Aula 4 - Limites de Atterberg

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Mecânica dos Solos I
Professor: MSc. Paulo G. T. Marinho Filho
Limites de Atterberg
Valores de umidade (h%)
Ou (w%)
H = 100% H = 0
Limites de Atterberg
Qual a função/utilização destes ensaios?
Como é determinado?
Utilizado largamente para classificação dos solos, podendo indicar 
o tipo de argilo-mineral presente e a estrutura do solo.
Estudos correlacionam esta característica do solo com vários 
outros parâmetros, a exemplo do coeficiente de empuxo no 
repouso, que pode indicar o comportamento do solo frente a 
aplicação de tensões confinantes e desviadoras.
ABNT NBR 6459 para o LL 
ABNT NBR 7180 para o LP 
ABNT NBR 7183 para o LC 
Limites de Atterberg
Qual a função/utilização deste ensaio?
Os ensaios de consistência contratados com maior frequência são
o LL e o LP, pois estes limites, quando interpretados junto com a
análise granulométrica do material, permitem classificar a amostra
de solo conforme metodologia HRB-AASHTO - Sistema de
classificação bastante empregado no Brasil e também o sistema
de classificação mais conhecido mundialmente.
Limites de Atterberg
Qual a função/utilização deste ensaio?
Limites de Atterberg
Limite de Liquidez
Limites de Atterberg
Limite de Liquidez
Limites de Atterberg
Limite de Liquidez
Procedimento de ensaio
- Utilizado material passante na peneira #40 entre 50 a 80 g
- Coloca-se quantidade do material em uma concha, onde é adicionada
água aos poucos e misturado vigorosamente a fim de se obter uma
amostra homogênea;
- Passa-se o material para o aparelho de Casagrande, preenchendo-se
a até 2/3 de sua superfície;
- Com uma espátula alisa-se o solo para retirada de excessos de
material, até se obter uma espessura de aprox. 1 cm na parte central
(comprovada pelo gabarito do cinzel);
- Faz-se uma ranhura no solo com sentido longitudinal do aparelho;
- Gira-se a manivela à velocidade constante de duas voltas por
segundo, contando o fechamento da ranhura numa extensão de 1 cm.
Limites de Atterberg
Limite de Liquidez
Procedimento de ensaio
- Retira-se uma quantidade do material do local onde ocorreu o 
fechamento (cerca de 20 g) e coloca-se numa cápsula para verificação 
da umidade do solo naquele estado para aquela quantidade de 
golpes;
- Volta-se o material para concha e adiciona-se mais água, repetindo o 
processo mais quatro vezes
- O LL é o teor de umidade na qual a ranhura no solo é fechada para o 
impacto de 25 golpes. 
Segundo a FHWA
Não é utilizado no Brasil
Limites de Atterberg
Limite de Liquidez
Aparelho de Casagrande fora de especificação;
Ponta do cinzel gasta;
O material utilizado como apoio do Aparelho de Casagrande seja inadequado.
Avaliação inadequada da extensão de fechamento da ranhura.
Taxa de golpes não condiz com o especificado na norma, para este caso, 
utiliza-se normalmente, como forma de treinamento, aparelhos sonoros.
O que pode ocasionar erros no ensaio?
Limites de Atterberg
Limite de Liquidez
Procedimento de ensaio
Limites de Atterberg
Limite de Plasticidade
Plasticidade e uma propriedade dos solos, na qual consiste na maior
ou menor capacidade de ser moldado, em certas condições de umidade
sem que ocorra variação de volume. Importante propriedade da argila.
Esse comportamento plástico tem como base de suas características o
gráfico tensão – deformação. Um corpo é elástico quando após ter ficado
um tempo descansando volta ao seu estado inicial, e plástico quando não
retorna.
Limites de Atterberg
Limite de Plasticidade
Procedimento de ensaio
- Coloca-se parte do material que passa na #40 na concha de porcelana, 
adiciona-se água misturando até se obter homogeneidade da umidade. 
Em laboratório utiliza-se cerca de 15g do material restante na concha 
do ensaio de LL;
- Molda-se a amostra na mão até se obter uma forma elipsoidal e em 
seguida rola-se sobre uma superfície de vidro esmerilhado com a 
palma da mão até se obter um cilindro com comprimento aproximado 
