Aula 5

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Limites de consistência
Prof.: Raul Lobato
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA
INSTITUTO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS
Aula 5
• Introdução;
• Estados de consistência;
• Limites de consistência:
• Preparação de amostras (NBR 6457);
• Limite de Liquidez (NBR 6459);
• Limite de Liquidez (BS 1377);
• Limite de Plasticidade (NBR 7180);
• Índice de Plasticidade (NBR 7180);
• Limite de Contração (NBR 7183);
• Índice de Liquidez e Índice de Consistência;
• Atividade.
Introdução
COMPORTAMENTO DOS SOLOS DE GRANULOMETRIA FINA
COMPRESSIBILIDADE
RESISTÊNCIA AO 
CISALHAMENTO
PERMEABILIDADE
UMIDADE DA AMOSTRA CONSISTÊNCIA
A VARIAÇÃO DA CONSISTÊNCIA DO SOLO É TRATADA EM TERMOS DE 
LIMITES DE CONSISTÊNCIA
Introdução
CONSISTÊNCIA
A CONSISTÊNCIA DOS SOLOS FORNECE UM MEIO DE DESCREVER O 
GRAU OU CLASSE DE COESÃO OU ADERÊNCIA ENTRE AS SUAS 
PARTÍCULAS.
VARIA COM O TEOR DE ÁGUA NO SOLO (TEOR DE UMIDADE)
COESÃO: ATRAÇÃO ENTRE 
CONSTITUINTES DE MESMA 
ORIGEM
ADESÃO: OCORRE ENTRE 
ELEMENTOS DE ORIGEM 
DIFERENTES
Estados de consistência
LIMITES DE CONSISTÊNCIA
ATTERBERG
O COMPORTAMENTO DO SOLO PODE SER DIVIDIDO EM QUATRO 
ESTADOS BÁSICOS
LÍQUIDO PLÁSTICO
ARTHUR CASAGRANDE
SEMISSÓLIDO SÓLIDO
Estados de consistência
PLASTICIDADE: PROPRIEDADE DE CERTOS SÓLIDOS SEREM 
MOLDADOS (DEFORMAÇÕES RÁPIDAS) SEM APRECIÁVEL VARIAÇÃO 
DE VOLUME (OU RUPTURA)
ASSOCIADA AOS SOLOS FINOS
ARGILO-MINERAL QUE DEU ORIGEM À FRAÇÃO ARGILA NESSES 
SOLOS
QUANTIDADE DE ÁGUA NO SOLO
Estados de consistência
NÃO PLASTICO LIGEIRAMENTE PLÁSTICO
MODERADAMENTE PLÁSTICO MUITO PLÁSTICO 
Estados de consistência
Estados de consistência
UMIDADE ARGILO-MINERAL
A PLASTICIDADE DO SOLO DEPENDERÁ FUNDAMENTALMENTE
FAIXA DE UMIDADE SUPERFÍCIE ESPECÍFICA
O TEOR DE UMIDADE AFETA SIGNIFICATIVAMENTE A PROPRIEDADE 
DOS SILTES E DAS ARGILAS
A RESISTÊNCIA DIMINUI COM O AUMENTO DO TEOR DE UMIDADE
Limites de consistência
DETERMINAÇÃO EMPÍRICA
ESTADO 
PLÁSTICO
ESTADO 
LÍQUIDO
ESTADO 
SEMI-SÓLIDO
ESTADO 
SÓLIDO
LL LP LC
𝑤 % (𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑑𝑜)
Limites de consistência
• LIMITE DE LIQUIDEZ (LL): teor de umidade no qual o solo começa a
se comportar como um líquido, ou seja flui (NBR 6459).
• LIMITE DE PLASTICIDADE (LP): teor de umidade no qual o solo
começa a comportar como um material plástico (NBR 7180).
• LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC): teor de umidade a partir do qual
reduções da umidade não acarretam redução de volume da amostra
– representa a quantidade de água requerida para saturar o solo
(NBR 7183).
Preparação de amostras (NBR 6457)
• Amostra para determinação dos limites de liquidez e plasticidade:
tomar uma fração da amostra (na umidade higroscópica, destorroada
e quarteada) e passar na peneira de 0,42 mm, de modo a se ter cerca
de 200g de material passado. O material assim obtido constitui a
amostra a ser ensaiada.
