plasticidade do solo e limite de contração

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
GEOTECNIA 
PROF: RODRIGO MARTINEZ CASTRO
SEGUNDA AED
PLASTICIDADE DO SOLO e LIMITE DE CONTRAÇÃO: APLICAÇÃO NA ENGENHARIA CIVIL
ANA JULIA CUNHA FASSIONI
JOYCE FERNANDES BORRÁS
Turma: A05/1
GOIÂNIA, 2019
1.INTRODUÇÃO
	Plasticidade é a 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 propriedades plásticas dependem do teor de umidade, forma das partículas, granulometria e composição química e mineralógica.
	Limite de contração (LC) do solo é o teor de umidade onde ocorre a transição entre o estado de consistência sólida e semi-sólida, ou, convencionalmente, o máximo teor de umidade a partir do qual uma redução dessa umidade não ocasiona diminuição do volume do solo.
	O Limite de Contração deve ser determinado sempre que o Índice de Plasticidade for alto. O Grau de Contração indica a tendência de aparecerem fissuras quando sofre secagem, e em consequência sua qualidade para aterro de barragem (permite uma avaliação dos efeitos negativos dos solos de alto IP). O valor do LC tem pouca utilidade prática. Mas quando se executa o ensaio, determina-se também o Grau de Contração, que permite prever e evitar ocorrência de vários acidentes causados por fissuração causada por secagem em maciços. Seu valor tem forte relação com o da expansão (obtido no ensaio CBR) de solos argilosos.
2. DESENVOLVIMENTO
Comportamento tensão-deformação 
Corpo elástico - quando RECUPERA a forma e o volume primitivos ao cessar a ação das forças externas que o deformaram. 
Corpo plástico - quando NÃO RECUPERA seu estado original ao cessar a ação deformante. 
	O comportamento plástico ou elástico de um corpo não é absoluto, depende da intensidade das forças aplicadas.
Solo: comportamento elasto-plástico.
Limites de Atterberg
	Os  Limites de Atterberg, são ensaios que permitem determinar os limites de consistência do solo. O termo consistência é usado para descrever um estado físico, isto é, o grau de ligação entre as partículas das substâncias. Quando aplicado aos solos finos ou coesivos, a consistência está ligada à quantidade de água existente no solo, ou seja, ao teor de umidade. 
	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 o valor de umidade no qual o solo passa do estado líquido para o estado plástico. Esse limite é determinado com auxílio do aparelho de Casagrande no qual se determina o teor de umidade que, com 25 golpes, une os bordos inferiores de uma canelura (um centímetro de comprimento) aberta, na massa de solo, por um cinzel de dimensões padronizadas.
	Limite de Plasticidade (LP): é o valor de umidade na qual o solo passa do estado plástico para o estado semi-sólido. É o limite no qual o solo começa a se quebrar em pequenas peças, quando enrolado em bastões de 3 mm de diâmetro. Ou seja, é o menor teor de umidade em que o solo se comporta plasticamente.
	Limite de Contração (LC): é o valor de umidade no qual o solo passa do estado semi-sólido para o estado sólido. Ou seja, é o teor no qual qualquer perda de umidade não provocará uma diminuição de volume.
	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.
	Existe duas maneiras de se descobrir o LL:
Pela curva de fluxo ( que é expressa pelo número de golpes e umidade) pode ser determinado pela equação:
onde: β = declividade da curva de fluxo 
n = número de golpes para fechar a ranhura, 10 < n < 40 
Através da fórmula U.S. Federal Highway Administration:
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.
	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.
	No LC é o teor de umidade que o solo atinge para 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: LC = h 
Solo não saturado/seco: 
	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: 6 ARGILAS: 
Fracamente plásticas: 1 < IP < 7
Medianamente plásticas: 7 < IP < 15
Altamente plásticas: IP > 15
	Índice de consistência (IL) - Dá a proporção de umidade natural da amostra do solo, também definida como coesão 
h= umidade natural da amostra.
	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
	Atividade (A) - a plasticidade da argila depende de: natureza do mineral argílico, quantidade de minerais argílicos. 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. 
A = IP/ C
C= % fração de argila < 0,002mm 
ARGILAS:
Normais: 0,75 < A < 1,25
Inativas: A < 0,75
Ativas: A > 1,25
	Segundo os vídeos auxiliares para a AED o ensaio de Limite de Contração é de estrema importância na construção civil, pois uma edificação pode apresentar diversas patologias devido a movimentação do solo. 
