AULA 3 - MS - COMPACIDADE E LIMITES DOS SOLOSnoite 01 03

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Compacidade relativa e limites de consistência dos solos
MARCCELLA BELVEDERE
2021-1
APRESENTAÇÃO DISPONÍVEL NO UNASP VIRTUAL
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MECÂNICA DOS SOLOS
Compacidade relativa das areias 
Esta Foto de Autor Desconhecido está licenciado em CC BY-NC-ND
O estado em que se encontra uma areia pode ser expresso pelo seu índice de vazios. 
Este dado isolado, entretanto, fornece pouca informação sobre o comportamento da areia, pois com o mesmo índice de vazios, uma areia pode ser compacta e outra fofa. 
Para ter uma analise confiável deve-se analisar esse índice de vazios natural juntamente com o índice de vazios máximo e mínimo em que ela pode se encontrar.
Tais índices de vazios dependem das características da areia, quanto mais angulares os grãos e quanto mais mal graduadas as areias.
Se uma areia pura, no estado seco, for colocada cuidadosamente em um recipiente, vertida através de um funil com pequena altura de queda, por exemplo, ela ficará no seu estado mais fofo possível. Pode-se determinar seu peso especifico e a partir dele calcular o INDICE DE VAZIOS MÁXIMO.
 Ao vibrar-se uma areia dentro de um molde, ela ficará no seu estado mais compacto possível. A ele corresponde o INDICE DE VAZIOS MÍNIMO.
Com o mesmo índice de vazios a compacidade pode ser muito distinta.
Imaginemos um índice de vazios de 0,65. podemos definir se esta areia é compacta ou fofa???
Com o mesmo índice de vazios – e=0,65
Para a Areia A – está próximo da mínima compacidade
Para a Areia B - está próximo da máxima compacidade
Máximo índice de vazios é a mínima compacidade
Mínimo índice de vazios é a máxima compacidade
O estado de uma areia, ou a compacidade relativa de uma areia pode ser expresso por uma relação entre os valores extremos e seu estado natural de índice de vazios.
Quanto maior o CR mais compacta a areia. 
Terzaghi sugeriu a terminologia abaixo.
Em geral areias compactas apresentam maior resistência e menor deformabilidade. Estas características, entre as diversas areias, dependem também de outros fatores, como distribuição granulométrica e o formato dos grãos. Entretanto a compacidade é um fator importante.
EXERCICIOS
Exercício 1
Para um dado tipo de solo arenoso com emáx=0,75 e e min=0,4. Sendo a massa especifica dos grãos 2,68 t/m³. 
No campo o solo é compactado com uma massa especifica úmida de 1797,4 kg/m³, para um teor de umidade de 12%. 
Determine a compacidade relativa do solo
Exercício 2
Para determinar o índice de vazios de compacidade relativa de uma reia, que apresentava no estado natural uma massa especifica seca de 1,71kg/dm³, foram realizados ensaios para determinar seus dados de máxima e mínima compacidade
Para determinar a máxima compacidade, adotou-se um dos procedimentos na NBR 12051:1991. após a vibração a areia ficou com a massa especifica seca de 1,78kg/dm³
Para determinar com a mínima compacidade a areia previamente seca em estufa, foram seguidos os precedimentos da NBR 12004:1990. O ensaio indicou uma massa especifica seca de 1,49 kg/dm³.
Determine o índice de compacidade relativa, adotando γs=2,65 kg/dm³
Exercício 3
Uma areia apresenta índice de vazios máximo de 0,9 e índice de vazios mínimo de 0,57. o peso especifico dos grãos é de 26,5 kN/m³. De uma amostra dessa areia com teor de umidade de 3%, determine:
A) que peso deve ser tomado para moldagem de um corpo de prova de volume igual a 1dm³, para que fique com a compacidade de 67%
B) que quantidade de agua deve ser adicionada posteriormente para que a areia fique saturadabb
Estado das argilas – 
limites de consistência
Quando se manuseia uma argila, percebe-se uma certa consistência, ao contrario das areias que se desmancham facilmente. Por esta razão, o estado em que se encontra uma argila costuma ser indicado pela resistência que ela apresenta.
A consistência de uma argila pode ser quantificado através do ensaio de compressão simples, que consiste na ruptura por compressão axial de um CP, geralmente cilíndricos carga dividida pela área de contato é denominada a resistência a compressão.
