaliação sobre o limite de plasticidade do solo pertencente a amostra colhida, a partir do momento em que esta sofre uma fratura, e o limite de liquidez quando o solo adquire uma consistência mais plástica.
EQUIPAMENTOS E MATERIAIS 
Ensaio do limite de liquidez 
• Estufa;
• Cápsula de porcelana;
• Espátula;
• Cinzel com gabarito de 1 cm;
• Balança;
• Gabarito para verificação de altura de queda da concha;
• Aparelho de Casagrande.
Ensaio do limite de plasticidade
•Cápsula de porcelana;
• Estufa;
• Espátula;
•Placa de vidro fosco;
•Balança;
• Gabarito;
• Cápsulas.
METODOLOGIA
Os ensaios realizados foram: Limite de liquidez e plasticidade. A seguir, será explanado o cronograma desses ensaios, bem como da coleta do material.
Coleta do material
	No dia 22 de março de 2018, por volta das 14 horas e 30 minutos, o grupo fez a coleta da areia, numa quantidade de 2,71 kg, nas dependências da universidade. Em seguida, essa areia foi pesada, colocada na estufa do laboratório, onde ficou por 24 horas. Ao ser retirada, no dia seguinte, a areia foi peneirada em uma peneira de (TAMANHO DA MALHA DA PENEIRA), resultando em 599,58g de amostra, ficando pronto para a utilização.
FIGURA I – TARA DO RECIPIENTE DE AREIA PARA ESTUFA
 Fonte: Próprias autoras (2018). 
FIGURA II – SOLO COLOCADO NA ESTUFA
 Fonte: Próprias autoras (2018). 
FIGURA III – AMOSTRA PENEIRADA
 Fonte: Próprias autoras (2018). 
Limite de Liquidez
	No dia 19 e 26 de abril de 2018, por volta das 14 horas, teve início o ensaio de liquidez, cada ensaio foi feito 3 (três) vezes.
Na data do dia 19 de abril de 2018, com as acadêmicas Júlia e Ketelyn, na primeira realização do ensaio, a amostra foi colocada numa cuba de porcelana, e misturada a 54 ml de água, até obter uma consistência pastosa. Essa amostra foi alocada no equipamento Casagrande, ocupando cerca de 2/3 da concha do aparelho, como manda a NBR 6459. Utilizou-se a espátula do equipamento para fazer a ranhura no meio da pasta do solo e em seguida foram cerca de até 35 golpes. Como resultado final, e como se esperava, as extremidades da amostra tiveram uma pequena aproximação, conforme imagem a seguir:
FIGURA IV – ENSAIO CASAGRANDE 
 
 Fonte: Próprias autoras (2018).
Na segunda vez, seguiu-se o mesmo processo, mas foram acrescidas à mistura, uma quantidade de 6 ml de água, totalizando 60 ml de água. Dessa vez, cerca de até 25 golpes. O resultado também chegou ao esperado: as extremidades da amostra tiveram uma leve aproximação.
Na terceira vez, o processo se repetiu, sendo acrescidas 3 ml à mistura, dando um total de 63 ml de água, em conjunto com 19 batidas, e chegando ao resultado esperado.
No dia 26 de abril de 2018, com as acadêmicas Adva e Gabriela, reiniciou-se o processo, onde a primeira amostra do dia foi colocada numa cuba de porcelana, e misturada a 56 ml de água, até obter uma consistência pastosa. Essa amostra foi alocada no equipamento Casagrande, ocupando cerca de 2/3 da concha do aparelho, de acordo a NBR 6459. Utilizou-se a espátula do equipamento para fazer a ranhura no meio da pasta do solo e em seguida foram 28 golpes.
Na quinta vez, foram acrescidos 4 ml de água a mistura, totalizando 60 ml, com o resultados esperado em 23 batidas.
Na sexta e última vez,foram acrescidos 2 ml de água, totalizando 62 ml, chegando ao esperado em 20 batidas.
Depois de todos os testes de liquidez, tira-se uma amostra de cada um, coloca-se em uma cápsula, pesa-se e leva-se à estufa. Após 24 horas a amostra é retirada e pesada novamente, determinando assim a umidade do solo, conforme imagem a seguir:
FIGURA V – PESAGEM DE AMOSTRA COLOCADA NA ESTUFA
 Fonte: Próprias autoras (2018).
