3 etapa - Geotecnia 1

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
GEOTECNIA I – ENG 1081
	
Lista de Exercicos 
Índices Físicos do Solo
ALUNOS: Felipe Queiroz da Silva
Isabela Balduino de Souza
Jaqueline Sariedine
Jeferson Moreira Moraes
João Paulo Emmanuel
PROFESSOR: Rodrigo Martinez Castro
TURMA: A04 / 1
GOIÂNIA
AGOSTO 2018
SUMÁRIO
ÍNDICE DE GRÁFICOS, FIGURAS E TABELAS
Gráfico 01: Limite de Liquidez							08
Figura 01: Aparelho de Casagrande						06
Figura 02: Cinzel vista em planta						06
Figura 03: Ranhura no centro da concha			 07
Figura 04: União da ranhura no aparelho de Casagrande			07
Figura 05: Amostra – Limite de Liquidez					07
Figura 06: Corpos de prova – Limite de Liquidez				07
Figura 07: Copos de prova – Limite de Plasticidade				10
Figura 08: Amostras – Limite de Plasticidade					10
Tabela 01: Dados – Limite de Liquidez						08
Tabela 02: Dados – Limite de Plasticidade					10
Tabela 03: Índice de Plasticidade						11
Tabela 04: Limite de plasticidade - Consistência das Argilas		12
INTRODUÇÃO
	Os ensaios realizados para este relatório têm como objetivo conhecer o comportamento e característica do solo. A partir dessa compreensão do solo, selecionar o melhor método para execução de uma obra, podendo ser decisivos para evitar problemas futuros em edificações, barragens, pontes, estradas e tudo que a construção civil engloba.
	A existência de vários tipos de solo se dá por diversos fatores, entre eles, clima, material orgânico, relevo, idade e outros. O intemperismo é a quebra e alteração de materiais existentes no solo, que por se aproximarem da superfície entram em equilíbrio com novas condições físicas e químicas impostas.
OBJETIVOS
	Este relatório tem por finalidade determinar características de uma amostra do solo preparado em laboratório. Entre elas: limite de liquidez, limite de plasticidade, o índice de plasticidade e o índice de consistência presentes na amostra.
ESTADO DA ARTE
	O tamanho das partículas é a primeira característica que diferencia os solos, pois há no solo diversos tamanhos dessas partículas. Sendo o solo divido:
 e .
	Ao determinar a granulometria destas frações presentes no solo, pode-se utilizar melhor suas características.
	Todo solo além de apresentar as frações granulométricas, possui dentro de si espaços vazios ocupados por uma fração fluida, contendo gases e líquidos. A presença desses fluidos pode influenciar a maneira como o solo se comporta, pois se altera a interação entre as frações finas e grossas. (PINTO, C.S. 2006).
	A massa especifica é necessária na determinação do índice de vazios, por se tratar de um cálculo que correlaciona massa total e volume total, ou seja do solo na presença dos vazios. O ensaio de determinação da massa especifica dos grãos é relevante para fins de análise da estrutura do solo, revelando importantes informações sobre a resistência e a estabilidade do mesmo. (SILVA, 2013, p.2)
	A umidade do solo para área da construção, pode determinar e/ou calcular por exemplo a quantidade correta para utilização da água para alcançar a resistência desejada. A porcentagem entre a fração fina e o teor de umidade pode provocar ao solo uma característica plástica, essa característica permite o solo ser moldado sem alteração do seu volume. A determinação do limite de plasticidade e liquidez, estabelece o quão próximo o solo está de um estado semissólido ou liquido.
MATERIAIS E METODOS
	Cada ensaio possui material especifico para realização dos mesmos, a única amostra que se mantem entre os ensaios é a preparada anteriormente para a norma NBR 6457, em que preparamos o solo para amostragem.
	Preparar 200g de amostra de solo de acordo com norma NBR 6457, peneirado na 0,42mm, e destorroado apenas uma vez, peneirado novamente e feito o descarte do material retido.
	Em ambos os ensaios divergente as normas que os representam, a amostra não foi separada pela metade, e sim uso completo do material.