	É um ensaio prático de ser feito, precisando apenas de solo, água, panela e um fogo para aquecer a amostra de solo que será ensaiada.
3. CÁLCULOS
	Para calcular o Limite de consistência LC é necessário saber se o solo esta saturado ou não saturado/ seco e então jogar em uma dessas fórmulas 
Solo saturado: LC = h 
Solo não saturado/seco: 
Onde:
 γa = Peso específico da água na temperatura ambiente 
γS = Peso específico aparente do solo seco
 δ = Densidade real do solo na temperatura ambiente.
A massa específica do solo encontrada no ensaio foi g/cm3
Índice de Consistência:
Índice de Atividade:
Segundo a norma, os dados para calcular o limite de contração devem ser encontrados através do ensaio descrito na norma da ABNT NBR 7183. 
1. Tomar cerca de 50 g do material que passa na peneira 40 (de uma amostra homogênea); 
2. Determinar o volume da cápsula de contração (V1) enchendo-a de mercúrio, removendo o excesso por pressão da placa de vidro contra a face superior da cápsula, e medindo o volume de mercúrio que a encheu, na proveta graduada de 25 cm3 ;
3. Colocar a amostra na bacia de porcelana e misturar lentamente água suficiente para saturar o solo, até obter massa fluida, homogênea, facilmente manipulável com a espátula e sem apresentar inclusão de bolhas de ar; 
4. Lubrificar com vaselina ou óleo apropriado as paredes da cápsula de contração, de modo a impedir aderência do corpo de prova. Colocar no centro da cápsula
de contração aproximadamente 1/3 do volume do solo necessário para enchê-la, batendo-a, em seguida, de encontro a uma superfície firme, de modo que o solo ocupe todo o fundo. Repetir por mais duas vezes esta operação, enchendo completamente a cápsula de contração, de forma a obter uma superfície plana de solo. Em todo o processo sempre evitar formação de bolhas de ar; 
5. Secar ao ar até sensível mudança de tonalidade, deixando depois em estufa a 105o C-110o C até constância de peso;
Determinar, com aproximação de 0,1g a massa do solo seco contido na cápsula de contração (M2);
 6. Determinar o volume da pastilha seca da seguinte forma: 6.1. colocar na cápsula de porcelana a cuba de vidro, cheia de mercúrio, removendo o excesso por aplicação da placa com pinos; 6.2 retirar a pastilha da cápsula de contração, colocando-a cuidadosamente sobre o mercúrio, na cuba; fazer pressão com a placa de vidro, de modo que os três pinos obriguem a pastilha imergir inteiramente no mercúrio, como na figura 2, medindo na proveta de 25 cm3 o volume de mercúrio deslocado pela pastilha, que deverá ser anotado como volume de solo seco (V2); Evite a permanência de ar entre a placa de vidro e a pastilha.
LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC): LC = 100 . (V2 . µ água / M2 - 1 / δ) (%) 
Onde
 δ = massa específica dos grãos de solo, obtida conforme a NBR 6508;
 µ água = 1,000 g/cm3 (massa específica da água);
 
 
4. CONCLUSÕES
	Após leituras e os vídeos explicativos concluimos que o limite de contração de um solo é extremamente importante visto que edificações sofrem patologias pela falta de conhecimento do engenheiro sobre um simple ensaio.
	Nosso Limite de contração calculado deu de 3,67%. Nosso índice de consistência deu de 1,0 o que implica em um solo plástico rijo e consistente duro e nosso índice de atividade deu 0,4364 o que significa que as argilas são inativas.
5. REFERÊNCIAS 
ALVES, L. (2010). Plasticidade e Consistência dos solos. SÃO PAULO: MECSOLOS.
NBR 7183:1982 DETERMINAÇÃO DO LIMITE E RELAÇÃO DE CONTRAÇÃO DOS SOLOS. ABNT: Rio de Janeiro, 1982.
Suporte solos. (s.d.). Acesso em 27 de 10 de 2019, disponível em http://www.suportesolos.com.br/blog/consistencia-do-solo-ensaios-geotecnicos-ensaios-de-limite-de-liquidez-ll-e-de-plasticidade-lp/33/
Torres geotecnia. (s.d.). Acesso em 27 de 10 de 2019, disponível em Torres geotecnia: http://www.torresgeotecnia.com.br/portfolio-view/limite-de-contracao/