de 8 cm e diâmetro de 3mm;
- Considerar-se-á que o solo estará no limite de plasticidade quando o 
cilindro romper em pedaços de aprox. 10 cm e diâmetro de 3 mm. Se o 
solo fissurar antes, a umidade estará abaixo do limite de plasticidade, 
caso não fissure com as dimensões citadas, a umidade estará acima do 
limite;
Limites de Atterberg
Limite de Plasticidade
Procedimento de ensaio
- Estando o solo abaixo do limite, deve-se remodela-lo adicionando-se 
mais água no mesmo. No caso da umidade estar acima, molda-se 
novamente o solo em forma de bola e repete-se o procedimento;
- Realiza-se o procedimento por no mínimo 5 vezes, até que se tenha 
três valores que não se afastem da média em 5%;
Limites de Atterberg
Limite de Plasticidade
Rolagem do cilindro sob os dedos, podendo provocar rompimento prematuro 
do cilindro;
Execução de cilindros com mais de 10 cm de comprimento;
O suor da mão pode interferir no teste, mascarando o valor da plasticidade
O que pode ocasionar erros no ensaio?
Limites de Atterberg
Limite de Plasticidade
Limites de Atterberg
Índice de Plasticidade
- Verificados os valores dos limites de consistência, é comum proceder o 
cálculo de um índice denominado índice de plasticidade;
- Este índice pode ser calculado por meio da equação:
IP = LL – LP
- Procura medir a plasticidade do solo e representa a quantidade de 
água necessária a acrescentar ao solo para que este passe do estado 
plástico para o líquido.
Limites de Atterberg
Índice de Plasticidade
- Intervalos comuns para o índice de plasticidade:
• IP = 0 Não Plástico
• 1 < IP < 7 Pouco Plástico
• 7 < IP < 15 Plasticidade Média
• IP > 15 Muito Plástico
Limites de Atterberg
Limite de Contração
A retração e expansão é provocada pela presença de minerais argilosos,
sua quantidade e tipo influenciam diretamente neste comportamento do
solo
Este comportamento pode trazer patologias às construções como fissuras,
que abrem brecha para penetração de água proporcionando outras
manifestações patológicas
É o teor de umidade no qual o solo não muda seu volume quando perde
umidade
Limites de Atterberg
Limite de Contração
V2 = Volume deslocado de mercúrio
P2 = Peso de solo seco após secagem em estufa
δ = massa específica dos grãos de solo, obtida de acordo com NBR 6508
Limites de Atterberg
Limite de Contração
Limites de Atterberg
Limite de Contração
Limites de Atterberg
Limite de Contração
Limites de Atterberg
Aplicação de resultados
Índice de consistência ou Limite de consistência
Os limites também são relacionados a algumas propriedades de 
engenharia como permeabilidade, compressibilidade, resistência ao 
cisalhamento, entre outros.
- Argilas que possuem baixa plasticidade possuem também baixa 
permeabilidade e são difíceis de serem compactadas
Limites de Atterberg
Exercícios:
“Uma argila amolece quando se adiciona água, e se a
quantidade acrescentada for excessiva, forma-se uma lama
que se comporta como um líquido viscoso com resistência ao
cisalhamento praticamente nula. Nesse cenário diz-se que a
argila está no estado _____________”
“Se a água for gradualmente reduzida, num processo lento de
secagem, a argila começa a oferecer alguma resistência a
deformações, podendo ser facilmente moldada sem variação
de volume, mantendo sua nova forma sem aparecer trincas.
Este é o estado _____________”
Limites de Atterberg
Exercícios:
“Com uma posterior perda de água por evaporação, a argila
sofre uma diminuição de volume e aumenta sua rigidez, até
que se torna quebradiça; este é o estado _____________”
“Prosseguindo a secagem, a argilacontinua a se contrair e
atinge um volume mínimo. Além deste ponto, a secagem não
mais provocará uma diminuição de volume; o ar começa a
entrar nos poros da argila, dando a ela uma tonalidade mais
clara e o solo torna-se aos poucos mais duro; este é o estado
_____________”
Limites de Atterberg
Exercícios:
Limites de Atterberg
Exercícios:
ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA
Mecânica dos Solos
IP
hLL
Ic