Em função da resistência a compressão simples, a consistência da argila é expressa em termos apresentados a seguir.
Os solos arenosos são perfeitamente identificáveis por meio de suas curvas granulométricas, isto é, areias ou pedregulhos de iguais curvas granulométricas comportam-se, na pratica, de maneira semelhante. Entretanto, isso não acontece nos solos finos.
Definem-se solos finos como aqueles cuja maioria dos grãos têm diâmetro inferior a 0,1 mm. O conhecimento da curva granulométrica de tais solos não é suficiente para prever o seu comportamento. 
Na pratica podem-se encontrar siltes, argilas e solos argilosos de mesma curva granulométrica cujos comportamentos não sejam semelhantes. 
Este fato é devido a que, nos solos finos, intervêm, além do tamanho, a própria forma dos seus grãos.
A forma dos grãos argilosos depende do sistema em que se cristalizam seus micro cristais e, portanto, da espécie de argilo-minerais à que pertencem
Existem solos que quando remoldados, mudando-se o seu teor de umidade se necessário, adotam uma consistência característica que desde a antigüidade tem se chamado de plástica. 
Investigações posteriores provaram que a plasticidade dos solos se deve ao conteúdo de partículas finas de forma lamelar.
Esta forma exerce uma influência muito importante na compressibilidade dos solos, enquanto que o tamanho pequeno das partículas faz com que a permeabilidade do conjunto seja muito baixa.
Atterberg verificou que a plasticidade não era uma propriedade permanente das argilas, porem circunstancial quee depende do seu teor de umidade.
Uma argila muito seca pode ter a consistência de um tijolo, com plasticidade nula, e esta mesma argila com um teor de umidade elevado pode ter as propriedades de uma lama semilíquida ou inclusive as de uma suspensão liquida.
Entre ambos os extremos existe um intervalo do teor de umidade no qual a argila se comporta de forma plástica.
Segundo seu teor de umidade, em ordem decrescente, um solo susceptível de ser plástico pode estar em qualquer dos seguintes estados de consistência definidos por Atterberg (Figura4.1).
Estado Líquido, com propriedades e aparência de uma suspensão. 
Estado Semilíquido, com propriedades de um fluido viscoso.
Estado Plástico, no qual o solo se comporta plasticamente.
Estado Semi-Sólido, no qual tem a aparência de um solido, porém ainda diminui de tamanho após secagem.
Estado Sólido, no qual o volume não varia com a secagem.
Quando a umidade de um solo é muito grande, ele se apresenta como um fluido denso e se diz no estado líquido.A seguir, à medida que se evapora a água, ele se endurece, passando do estado líquido para o estado plástico. A umidade correspondente ao limite entre os estados líquido e plástico é denominada limite de liquidez. 
Ao continuar a perda de umidade, o estado plástico desaparece, passando o solo para o estado semi-sólido. Neste ponto, a amostra de solo se desagrega ao ser trabalhado. A umidade correspondente ao limite entre os estados plásticos e semi-sólido é denominada limite de plasticidade. 
Continuando a secagem, ocorre a passagem para o estado sólido. O limite entre esses dois últimos estados é denominado limite de contração. 
A fronteira convencional entre os estados Líquido e Plástico foi chamada por Atterberg de Limite de Liquidez (LL).
A fronteira convencional entre os estados Plásticos e semi-sólidos foi chamada de Limite de Plásticidade (LP).
A diferença numérica entre o limite de liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP) fornece o índice de plasticidade (IP)
IP = LL - LP
Este índice define a zona em que o terreno se acha no estado plástico e, por ser máximo para as argilas e mínimo para as areias, fornece um valioso critério para se avaliar o caráter argiloso de um solo. 
Quanto maior o IP, tanto mais plástico será o solo. 
O índice de plasticidadeé função da quantidade de argila presente no solo, enquanto o limite de liquidez e o limite de plasticidade são funções da quantidade e do tipo de argila. 
Quando um material não tem plasticidade (areia, por exemplo), escreve-se 
IP = NP (não plástico).