LIMITE DE LIQUIDEZ
	O ensaio para determinar o limite de liquidez segue como roteiro a ABNT NBR 6459 – Solo – Determinação Do Limite de Liquidez. Para aplicação desta, utiliza-se a NBR 6457 – Preparação de amostras de solo para ensaio de compactação e ensaios de Caracterização – Método de ensaio, na separação do solo de amostragem.
MATERIAIS:
	Aparelhagem utilizada no ensaio:
Estufa capaz de manter a temperatura de 60 a 65ºC e 105 a 110ºC.
Cápsula de porcelanato com 120 mm de diâmetro (NBR 6459), nesse ensaio bacia de alumínio com 40 cm de diâmetro. 
Espátula de lâmina flexível com 80x20 mm.
Aparelho de Casagrande.
Proveta de 20 ml.
Balança com resolução de 0,01g e sensibilidade compatível.
Cinzel.
Figura 01: Aparelho de Casagrande
Figura 02: Cinzel vista em planta
MÉTODO 
	Segue os seguintes passos, na realização do ensaio:
Utiliza-se solo preparado de acordo com a NBR 6457, retirar uma amostra de 200g de solo que passa na peneira #0,42 mm, destorroar a amostra do material restante na peneira, e passar na peneira #0,42 mm novamente, descartando o restante do material.
Utiliza-se pela norma NBR 6459, apenas metade da amostra amassando por aproximadamente 15 a 30 minutos com auxílio da espátula a fim de obter uma pasta homogênea, porém no ensaio utiliza-se toda a amostra colocada na bacia de alumínio, adicionando água destilada aos poucos, aproximadamente 60 ml, amassando com a mão.
Transfere-se parte da amostra para a concha de Casagrande, moldando com a espátula e posteriormente com a mão, até formar uma espessura na ordem de 10 mm.
Utiliza-se o cinzel para formar uma ranhura com profundidade de 1 cm conforme Figura 03.
Encaixa-se a concha no aparelho e inicia-se golpes com aproximadamente frequência de 2 (dois) golpes por segundo até que a ranhura se uma no centro da concha.
Figura 03: Ranhura no centro da concha
Figura 04: União da ranhura no aparelho de Casagrande
Anota-se o número de golpes e retira uma parcela da amostra na parte que a ranhura se une (Figura 04), coloca em uma cápsula metálica para pesar a massa inicial.
Transfere-se a parcela restante do solo na cápsula de porcelanato e adiciona água destilada a amostra e homogeneíze.
Após isto, repete – se o procedimento 5, 6 e 7 até obter no mínimo 5 pontos que varia entre 15 e 45 golpes.
Com os resultados obtidos, a massa inicial, a massa final obtida após a secagem na estufa, finalizar o gráfico em escala logarítmica, a fim de obter o valor da umidade equivalente a 25 golpes, o limite de liquidez.
Figura 05: Amostras – Limite de Liquidez.
Figura 06: Corpos de prova – Limite de Liquidez.
RESULTADOS
Dados para determinação do limite de Liquidez – NBR 6459/1984
Tabela 01: Dados – Limite de Liquidez
Gráfico 01: Limite de Liquidez
Determinação da equação da reta:
Onde:
	a: Coeficiente angular
	b: Coeficiente linear
Calculo:
O teor de umidade do solo, equivalente à 25 golpes:
LIMITE DE PLASTICIDADE
	O ensaio para determinar o limite de plasticidade, que delimita a fase em o solo perde umidade e passa ao estado de semissólido, utiliza a ABNT NBR 7180 – Solo – Determinação do Limite de Plasticidade, essa norma objetiva o método de ensaio para determinação do limite de plasticidade e se deve utilizar em complementação as normas:
ABNT NBR 6457 – Preparação de amostras de solo para ensaio de compactação e ensaios de Caracterização.
ABNT NBR 6459 – Solo – Determinação do Limite de Liquidez.
MATERIAIS
Aparelhagem utilizada no ensaio:
Estufa capaz de manter a temperatura de 60°C a 65°C e de 105°C a 110°C;
Capsula de porcelana com aproximadamente 120 mm de diâmetro;
Espátula de lâmina flexível com aproximadamente 80 mm de comprimento e 20 mm de largura;
Balança que permita pesar nominalmente 200g de amostra, com resolução de 0,01g e sensibilidade compatível;
Gabarito cilíndrico para comparação, com 3 mm de diâmetro e cercade 100 mm de comprimento;
Placa de vidro com superfície esmerilhada, com cerca de 30 cm de lado; 
Proveta de 20 ml.
