Índices de Consistência dos Solos

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Mecânica dos Solos I
INDICES DE CONSISTÊNCIA 
DOS SOLOS
(Aula 5)
Profa. Muriel B. de Oliveira
5.1 INTRODUÇÃO: ÍNDICES DE 
CONSISTÊNCIA - LIMITES DE ATTERBERG 
Na engenharia dos solos podemos aplicar vários
métodos para verificar o comportamento do solo, em
especial dos solos finos. Verificamos que, quanto
menor a partícula do solo, maior é a sua superfície
específica.
As partículas se comportam de forma adversa quando
possuem superfícies específicas em contato com a
água, as argilas diferem gradualmente pela sua
estrutura mineralógica e pelos cátions, bem como pelo
teor de umidade. Uma amostra de silte pode ser muito
mole, enquanto que a argila pode ser rígida e não
flexível.
Atterberg em 1911 desenvolveu um método empírico
para a determinação da consistência do solo. O solo
argiloso quando esta muito úmido se comporta como
um líquido, quando perde água ela passa a ficar
plástico e quando fica seco torna-se quebradiço.
5.1 INTRODUÇÃO: ÍNDICES DE 
CONSISTÊNCIA - LIMITES DE ATTERBERG 
5.1 INTRODUÇÃO: ÍNDICES DE 
CONSISTÊNCIA - LIMITES DE ATTERBERG 
✓ PLASTICIDADE DOS SOLOS
5.1 INTRODUÇÃO: ÍNDICES DE 
CONSISTÊNCIA - LIMITES DE ATTERBERG 
ESTADOS DE CONSISTÊNCIA
5.1.1 LIMITE DE LIQUIDEZ (LL OU WL)
O limite de liquidez corresponde ao teor de umidade
para mudança de estado de uma pasta de solo, que
quando umidificada, é ressecada, e se transforma
numa massa plástica. Ou seja, é o teor de umidade
para qual o solo passa do estado sólido para o
estado líquido. Nesse caso, o solo está saturado (S=1)
e seu volume diminui. O valor do limite de liquidez
aumenta com a diminuição do tamanho das partículas
do solo.
ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DO 
LIMITE DE LIQUIDEZ (LL OU WL)
O ensaio do Limite de Liquidez por Casagrande é
calculado baseando-se no teor de umidade do solo,
colocado numa concha metálica, devendo fechar uma
ranhura no solo feita com o cinzel, por meio de 25
golpes, a velocidade constante, desta concha contra uma
base fixa.
ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DO 
LIMITE DE LIQUIDEZ (LL OU WL)
O ensaio do Cone de Laboratório é um método
alternativo para determinação do LL. Os procedimentos
para preparação da amostra são os mesmos do ensaio
de Casagrande, após preenchemos um reservatório com
a pasta de solo e nivelamos o topo. Em seguida,
registramos a leitura no momento que o cone toca a
superfície da amostra e 5 segundos após. A penetração
do cone é a diferença das duas leituras. Deve ser
preparada uma nova amostra no mesmo teor de
umidade, fazendo as leituras como citado
anteriormente.
ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DO 
LIMITE DE LIQUIDEZ (LL OU WL)
No ensaio do Cone de Laboratório, da mesma forma
que no ensaio Casagrande, o procedimento deve ser
repetido no mínimo quatro vezes.
O resultado é apresentado
no gráfico com os valores
de penetrações (em mm)
versus o teor de umidade.
O LL é o resultado do teor
de umidade correspondente
a 20 mm de penetração
5.1.2 LIMITE DE PLASTICIDADE (LP OU WP)
O limite de plasticidade corresponde ao teor de
umidade limite entre o estado plástico e o
estado semissólido. No limite de plasticidade o
solo se torna friável, se desintegrando e
desagregando facilmente, quando sujeito a tensão.
Os valores médios para o LP ou WP para
diferentes solos seguem os parâmetros abaixo:
5.1.2 LIMITE DE PLASTICIDADE (LP OU WP)
O ensaio para definir o Limite de Plasticidade é
realizado rolando um solo numa tábua de vidro
fosco, sob a palma da mão, até que ele fique em
forma de bastão com espessura de 3 mm de
diâmetro e 10 cm de comprimento.
A amostra é parte do solo reservado durante o
ensaio do limite de liquidez e adicionando água
até a amostra ficar bem plástica. O ensaio é
repetido várias vezes cada vez com o menor teor
de umidade possível.
5.1.2 LIMITE DE PLASTICIDADE (LP OU WP)
5.1.3 LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC OU WC)
Quando um solo fino perde seu teor de umidade,
ele se contrai, diminuindo seu volume. O limite de
contração corresponde ao teor de umidade no qual
o solo não mais varia de volume ao secar, mesmo se
houver mais perda d’água. É o teor de umidade
entre os estados semissólido e sólido.
A determinação desse parâmetro é de grande
importância, pois o solo se contraindo pode causar
recalques nas fundações e, consequentes patologias
nas construções, como fissuras nas edificações e
ondulação nos pavimentos, por exemplo.