Existe ainda um índice importante, que é denominado de Índice de Liquidez (IL)
Em que:
IL = Índice de Liquidez
W = teor de umidade natural do solo LP = Limite de Plasticidade
IP = Índice de Plasticidade
LP = Limite de Plasticidade
A consistência do solo pode ser também determinada em solos coesivos, 
Limite de Liquidez
NBR 6459
Feito em laboratório – resultados em relatório
1
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3
4
5
6
7
8
O ensaio devera ser realizado com material que passa na peneira #40. Este material não devera ter sido secado em estufa ou a luz solar direta, de preferência trabalhar com o solo com o teor de umidade de campo.
Obtida a amostra esta devera se destorroada, homogeneizada e quarteada. 
O solos deve ser preparado anteriormente no mínimo 12 horas para isto coloca-se aproximadamente 100 g de solo em uma capsula de porcelana e adiciona-se água destilada suficiente de forma que o solo fique saturado, logo é levado à câmara úmida e deixa-se repousar até o momento da realização do ensaio.
Transfere-se parte desta mistura para uma placa de vidro homogeneizando-a e a seguir levasse à concha de Casagrande, alisando-se a superfície com a espátula. Deve-se obter uma camada de 12 mm de espessura e esta pasta deve cobrir 2/3 da concha de Casagrande.
Com o cinzel adequado (função do tipo de solo), abre-se uma ranhura ao longo do plano de simetria do aparelho.
Coloca-se a concha no aparelho de Casagrande e gira-se a manivela a aproximadamente 2 revoluções por segundo e contam-se o numero de golpes da concha na base necessários para que a ranhura se una em uma extensão de 10 mm ao longo do eixo de simetria.
Retira-se cerca de 15 g, de solo junto às bordas que se uniram e determina-se então o teor de umidade obtendo-se assim o par de dados teor de umidade e golpes.
O solo restante na concha é juntado ao outro na placa de vidro 
1- O ensaio devera ser realizado com material que passa na peneira #40. Este material não devera ter sido secado em estufa ou a luz solar direta, de preferência trabalhar com o solo com o teor de umidade de campo.
2- Obtida a amostra esta devera se destorroada, homogeneizada e quarteada. 
4- Transfere-se parte desta mistura para uma placa de vidro homogeneizando-a e a seguir levasse à concha de Casagrande, alisando-se a superfície com a espátula. Deve-se obter uma camada de 12 mm de espessura e esta pasta deve cobrir 2/3 da concha de Casagrande.
3 - O solos deve ser preparado anteriormente no mínimo 12 horas para isto coloca-se aproximadamente 100 g de solo em uma capsula de porcelana e adiciona-se água destilada suficiente de forma que o solo fique saturado, logo é levado à câmara úmida e deixa-se repousar até o momento da realização do ensaio.
5- Com o cinzel adequado (função do tipo de solo), abre-se uma ranhura ao longo do plano de simetria do aparelho.
6- Coloca-se a concha no aparelho de Casagrande e gira-se a manivela a aproximadamente 2 revoluções por segundo e contam-se o numero de golpes da concha na base necessários para que a ranhura se una em uma extensão de 10 mm ao longo do eixo de simetria.
7- Retira-se cerca de 15 g, de solo junto às bordas que se uniram e determina-se então o teor de umidade obtendo-se assim o par de dados teor de umidade e golpes.
8- O solo restante na concha é juntado ao outro na placa de vidro 
8- repete-se os passos 4 a 8 até obter-se 5 pares de dados tendo 2 com golpes acima de 25 outros 2 com golpes abaixo de 25 e um próximo de 25 golpes.
Esses pares de dados são: 
GOLPE E UMIDADE DO SOLO NESSE GOLPE
9- Estes pares de dados são plotados num papel semilog e então é determinado o valor do Limite de Liquidez que é o teor de umidade correspondente a 25 golpes do aparelho de Casagrande.
Limite de Plasticidade
NBR 7180
Feito em laboratório – resultados em relatório
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6
 ensaio devera ser realizado com material que passa na peneira #40. Este material não deverá ter sido secado em estufa ou a luz solar direta, de preferência trabalhar com o solo com o teor de umidade de campo.
Obtida a amostra esta devera se destorroada, homogeneizada e quarteada.
O solo deve ser preparado anteriormente no mínimo 12 horas para isto coloca- se aproximadamente 100 g de solo em uma capsula de porcelana e adiciona-se água destilada suficiente de forma que o solo fique saturado logo e levado à câmara úmida e deixa-se repousar ate o momento da realização do ensaio.