Mede a consistência do solo em função da sua umidade natural.
Ic < 0 argila muito 
mole
0 < Ic < 0,50 argila mole
0,5 < Ic < 0,75 argila média
0,75<Ic < 1,0 argila rija
Ic >1,0 argila dura
Consistência Resistência (kPa)
Muito mole < 25
Mole 25 a 50
Média 50 a 100
Rija 100 a 200
Dura > 400
ÍNDICE DE ATIVIDADE
Mecânica dos Solos
• A superfície das partículas dos argilo-minerais possui uma carga elétrica
negativa,
cuja intensidade depende principalmente das características do argilo-mineral
considerado.
• As atividades físicas e químicas decorrentes desta carga superficial constituem
a chamada “atividade da superfície do argilo-mineral”. Segundo Skempton (1953)
a atividade dos argilo- minerais pode ser avaliada pela equação:
IA = IP / (% < 0,002mm)
• %<0,002mm representa a porcentagem de partículas com diâmetro inferior a
2µ presentes no solo.
Solo Inativo: IA < 0,75
Atividade Normal: 0,75 < IA < 1,25
Solo Ativo IA > 1,25
COMPACIDADE DAS AREIAS
Mecânica dos Solos
• A compacidade é uma característica da maior ou menor densidade dos solos
não coesivos (granulares).
• Somente para este tipo de solo pode-se falar efetivamente em maior ou menor
“compacidade”, no sentido de apresentar-se mais compacto (denso) ou mais fofo
(solto) em relação a seu maior peso por unidade de volume.
•Tanto o peso específico aparente seco, d, como o índice de vazios, e, poderão
dar uma idéia do estado de compacidade de uma areia.
COMPACIDADE DAS AREIAS
Mecânica dos Solos
• Quanto mais compacta for uma areia maior será o seu “ γd” e menor o seu “e”.
COMPACIDADE DAS AREIAS
Mecânica dos Solos
Descrição da areia emin emax
Areia uniforme de grãos angulares 0,70 1,10
Areia bem graduada de grãos angulares 0,45 0,75
Areia uniforme de grãos arredondados 0,45 0,75
Areia bem graduada de grãos arredondados 0,35 0,65
• O estado de uma areia, ou sua compacidade, pode ser expresso pelo índice e
vazios em que ela se encontra, em relação a estes valores extremos, pelo índice
de compacidade relativa
ÍNDICE DE COMPACIDADE RELATIVA (CR)
Mecânica dos Solos
Classificação CR
Areia fofa abaixo de 0,33
Areia de compacidade média entre 0,33 e 
0,66
Areia compacta Acima de 0,66
minmax
max
ee
ee
CR nat



Mecânica dos Solos
Ex. 1) Um solo argiloso apresenta as seguintes características: LL =
58,6%, LP=23,1% e IC = 0,44. Pede-se calcular a quantidade de água
necessária a adicionar a 2 kg deste solo para reduzir o IC a 0,20
Ex. 2) Para uma amostra de argila do Rio de Janeiro obtiveram-se os
seguintes valores médios: LL = 120%, LP = 40% e w = 150%. Sabendo-
se que a percentagem de argila, isto é, de material menor que 2 μm, é
de 55%, obter:
(a)o índice de plasticidade,
(b)a atividade e
(c) índice de consistência.
Dúvidas?
Campina Grande – Março, 2017
marinho.paulo05@gmail.com
Limites de Atterberg
 
e
ws



1
1

e
e
n


1 e
s
d


1


Correlações dos índices físicos
e
e ws
sat



1


w
n
d


1

 1
d
se


w
s
e
w
S


.
.

Solo saturado S = 1
Solo seco S = 0
wnsub  
porosidade
Peso específico 
submerso
Peso específico 
aparente seco
Peso específico 
aparente saturado
Peso específico 
aparente seco Índice de vazios Saturação