5.1.3 LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC OU WC)
A determinação do limite de contração pode ser
feita de modo indireto pelos índices físicos do solo
(equação 5.1), considerando que:
• O solo está saturado no LC;
• O volume (V) da amostra no LC é igual ao seu volume no
estado seco em estufa;
•𝑾𝒔 é a massa seca da amostra (em estufa);
• 𝑽𝟎: volume inicial da amostra;
• A densidade específica dos grãos é G.
5.2 PARÂMETROS DEFINIDOS ÍNDICES DE 
CONSISTÊNCIA
Para descrever o solo em seu estado natural, após
a determinação dos limites de consistência, agora
vamos determinar os índices de consistência:
Índice de plasticidade (IP), Índice de consistência
(IC) e Índice de Liquidez (IL).
5.2.1 ÍNDICE DE PLASTICIDADE (IP)
O índice de plasticidade corresponde à diferença
entre o limite de liquidez (LL) e o limite de
plasticidade (LP).
É indicativo do teor de umidade na qual o solo
pode ser considerado plástico.
𝐼𝑃=𝐿𝐿−𝐿𝑃 % (5.3)
5.2.1 ÍNDICE DE PLASTICIDADE (IP)
Quanto maior for o valor de IP, mais coesivo é o
solo. É empregado na especificação da qualidade
dos solos empregados em obras de pavimentação
e de terra e em correlações com parâmetros de
compressibilidade.
• Solo fracamente plástico: 1<𝐼𝑃<7
• Solo medianamente plástico: 7<𝐼𝑃<15
• Solo altamente plástico: 𝐼𝑃>15
• Solo não plástico: quando não tem como determinar LL
ou LP
5.2.2 ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA RELATIVA (IC)
O índice de consistência relativa indica a posição
da umidade natural em relação ao limite de
liquidez na faixa de plasticidade. É indicativo do
grau de consistência do solo em seu teor de
umidade natural.
(5.4)
• Solo muito mole (solo no estado fluido): 𝐼𝐶<0
• Solo mole (solo no estado plástico): 0<𝐼𝐶<0,5
• Solo médio (solo no estado plástico): 0,5<𝐼𝐶<0,75
• Solo rijo (solo no estado plástico): 0,75<𝐼𝐶<1
• Solo duro (solo no estado sólido ou semissólido): 𝐼𝐶>1
5.2.3 ÍNDICE DE LIQUIDEZ (IL)
O índice de liquidez indica a posição da umidade
natural em relação ao limite de plasticidade
dentro da faixa de plasticidade. É indicativo da
sensibilidade e pré-adensamento dos solos
argilosos.
(5.5)
• Argilas extra-sensíveis: 𝐼𝐿>1
• Argilas normalmente adensadas: 𝐼𝐿≈1
• Argilas pré-adensadas: 𝐼𝐿≈0
• Argilas muito pré-adensadas: 𝐼𝐿<0
✓ ÍNDICE DE ATIVIDADE COLOIDAL (IA)
Na aula 2 vimos na equação 2.3 o índice de
atividade coloidal das argilas. Esse índice avalia o
potencial da fração argilosa em conferir
plasticidade e coesão ao solo.
• Solo Inativo: 𝐴<0,75;
• Solo de atividade normal: 0,75<𝐴<1,25;
• Solo ativo: 𝐴>1,25.
EXEMPLOS
1) Determinar o limite de contração de uma argila cujo
peso específico real dos grãos é de 25 KN/m³ e o peso
específico aparente seco é de 14 KN/m³.
2) Calcular o índice de grupo de um solo em que 65% do
material passa na peneira de malha 200, limite de liquidez
igual a 32% e índice de plasticidade igual a 13%.
3) Determinar a atividade da fração fina em um solo cuja
porcentagem de argila é de 18%. Ensaios de consistência
realizados com esta argila forneceram como resultados:
limite de liquidez de 35% e limite de plasticidade de 20%.
EXEMPLOS
4) Determinar o índice de plasticidade e o estado de
consistência de uma argila que apresenta um teor de
umidade de 30%, limite de liquidez de 38% e limite de
plasticidade de 15%.
5) Um solo argiloso foi classificado em um perfil de
sondagem como “argila de consistência mole”. Sobre
uma amostra deste solo, coletada durante a sondagem.
Foram realizados ensaios de consistência em
laboratório e obtidos os seguintes dados: teor de
umidade de 53%, limite de liquidez de 75% e limite de
plasticidade de 40%. Verificar se a classificação prévia
está correta. Justifiquesua resposta.
REFERÊNCIAS
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6459: 
Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro/RJ. 2016.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7180: 
2016 Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro/RJ.
• BASTOS, C.A.B. Mecânica dos Solos. Notas de Aula. [S.l.]: 
Departamento de Materiais e Construções da Fundação 
Universidade Federal do Rio Grande, 2002.
• BODÓ, B.; JONES, C. Introdução à Mecânica dos Solos. 1° ed. - Rio 
de Janeiro Ed. Livros Técnicos e Científicos, 2017.
• CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas Aplicações. vol. 1. 7° ed. 
Rio de Janeiro: Ed. Livros Técnicos e Científicos, 2016.
• CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas Aplicações. vol. 3. 7° ed. 
Rio de Janeiro: Ed. Livros Técnicos e Científicos, 2017.
• PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 aulas. 3°
ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.