ALMOFARIZ REPARTIDOR DE AMOSTRAS PENEIRAS
Limite de Liquidez (NBR 6459)
BALANÇA
APARELHO DE 
CASAGRANDE
CÁPSULAS ESTUFA
Limite de Liquidez (NBR 6459)
Limite de Liquidez (NBR 6459)
Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=lJaxegudEwA
https://www.youtube.com/watch?v=lJaxegudEwA
Limite de Liquidez (NBR 6459)
Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=lJaxegudEwA
https://www.youtube.com/watch?v=lJaxegudEwA
Limite de Liquidez (NBR 6459)
Fonte: Das (2011)
Limite de Liquidez (NBR 6459)
Fonte: Das (2011)
Limite de Liquidez (NBR 6459)
TEOR DE UMIDADE NÚMERO DE GOLPES
Fonte: Das (2011)
Limite de Liquidez (NBR 6459)
NA IMPOSSIBILIDADE DE SE CONSEGUIR A 
ABERTURA DA RANHURA OU O SEU FECHAMENTO 
COM MAIS DE 25 GOLPES, CONSIDERAR A 
AMOSTRA COMO NÃO APRESENTANDO LIMITE DE 
LIQUIDEZ (NL)
RESULTADO FINAL: EXPRESSO EM PORCENTAGEM, APROXIMADO PARA 
O NÚMERO INTEIRO MAIS PRÓXIMO
Limite de Liquidez (BS1377)
Fonte: Das (2011)
Limite de Liquidez (BS1377)
NESSE ENSAIO O LIMITE DE LIQUIDEZ É 
DEFINIDO COMO TEOR DE UMIDADE NO 
QUAL UM CONE PADRÃO COM ÂNGULO DO 
VÉRTICE DE 30° E PESO DE 0,78 N PENETRA A 
UMA PROFUNDIDADE DE d = 20 mm EM 5 
SEGUNDOS QUANDO LIBERADO DE QUEDA 
LIVRE A PARTIR DA POSIÇÃO DO PONTO DE 
CONTATO COM A SUPERFÍCIE DO SOLO
Fonte: Barnes (2016)
Limite de Plasticidade (NBR 7180)
BALANÇA
PLACA DE VIDRO 
ESMERILHADA
CÁPSULAS ESTUFA
Limite de Plasticidade (NBR 7180)
Limite de Plasticidade (NBR 7180)
Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=lJaxegudEwA
https://www.youtube.com/watch?v=lJaxegudEwA
Limite de Plasticidade (NBR 7180)
3 DETERMINAÇÕES (CUJOS VALORES NÃO DIFIREM DA RESPECTIVA 
MÉDIA DE MAIS QUE 5% DESSA MÉDIA)
RESULTADO FINAL: MÉDIA DE 3 VALORES SATISFATÓRIOS EXPRESSO EM 
PORCENTAGEM, APROXIMADO PARA O INTEIRO MAIS PRÓXIMO
NA IMPOSSIBILIDADE DE SE OBTER O CILINDRO COM 3 mm DE 
DIÂMETRO, CONSIDERAR A AMOSTRA COMO NÃO APRESENTANDO 
LIMITE DE PLASTICIDADE (NP)
Índice de Plasticidade (NBR 7180)
Corresponde à faixa de valores de umidade do solo na qual ele se
comporta de maneira plástica. Uma vez conhecidos os limites de
consistência pode-se definir o IP como:
𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃
Onde:
𝐼𝑃: Índice de plasticidade;
𝐿𝐿: Limite de liquidez (NBR 6459);
𝐿𝑃: Limite de plasticidade
Índice de Plasticidade (NBR 7180)
O RESULTADO FINAL DEVE SER EXPRESSO EM PORCENTAGEM
QUANDO NÃO FOR POSSÍVEL DETERMINAR O LIMITE DE LIQUIDEZ 
OU O LIMITE DE PLASTICIDADE, ANOTAR O ÍNDICE DE 
PLASTICIDADE COMO NP (NÃO PLÁSTICO)
Índice de Plasticidade
DESCRIÇÃO IP
Fracamente plásticos 1 - 7
Medianamente plásticos 7 - 15
Altamente plásticos > 15
Fonte: Jenkins (CAPUTO, 1988)
DESCRIÇÃO IP
Não plástico 0
Ligeiramente plástico 1 - 5
Plasticidade baixa 5 - 10
Plasticidade média 10 - 20
Plasticidade alta 20 - 40
Plasticidade muito alta > 40
Fonte: Burmister (1949 apud DAS, 2011)
Limite de contração (NBR 7183)
O SOLO SE CONTRAI COM A PERDA GRADATIVA DE SUA UMIDADE. NO ENTANTO, 
COM A CONTINUAÇÃO DA PERDA DE UMIDADE, É ALCANÇADO UM ESTADO DE 
EQUILÍBRIO NO QUAL UMA PERDA AINDA MAIOR DE UMIDADE NÃO RESULTARÁ EM 
MAIS ALTERAÇÕES NO VOLUME DO SOLO EM QUESTÃO. O TEOR DE UMIDADE, EM 
TERMOS PERCENTUAIS, NO QUAL O VOLUME DA MASSA DE SOLO SE MANTÉM 
CONSTANTE, É DEFINIDO COMO O LIMITE DE CONTRAÇÃO.
