plasticidade_e_consistencia_do_solo

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Plasticidade e Consistência dos solos 
 
 1 - Plasticidade 
 
 2 - Limites de consistência: 
 
 - Limite de Liquidez 
 
 - Limite de Plasticidade 
 
 - Limite de Contração 
 
 3 - Índice de Plasticidade 
 
 4 - Índice de Consistência (“Liquidity”) 
 
 
1 - Plasticidade: 
 
 Plasticidade é a maior ou menor capacidade dos solos de serem 
moldados, sob certas condições de umidade, sem variação do volume. 
 
 É uma propriedade de grande importância para as argilas (solos de 
textura fina). 
 
 Devido à forma lamelar dos grãos das argilas, pode ocorrer um 
deslocamento das partículas sem variação do volume. 
 
 As kaolinitas são menos plásticas devido à forma hexagonal de suas 
partículas. 
 
 As propriedades plásticas dependem do teor de umidade, forma das 
partículas, granulometria e composição química e mineralógica. 
 
 
 
 
 
 
 
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Comportamento tensão-deformação 
 
Corpo elástico - quando recupera a forma e o volume primitivos ao 
cessar a ação das forças externas que o deformaram. Exemplo: aço doce 
 
 Corpo plástico - quando não recupera seu estado original ao cessar a 
ação deformante. Exemplo: chumbo 
 
 
 
 Solo: comportamento elasto-plástico. 
 
 O comportamento plástico ou elástico de um corpo não é absoluto, 
depende da intensidade das forças aplicadas. 
 
2 - Limites de Consistência - Limites de Atterberg - (1911) 
 
 Atterberg - trabalho com indústria cerâmica, necessidade da definição 
dos limites de maior e menor plasticidade das argilas. 
 
 A presença de argilo-minerais nos solos finos permite que o solo seja 
moldado, com uma certa umidade. 
 
 A quantidade de água ou teor de umidade nos vazios do solo fino 
influencia no seu comportamento na engenharia, ou seja, na sua plasticidade. 
 
 
 
 
 
 
 
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Limites de Atterberg: 
 
 Servem para comparar (ou medir) a quantidade d'água com os padrões 
do comportamento do solo na engenharia. 
 
 São as quantidades d'água nos estágios críticos do solo, que são: 
 
 
 
Estado líquido – solo com umidade muito elevada, se apresenta como um 
fluido denso. 
 
Estado plástico – devido à evaporação da água, o solo endurece e, para um 
certo h = LL (limite de liquidez) ele perde a capacidade de fluir, porém pode 
ser moldado e conservar sua forma. 
 
Estado semi-sólido – com a continuação da perda de umidade, o estado 
plástico desaparece até que, para h = LP (limite de plasticidade) o solo se 
desmancha ao ser trabalhado. 
 
Estado sólido – continuando a secagem, ocorre a passagem gradual para o 
estado sólido, a partir de h = LC (limite de contração). 
 
 Limite de Liquidez (LL) 
 
 É a quantidade de umidade do solo no qual o solo muda do estado 
líquido para o estado plástico, ou seja, perde a sua capacidade de fluir. 
 
 A determinação é feita pelo Aparelho de Casagrande - MB-30, com 
pelo menos seis pontos. 
 
 LL é a quantidade d'água na qual um corte padrão na amostra 
remoldada irá fechar à distância de 13 mm com 25 golpes. 
 
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Curva de fluxo 
 
 A resistência que o solo oferece ao fechamento do sulco medida pelo 
número de golpes provém da sua resistência ao cisalhamento correspondente 
à umidade que apresenta. Para solos plásticos, no limite de liquidez, esta 
resistência tem valor constante de 25 g/cm² (2,5 kPa). Daí convencionou-se 25 
golpes para fechar a ranhura é o LL. 
 
 Pela curva o limite de liquidez pode ser determinado pela equação: 
 
tgβnhLL 

=
25 
 
 onde: β = declividade da curva de fluxo 
 n = número de golpes para fechar a ranhura, 10 < n < 40 
 
 A determinação pode ser feita conhecendo-se apenas um ponto através 
da fórmula (U.S. Federal Highway Administration): 
 
n
hLL
log3,0419,1 −= 
 
 onde: h = teor de umidade 
 n = número de golpes 
 
 O intervalo do limite de liquidez pode ir de 0 a 1000, mas a maioria dos 
solos tem LL menor que 100. 
 
Trabalhos recentes têm proposto a utilização do cone de penetração na 
determinação do LL. 
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 Limite de Plasticidade (LP) 
 
 É o teor de umidade no qual o solo começa a se fraturar, quando se tenta 
moldar com ele um cilindro de 3mm de diâmetro e aproximadamente da 
largura da mão (10 cm) - MB-31. 
 
 O LP pode ter valor de 0 a 100 (ou mais), mas a maioria dos solos tem 
LP menor que 40. 
 
 Ainda não foi possível mecanizar satisfatoriamente este ensaio. 
 
 Limite de Contração (LC) 
 
 Teor de umidade a partir do qual o solo não mais se contrai, não 
obstante continue perdendo peso. 
 
 É determinado tendo em vista que o índice de vazios é o mesmo quer 
para a amostra saturada (no momento em que cessa a contração) quer para a 
amostra completamente seca. 
 
 Solo saturado: hLC = 
 
 Solo não saturado/seco: δγ
γ 1LC
s
a −= 
 
3 - Índice de Plasticidade (IP) 
 
 Ajuda a definir a plasticidade de um solo; é a diferença entre os limites 
de liquidez e de plasticidade. 
 
IP = LL - LP 
 
 É muito útil para a classificação dos solos finos. 
 
 A argila é mais compressível quanto maior for o IP. 
 Segundo Jenkins: 
 
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 ARGILAS: 
 
 Fracamente plásticas: 1 < IP < 7 
 Medianamente plásticas: 7 < IP < 15 
 Altamente plásticas: IP > 15 
 
4 - Índice de consistência - "Liquidity" (IL) 
 
 É o índice que dá a proporção de umidade natural na amostra de solo. 
 
IP
hLLIL −= 
 
 h = umidade natural da amostra. 
 
- Dá a proporção de umidade natural da amostra do solo 
- Também definida como coesão 
- Maior ou menor dureza em que a argila é encontrada na natureza 
 
Índice de consistência Classificação do solo 
IL < 0 Muito moles 
Consistência de vaza 
0 < IL < 0,5 Plástica Mole 
0,5 < IL < 0,75 Plástica Média 
0,75 < IL < 1,0 Plástica Rija 
IL > 1,0 Consistência Dura 
 
 
5 – Atividade 
 
 A plasticidade da argila depende de: 
 
 a) natureza do mineral argílico 
 
 b) quantidade de minerais argílicos 
 
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 Assim, Skempton (1953) observou que o índice de plasticidade é 
diretamente proporcional a fração de argila, em peso e (%) mais fina que 
0,002 mm em tamanho, na amostra. 
 
C
IPA = 
 
 C = % fração de argila < 0,002mm 
 
 ARGILAS: 
 
Normais: 0,75 < A < 1,25 
Inativas: A < 0,75 
Ativas: A > 1,25 
 
 
Exercícios: 
 
Caputo (Volume 3): 1.48 a 1.60