Transfere-se parte desta mistura para uma placa de vidro homogeneizando-a e a seguir tenta-se fazer rolinhos com a palma da mão.
Interrompe-se o ensaio quando o bastonete moldado atingir o diâmetro de 3 mm e apresentar fissuras ao mesmo tempo.
Coloca-se o trecho fissurado do bastonete em uma capsula de alumínio e determina-se o seu teor de umidade.
1- O ensaio devera ser realizado com material que passa na peneira #40. Este material não deverá ter sido secado em estufa ou a luz solar direta, de preferência trabalhar com o solo com o teor de umidade de campo.
2- Obtida a amostra esta devera se destorroada, homogeneizada e quarteada.
3- O solo deve ser preparado anteriormente no mínimo 12 horas para isto coloca- se aproximadamente 100 g de solo em uma capsula de porcelana e adiciona-se água destilada suficiente de forma que o solo fique saturado logo e levado à câmara úmida e deixa-se repousar ate o momento da realização do ensaio.
4- Transfere-se parte desta mistura para uma placa de vidro homogeneizando-a e a seguir tenta-se fazer rolinhos com a palma da mão.
5- Interrompe-se o ensaio quando o bastonete moldado atingir o diâmetro de 3 mm e apresentar fissuras ao mesmo tempo.
6- Coloca-se o trecho fissurado do bastonete em uma capsula de alumínio e determina-se o seu teor de umidade.
Valor A
Valor B
Valor C
Valor D
Valor E
Valor A
Valor B
Valor C
Valor D
Valor E
Nova média 
A C D
É meu LP
Para nova média mínimo de 3 dados
Calculo a média 
A B C D E
Verifico os valordes que estão no intervalo de:
MÉDIA±5% da media
0,95média<VÁLIDO<1,05média
Excluo os valores que não estão no intervalo
7- repete-se os itens 4 a 6 até se obter no mínimo 5 determinações do teor de umidade.
8- O valor do limite de plasticidade será a média aritmética pelo menos 3 valores obtidos, observando-se que estes valores não difiram da respectiva média de ±5%.
Limite de Contração
Não é feito em laboratório, pois envolve manuseio de mercúrio
 
EXERCICIOS
EXERCICIO
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 como na tabela a seguir. 
Qual o Limite de Liquidez do solo ensaiado?
	TENTATIVA	UMIDADE	Nº DE GOLPES
	1	51,3	36
	2	52,8	29
	3	54,5	22
	4	55,5	19
	5	56,7	16
Texto retirado da NBR
25
Limite de Liquidez
36	29	22	19	16	0.51359999999999995	0.52800000000000002	0.54500000000000004	0.55500000000000005	0.56699999999999995	nº de golpes
Umidade (%)
Na mão é complicado, mas hoje é tudo com uso do computador. Muito comum o uso do excel, se nao tiver licença pode usar software livre.
25
Limite de Liquidez
36	29	22	19	16	0.51359999999999995	0.52800000000000002	0.54500000000000004	0.55500000000000005	0.56699999999999995	nº de golpes
Umidade (%)
Funciona para algo feito para ter uma estimativa rápida sem o gráfico semi-logaritimico, mas para ser utilizado em relatórios e pesquisas deve seguir a norma!!!!
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Limite de Liquidez
36	29	22	19	16	0.51359999999999995	0.52800000000000002	0.54500000000000004	0.55500000000000005	0.56699999999999995	nº de golpes
Umidade (%)
EXERCICIO
Com a mesma amostra, foram feitasquatro determinações do Limite de Plasticidade, de acordo com o Método Brasileiro NBR 7180. 
Obtiveram-se as seguintes umidades quando o cilindro com diâmetro de 3 mm se fragmentava ao ser moldado: 22,3%; 24,2%; 21,9% e 22,5%. 
Qual o limite de plasticidade?
Com os dados dos exercícios anteriores:
Qual o Índice de Plasticidade do solo ensaiado?
Qual o índice de liquidez do solo?
Qual o índice de consistência do solo?
Sendo o teor de umidade natural:
B) 36%
C) 22%
D) 12%
A) 54%
DÚVIDAS????
 
 
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}