NORMA AMERICANA: ASTM D-4943
Fonte: Das (2011)
Limite de contração (NBR 7183)
Limite de contração (NBR 7183)
ÁGUA SUFICIENTE PARA SATURAR O SOLO
Limite de contração (NBR 7183)
Limite de contração (NBR 7183)
Link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=9feBclJ088M
https://www.youtube.com/watch?v=9feBclJ088M
Limite de contração (NBR 7183)
• LIMITE DE CONTRAÇÃO:
𝐿𝐶 =
𝑉𝑓
𝑀2
−
1
𝜌𝑠
× 100 =
𝑀1 −𝑀2
𝑀2
× 100 −
𝑉𝑖 − 𝑉𝑓
𝑀2
× 𝜌𝑤 × 100
Onde:
𝑀1: massa da amostra do solo úmido na cápsula no início do ensaio (g);
𝑀2: massa da amostra do solo seco (g);
𝑉𝑖: volume inicial da amostra de solo úmido (volume interno da cápsula, cm³);
𝑉𝑓: volume da amostra de solo seca em estufa (cm³);
𝜌𝑠: massa específica dos grãos de solo (NBR 6508);
𝜌𝑤: massa específica da água. 
Limite de contração (NBR 7183)
• RELAÇÃO DE CONTRAÇÃO (RAZÃO DE CONTRAÇÃO):
𝑅𝐶 =
𝑀2
𝑉𝑓 × 𝜌𝑤
Onde:
𝑀2: massa da amostra do solo seco (g);
𝑉𝑓: volume da amostra de solo seca em estufa (cm³);
𝜌𝑤: massa específica da água (g/cm³). 
Limite de contração (NBR 7183)
• VALORES TÍPICOS
MINERAL LIMITE DE CONTRAÇÃO
Montmorilonita 8,5 – 15
Ilita 15 – 17
Caulinita 25 – 29
Fonte: Mitchell (1976 apud DAS, 2011)
NBR 7183 ?
Holtz e Kovacs, 1981
Limite de contração (NBR 7183)
EXEMPLO 1: Os valores apresentados são os resultados de um ensaio de 
limite de contração:
• Volume inicial do solo no estado saturado: 24,6 cm ³;
• Volume final do solo no estado seco: 15,9 cm³;
• Massa inicial do estado saturado: 44,0 g;
• Massa final no estado seco: 30,1 g.
Determine o limite de contração do solo (Dado: 𝜌𝑤 = 1 g/cm³)
Limite de contração
Fonte: Bodó & Jones (2017)
Índice de Liquideze Índice de Consistência
A consistência relativa de um solo coesivo em estado natural pode ser 
definida pela relação chamada de ÍNDICE DE LIQUIDEZ (IL), que é dada por:
𝐼𝐿 =
𝑤 − 𝐿𝑃
𝐿𝐿 − 𝐿𝑃
Onde 𝑤: teor de umidade do solo in situ.
Solos que apresentam IL > 1 quando amolgados, podem ser transformados
em uma forma viscosa para fluírem como um líquido
Índice de Liquidez e Índice de Consistência
Outro índice normalmente usado para fins de engenharia é o ÍNDICE 
DE CONSISTÊNCIA (IC), que pode ser definido como:
𝐼𝐶 =
𝐿𝐿 − 𝑤
𝐿𝐿 − 𝐿𝑃
Onde 𝑤: teor de umidade do solo in situ.
