Slide - Limites de Consistencia - 2023-2

LIMITES DE CONSISTÊNCIA Plasticidade e Consistência dos Solos A experiência mostrou que, para solos cuja textura haja certa porcentagem de fração fina, não basta a granulometria para caracterizá-los, pois suas propriedades plásticas dependem do teor de umidade, além da forma das partículas e da sua composição química e mineralógica. PLASTICIDADE: a propriedade do solo de submeter-se a grandes deformações sem sofrer fissuras ou apresentar ruptura, ou ainda sem apresentar variação de volume, sob certas condições de umidade LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limites de Consistência O comportamento de um solo argiloso varia enormemente com seu teor de umidade, podendo passar de um estado de consistência quase líquido ao estado sólido, passando por vários estados intermediários. Os teores de umidade limites, entre os estados de consistência são chamados LIMITES DE CONSISTÊNCIA. A passagem de um estado para outro ocorre de forma gradual de acordo com a variação do teor de água do solo (teor de umidade). O comportamento de um solo argiloso varia enormemente com o seu teor de umidade. Ex: Estado líquido – Solos moles; Estado sólido – Cerâmica e tijolos. LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limites de Consistência Os teores de umidade limites entre os vários estados de consistência dos solos argilosos, são chamados limites de consistência de Atterberg (LL e LP) e Haine (LC) SÓLIDO SEMI-SÓLIDO PLÁSTICO LÍQUIDO h% LC LP LL Os limites, as suas determinações em laboratório foram padronizadas por Artur Casagrande e arbitrariamente fixadas. LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limites de Consistência Os teores de umidade limites entre os vários estados de consistência dos solos argilosos, são chamados limites de consistência de Atterberg (LL e LP) e Haine (LC) SÓLIDO SEMI-SÓLIDO PLÁSTICO LÍQUIDO h% LC LP LL • LL – limite de liquidez; • LP – limite de plasticidade; • LC – limite de contração • IP - índice de plasticidade, IP (%) = LL - LP LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limites de Consistência SÓLIDO SEMI-SÓLIDO PLÁSTICO LÍQUIDO h% LC LP LL • ESTADO SÓLIDO - Quando o seu volume “não varia” por variações de umidade; • ESTADO SEMI- SÓLIDO - O solo apresenta fraturas e se rompe ao ser trabalhado. Solo quebradiço. • ESTADO PLÁSTICO – Quando podemos moldá-lo sem que o mesmo apresente fissuras ou variações volumétricas. • ESTADO LÍQUIDO – Quando o solo possui propriedades e aparência de uma suspensão, não apresentando resistência ao cisalhamento. O solo flui entre os dedos. LIMITES DE CONSISTÊNCIA Determinação dos Limites de Consistência em Laboratório Os procedimentos de rotina e os aparelhos usados nos ensaios para determinar os limites de consistência dos solos são padronizados e especificados nos Métodos de Ensaios. Das descrições destes ensaios, percebe-se que eles são bastante dependentes do operador. LIMITE DE LIQUIDEZ - NBR- 6459 (ABNT) LIMITE DE PLASTICIDADE – NBR – 7180 (ABNT) LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limite de Liquidez É o teor de umidade de um solo quando são necessários 25 golpes no aparelho de Casagrande, com uma altura de queda de 1 cm, para fechar a ranhura padrão aberta na amostra com um cinzel padronizado (NBR 6459). Scanned with CamScanner LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limite de Liquidez O recipiente contendo a amostra é deixado cair de uma altura padrão, batendo sobre a base do aparelho, e o número de golpes necessários para provocar o fechamento desse sulco é registrado. Adicionando água à amostra, vai-se repetindo tal procedimento, com várias umidades. Scanned with CamScanner LIMITES DE CONSISTÊNCIA Limite de Plasticidade É o teor de umidade que marca a passagem de um solo argiloso do estado plástico para o estado semi-sólido (NBR 9180). Uniformiza-se cerca de 15 g de solo e sobre uma placa de vidro procura-se moldar, rolando o solo entre a mão e a placa, pequenos cilindros de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento. O LP é o teor de umidade, para o qual os cilindros começam a fissurar quando atinge 3 mm de diâmetro e um comprimento de ≈ 10cm. Adicionando água à amostra, vai-se repetindo tal procedimento, com várias umidades. Scanned with CamScanner LIMITES DE CONSISTÊNCIA Indice de Plasticidade Define a zona em que o solo se acha no estado plástico. Quanto maior o IP, mais plástico o solo. Quando um material não possui plasticidade, considera-se o IP=0 e escreve-se: IP = NP (não plástico). Segundo Jenkins: IP = 0 não plástico 1 < IP < 7 pouco plástico 7 < IP < 15 medianamente plástico IP > 15 altamente plástico IP (%) = LL - LP LIMITES DE CONSISTÊNCIA Carta de Plasticidade de Casagrande Solo acima da linha A → muito plástico Solo abaixo da linha A → pouco plástico Solo a direita da linha LL 50 → muito compressível Solo a esquerda da linha LL 50 → pouco compressível LIMITES DE CONSISTÊNCIA Indice de Consistência Mede a consistência do solo em função da sua umidade natural. Ic = \frac{LL - h}{IP} 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 LIMITES DE CONSISTÊNCIA Indice de Atividade 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 / (%φ < 0,002mm) %<0,002mm representa a porcentagem de partículas com diâmetro inferior a 2μ presentes no solo Solo Inativo: I_A < 0,75 Atividade Normal: 0,75 < I_A < 1,25 Solo Ativo I_A > 1,25 LIMITES DE CONSISTÊNCIA EXERCÍCIO 1. Uma areia apresenta índice de vazios máximo de 0,90 e índice de vazios mínimo igual a 0,57. O peso específico dos grãos é de 26,5 kN/m³. De uma amostra desta areia com teor de umidade de 3%, que peso deve ser tomado para a moldagem de um corpo de prova de volume igual a 1 dm³, para que fique com compacidade de 67%? Que quantidade de água deve ser adicionada posteriormente para que a areia fique saturada? Cr = (e_max-e_nat)/(e_max-e_min) γ_d = γ_s / (1 + e) γ_d = P_s / V_t γ_sat = (γ_s + eγ_w) / (1 + e) Converter Newton (na superfície da Terra) (N) em Grama (g), Medidas métricas ** newton (na superfície da Terra) em newton (na superfície da Terra): 3.58 (convert-me.com) LIMITES DE CONSISTÊNCIA EXERCÍCIO 2. Para uma amostra de argila do Rio de Janeiro obtiveram-se os seguintes valores médios: LL = 120%, LP = 40% e w = 90%. 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) Índice de atividade. (c) Indice de consistencia IP (%) = LL - LP I_c = (LL - h) / IP IA = IP / (%φ < 0,002mm) LIMITES DE CONSISTÊNCIA EXERCÍCIO 3. Um solo apresenta LL=65%, IP=25% e IC=18%. O seu teor de umidade natural é de 35%. Qual seu estado de consistência? 4. Determine os Limites de Liquidez (LL) dos solos A, B e C sabendo que os ensaios no aparelho de Casagrande forneceram os seguintes resultados: Solo A Número de Golpes | 11 19 28 39 50 h (%) | 30,40 28,10 26,00 24,80 23,50 Solo B Número de Golpes | 12 18 23 31 35 h (%) | 49,00 42,80 39,50 35,00 33,10 Solo C Número de Golpes | 12 21 31 36 40 h (%) | 31,00 29,00 27,60 26,50 26,50 LIMITES DE CONSISTÊNCIA Próxima aula – Classificação dos Solos 16/08/23