Limite de Plasticidade
	No mesmo dia, após a realização dos testes de liquidez, foram feitos os de plasticidade, que consistiu em pegar uma parte da mistura de areia e água, enrolar com os dedos, formando uma bola, e em seguida colocar sobre a placa de vidro, onde ela deve ser rolada até atingir um diâmetro de 3 mm e 10 mm de comprimento.
Se a amostra se desfizer antes de atingir o diâmetro almejado, adiciona-se mais água à amostra e realiza-se novamente o teste. Atingindo os 3 mm sem fragmentar-se, indica que a amostra está apta para o teste. Então ela é amassada e colocada dentro de cápsulas, e levada à estufa, também por 24h, para se calcular sua umidade.
FIGURA VI- AMOSTRA APTA PARA TESTE DE PLASTICIDADE
 Fonte: Próprias autoras (2018).
IMAGEM VII – AMOSTRA PRONTA PARA ESTUFA
 Fonte: Próprias autoras (2018).
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para viabilizar os resultados, foram calculados os Limites de Liquidez e Limite de Plasticidade individualmente, de acordo com cada amostra de ensaio realizada, que a partir desse momento serão apresentados para compreensão do trabalho em tela, a medida que foram realizados os ensaios dos procedimentos descritos anteriormente.
Limite de Liquidez
Conforme o padrão de ensaio estabelecidos na norma NBR 6459 utilizou-se da Fórmula abaixo: 
Para viabilizar os resultados de Limite de liquidez efetivaram-se as seguintes estimativas:
TABELA 1 – DADOS ADQUIRIDOS DO ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ
	Cápsula
	PC(g)
	PU(g)
	PS(g)
	PUM(g)
	Umidade (%)
	Nº de golpes
	15
	12,58
	5,76
	3,83
	1,93
	50,39
	25
	G8
	7,07
	7,43
	4,73
	2,7
	90,06
	23
	14
	8,85
	5,71
	3,69
	2,18
	54,74
	20
	16
	12,20
	6,85
	4,36
	2,49
	57,11
	19
Fonte: Próprias autoras (2018).
Legenda:
PC: peso da cápsula vazia e seca (gramas);
PU: peso do solo úmido;
PS: peso do solo seco;
PUM: peso da umidade (PUM=PU-PS).
Observação: as cápsulas 15 e 16 foram pesadas com tampa, porém as G8 e 14 estão com seu peso sem a tampa.
 Para melhor compreensão e visualização dos resultados, os dados obtidos na tabela 1 puderam gerar o gráfico seguinte:
Gráfico 1 - Relação entre golpes e umidade
 Fonte: Próprias autoras (2018).
	Considerando a NBR 6459 de 1984, onde o teor de umidade corresponde a 25 golpes, conclui-se que o Limite de Liquidez será de 50,39%.
Limite de Plasticidade
Seguindo o mesmo parâmetro de análise de ensaio, foram obtidos os seguintes resultados:
TABELA 2 – DADOS ADQUIRIDOS DO ENSAIO DE LIMITE DE PLASTICIDADE
	Cápsula
	PCp(g)
	PUp(g)
	PSp(g)
	PUMp(g)
	Umidade (%)
	G8
	12,00
	0,95
	0,78
	0,17
	21,79
	F3
	12,62
	0,88
	0,75
	0,13
	17,33
 Fonte: Próprias autoras (2018).
Legenda:
PCp: peso da cápsula vazia e seca;
PUp: peso do solo úmido;
PSp: peso do solo seco;
PUMp: peso da umidade (PUMp=PUp-PSp).
O limite de plasticidade foi de 19,56% em que esse valor foi obtido realizando a média aritmética entre os valores do percentual de umidade.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento deste trabalho permitiu ampliar os conhecimentos acerca da disciplina de Mecânica dos Solos, de maneira que a realização destes ensaios tornou o aprendizado teórico em uma pesquisa de campo, através de uma dinâmica real e prática. O estudo dos Limites de liquidez e Índice de plasticidade têm grande relevância, pois através do conhecimento dos Limites de Liquidez podemos definir o exato momento da umidade abaixo da qual o solo se comporta como material plástico, julgando a maleabilidade do solo. 
Portanto, a referente pesquisa de campo proporcionou aos acadêmicos do curso de Engenharia Civil uma proximidade do procedimento prático da Disciplina explorando alguns dos procedimentos, materiais e métodos utilizados em mecânica dos solos, além disso, foi possível conhecer as características do solo coletado aos arredores do Laboratório de Solos da Universidade Federal de Rondônia, como o principal enfoque conhecer seus limites de liquidez e índices de plasticidade, levando-os a um grau de conhecimento variado frente da futura profissão.