Índice de Liquidez e Índice de Consistência
ESTADO 
PLÁSTICO
ESTADO 
LÍQUIDO
ESTADO 
SEMI-SÓLIDO
ESTADO 
SÓLIDO
LL LP LC
𝑤 % (𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑑𝑜)
IP = LL - LPIL = 1
IC = 0
IL = 0
IC = 1
Atividade
Skempton (1953) observou que o índice de plasticidade de um solo
aumenta linearmente com a porcentagem da fração de argila presente,
e definiu um índice chamado atividade (A), que é a inclinação da linha
que correlaciona IP e a porcentagem mais fina que 2 µm (argila). Essa
atividade pode ser expressa como:
𝐴 =
𝐼𝑃
(% 𝑑𝑎 𝑓𝑟𝑎çã𝑜 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎, 𝑒𝑚 𝑝𝑒𝑠𝑜)
A atividade é usada como um índice para identificar o potencial de
expansão de solos argilosos.
Atividade
Solos “normais” têm uma atividade entre 0,75 e 1,25, isto é, o IP é
aproximadamente igual à fração argila. Os solos com atividade abaixo
de 0,75 são considerados INATIVOS, ao passo que aqueles acima de
1,25 são considerados ATIVOS. Os que têm grande atividade
apresentam muita variação de volume quando o teor de umidade é
alterado (isto é, apresentam grande expansão quando são molhados e
grande contração quando secos). Dessa forma, OS SOLOS COM
GRANDE ATIVIDADE, PODEM SER PARTICULARMENTE DANOSOS
PARA OS TRABALHOS GEOTÉCNICOS.
Atividade
MINERAL LL LP A
Caulinita 35-100 20-40 0,3-0,5
Ilita 60-120 35-60 0,5-1,2
Montmorilonita 100-900 50-100 1,5-7,0
Haloisita (hidratada) 50-70 40-60 0,1-0,2
Haloisita (desidratada) 40-55 30-45 0,4-0,6
Atapulgita 150-250 100-125 0,4-1,3
Alofano 200-2500 120-150 0,4-1,3
Fonte: Das (2011)
Atividade
GRUPO MINERAL SUPERFÍCIE ESPECÍFICA (m²/g) ATIVIDADE
Caulinita 10-20 0,3-0,5
Ilita 65-100 0,5-1,3
Montmorilonita Acima de 840 4,0-7,0
Fonte: Craig (2007)
Limites de consistência
EXEMPLO 2: Na determinação do Limite de Liquidez de um solo, de
acordo com o método brasileiro NBR 6459, foram feitas cinco
determinações do número de golpes para que a ranhura se feche, com
teores de umidade crescentes, tendo-se obtido os resultados
apresentados a seguir:
TENTATIVA NÚMERO DE GOLPES TEOR DE UMIDADE (%)
1 36 51,3
2 29 52,8
3 22 54,5
4 19 55,5
5 16 56,7
Limites de consistência
EXEMPLO 2: Na determinação do Limite de Liquidez de um solo, de
acordo com o método brasileiro NBR 6459, foram feitas cinco
determinações do número de golpes para que a ranhura se feche, com
teores de umidade crescentes, tendo-se obtido os resultados
apresentados a seguir:
(i) Trace a curva de fluidez e obtenha o limite de liquidez;
(ii) Determine o índice de plasticidade do solo (Dado: LP = 12%);
(iii) Determine o índice de liquidez sabendo que a umidade do solo in
situ é de 31%
Limites de consistência
EXEMPLO 3: Um solo saturado apresenta as seguintes características:
volume inicial = 19,65 cm³, volume final = 13,5 cm³, massa de solo
úmido (M1) = 36 g e a massa do solo seco (M2) = 25 g. Determine o
limite de contração e a razão de contração (Dado: massa específica da
água: 1 g/cm³)
Referências
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostras de solo — Preparação para 
ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 2016.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo – Determinação do limite de 
liquidez. Rio de Janeiro, 2016.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo – Determinação do limite de 
plasticidade. Rio de Janeiro, 2016.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7183: Determinação do limite e relação de 
contratação de solos. Rio de Janeiro, 2016.
• BARNES, G. Mecânica dos solos: princípios e práticas. 3 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016.
• BODÓ, B.; JONES, C. Introdução à mecânica dos solos. 1 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
• CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 1986.
• CRAIG. R. F. Mecânica dos solos. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
Referências
• CRISPIM, F. A. Estados e Limites de Consistência. Sinop: Universidade do Estado de Mato Grosso, 
2011. 57 slides: color.
• DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. 7 ed. São Paulo: Cengage Learning, 2011.
• DALLA ROZA, A. E. Limites de Consistência. Sinop: Universidade do Estado de Mato Grosso, 201-. 
58 slides: color.
• PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos: com exercícios resolvidos em 16 aulas. 3 ed. 
São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
Limites de consistência
E-mail: raul.lobatto@hotmail.com
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA
INSTITUTO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
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