MÉTODO
Segue os seguintes passos, na realização do ensaio:
Utiliza-se solo preparado de acordo com a NBR 6457, retirar uma amostra de 200g de solo que passa na peneira #0,42 mm, destorroar a amostra do material restante na peneira, e passar na peneira #0,42 mm novamente, descartando o restante do material.
Utiliza-se pela norma NBR 7180, apenas metade da amostra amassando por aproximadamente 15 a 30 minutos com auxílio da espátula a fim de obter uma pasta homogênea, porém no ensaio utiliza-se toda a amostra colocada na bacia de alumínio, adicionando água destilada aos poucos, aproximadamente 50 ml, amassando com a mão.
Transfere-se parte da amostra umedecida para a placa de vidro, para molde com pressão superficial da palma da mão até que se obtenha um rolinho cilíndrico de 3 mm de diâmetro, de acordo com gabarito;
Figura 07: Copo de prova- Limite de Plasticidade
Figura 08: Amostras – Limite de Plasticidade
As duas amostras foram transferidas para capsulas metálicas e conduzidas para a estufa a fim de se obter a umidade da amostra - a NBR 7180 preconiza que sejam tomados ao menos três valores de umidade; 
A fim de seguir a norma NBR 7180, o grupo obtém os resultados do outro grupo da classe A04, para utilização de mais dois outros valores de umidade em amostra que submeteram os mesmos passos da norma.
RESULTADOS
Tabela 02: Dados – Limite de Plasticidade
	Para o cálculo da média do teor de umidade encontrado no solo, descarta o valor que mais destoa da média, realizando média ponderada com os valores obtidos na cápsula 43, 68 e 35.
RESULTADOS FINAIS
ÍNDICE DE PLASTICIDADE
Onde:
IP: Índice de plasticidade;
LL: Limite de liquidez;
LP: Limite de plasticidade
Calculo:
Tabela 03: Índice de Plasticidade
ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA
Onde:
	IC: Índice de consistência
	LL: Limite de liquidez
	W: Teor de umidade
	LP: Limite de plasticidade
Calculo:
Tabela 04: Limite de Plasticidade - Consistência das Argilas
CONCLUSÃO
	Através dos limites de Atterberg é possível determinar o tipo de solo estudado, e os dados obtidos caracterizam um solo arenoso. Esse tipo de solo apresenta pouca plasticidade, podendo concluir que o solo em estudo não possui fração fina (argila + silte) para que a umidade calculada o torne plástico o suficiente para moldagem. Tais solos tem sua resistência inversamente proporcional ao teor de umidade, de modo que se o teor de umidade aumentar, sua resistência diminuirá. 
	O índice de plasticidade relaciona os limites de plasticidade e liquidez para demonstrar a passagem do estado quebradiço (semissólido) para o estado líquido numa pequena variação de umidade comparado a um solo classificado com altamente plástico.
	O Índice de Consistência das argilas mostra que o solo em estudo apresenta a consistência dura significando então que apresenta alta resistência à compressão simples, resistência superior a 4,00 Kg/cm². (CAPUTO, 1985).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostras De Solo - Preparação Para Ensaios De Compactação E Ensaios De Caracterização. Rio de Janeiro. 2ª Edição - Março de 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6458: Grãos de Pedregulho Retidos na Peneira de 4,8 mm - Determinação da Massa Específica, da Massa Especifica Aparente e da Absorção de Água. Rio de Janeiro. Outubro de 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo - Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro. Outubro de 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo – Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro. Outubro de 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6458: Grãos de Pedregulho Retidos na Peneira de 4,8 mm - Determinação da Massa Específica, da Massa Especifica Aparente e da Absorção de Água. Rio de Janeiro. Outubro de 1984.
AZEREDO, Thiago. Intemperismo. Disponível em <http://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/intemperismo.html>. Acesso em: 19 set. 2018.
PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica de Solos em 16 Aulas. 3ª ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações. 5ª ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1985.
SILVA, Rodrigo Emanuel R. Determinação da massa específica de solos pelo método da estufa. 1. ed. Barreiras: 2013.