8/17/2019 Aula 6 Meso1

1/23

Engenharia Civil

Universidade do Estado de Minas Gerais

Campus João Monlevade

Professora: Gabriela Lucarelli

8/17/2019 Aula 6 Meso1

2/23

Denomina-se estrutura dos solos a maneira

pela qual as partículas minerais de diferentestamanhos se arrumam para formá-lo. A estrutura de um solo possui um papel

un amen a em seu compor amen o, se aem termos de resistência ao cisalhamento,compressibilidade ou permeabilidade.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

3/23

 Estrutura granular simples: é característica das

areias e pedregulhos, predominando as forças dagravidade na disposição das partículas, que seapoiam diretamente uma sobre as outras.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

4/23

8/17/2019 Aula 6 Meso1

5/23

 Estrutura floculenta:   Só é possível em solos

cujas partículas componentes sejam todas muitopequenas. As partículas ao se sedimentaremdispõem-se em arcos, os quais por sua fezformam outros arcos.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

6/23

 Estrutura em esqueleto:

Nos solos onde, além degrãos finos, há grãos maisgrossos, estes dispõem-sede maneira a formar um

esqueleto, cujos fendassão parcialmente ocupadospor uma estrutura de grãosmais finos. Exemplo:estruturas das argilasmarinhas.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

7/23

 É a operação de destruição da estrutura do solo, com a consequenteperda da sua resistência.

 A influência da estrutura do solo em suas propriedades é pesquisadaatravés de ensaios realizados com amostras indeformadas.   O  Grau de Sensibilidade (Gs) de um solo é expresso pela razão entre a

Resistência a compressão simples de uma amostra indeformada (Rc) e aResistência da mesma amostra depois de Amolgada a teor e umidadeconstante c .

Grau de sensibilidade: Gs = Rc/Rc’

•   Gs < 1: Insensíveis

•   1 < Gs < 2: Baixa sensibilidade

•   2 < Gs < 4: Média sensibilidade

•   4 < Gs < 8: Sensíveis

•   Gs > 8: Extra-sensíveis

8/17/2019 Aula 6 Meso1

8/23

PLASTICIDADE

 Para os solos que apresentam textura com uma certaporcentagem de fração fina, não basta a granulometria paracaracteriza-los, pois suas propriedades plásticas dependem doteor de umidade, além da forma das partículas e da sua

 Plasticidade: é definida como uma propriedade dos solos, queconsiste na maior ou menor capacidade de serem moldados, sobcertas condições de umidade, sem variação de volume.

 Em outras ciências da engenharia, o comportamento plástico dos

materiais fundamenta-se nas características   tensão-deformação:  ou seja, um corpo é elástico quando recupera aforma e o volume primitivo quando cessam as forças externasque o deformava, o contrário diz-se plástico quando não recuperaseu estado original ao cessar a ação deformante.

 Os corpos na prática apresentam uma fase elástica e outraplástica com predominância de uma ou de outra.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

9/23

 A depender da quantidade de água presente no solo,teremos os seguintes estados de consistência:

 Cada estado de consistência do solo se caracterizapor algumas propriedades particulares, as quais são

apresentadas a seguir. Os limites entre um estado deconsistência e outro são determinadosempiricamente, sendo denominados de limite decontração (LC), limite de plasticidade (LP) e limite

de liquidez (LL).

8/17/2019 Aula 6 Meso1

10/23

 Estado Sólido: Dizemos que um solo está em um estado deconsistência sólido quando o seu volume "não varia ou não

se altera" por variações em sua umidade.   Estado Semi–Sólido: O solo apresenta fraturas e se rompe

ao ser trabalhado. O limite de contração (LC), separa osestados de consistência sólido e semi-sólido.

 Estado Plástico: Dizemos que um solo está em um estadoplástico quando podemos moldá-lo sem que o mesmoapresente fissuras ou variações volumétricas. O limite deplasticidade (LP), separa os estados de consistência semi-sólido e plástico.

  Estado Líquido:   Quando o solo possui propriedades eaparência de uma suspensão, não apresentando resistênciaao cisalhamento. O limite de liquidez (LL), separa osestados plástico e fluido.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

11/23

 A delimitação entre os diversos estados deconsistência é feita de forma empírica. Estadelimitação foi inicialmente realizada pelocientista sueco Atterberg, culminando com apadronização dos ensaios para a determinação

Casagrande. Conforme apresentado anteriormente, são os

seguintes os limites que separam os diversos

estados de consistência do solo: Limite de Liquidez (LL) Limite de Plasticidade (LP) Limite de Contração (LC)

8/17/2019 Aula 6 Meso1

12/23

  É o valor de umidade para o qual o solo passa do estado plástico para o estadofluido.

Determinação do limite de liquidez (LL).   A determinação do limite de liquidez do solo é realizada seguindo-se o seguinte

procedimento:1) coloca-se na concha do aparelho de Casagrande uma pasta de solo comumidade próxima de seu limite de plasticidade.2) faz-se um sulco na pasta com um cinzel padronizado.

p cam-se go pes massa e so o pos a na conc a o apare o e asagran e,

girando-se uma manivela, a uma velocidade padrão de 2 golpes por segundo. Estamanivela é solidária a um eixo, o qual por possuir um excêntrico, faz com que aconcha do aparelho de casagrande caia de uma altura padrão deaproximadamente 1cm.4) Conta-se o número de golpes necessário para que a ranhura de solo se fecheem uma extensão em torno de 1cm.5) Repete-se este processo ao menos 5 vezes, geralmente empregando-se valores

de umidade crescentes.6) lançam-se os pontos experimentais obtidos, em termos de umidade versus logN° de golpes.7) ajusta-se uma reta passando por esses pontos. O limite de liquidezcorresponde à umidade para a qual foram necessários 25 golpes para fechar aranhura de solo.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

13/23

8/17/2019 Aula 6 Meso1

14/23

 É o valor de umidade para o qual o solo passa doestado semi-sólido para o estado plástico.

 A determinação do limite de plasticidade do solo érealizada seguindo-se o seguinte procedimento:1) prepara-se uma pasta com o solo fazendo-a rolar

esmerilhado, formando um pequeno cilindro.2) quando o cilindro de solo atingir o diâmetro de3mm e apresentar fissuras, mede-se a umidade dosolo.

3) esta operação é repetida pelo menos 5 vezes,definido assim como limite de plasticidade o valormédio dos teores de umidade determinados.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

15/23

8/17/2019 Aula 6 Meso1

16/23

 O índice de plasticidade (IP) corresponde a faixa devalores de umidade do solo na qual ele se comporta

de maneira plástica. É a diferença numérica entre ovalor do limite de liquidez e o limite de plasticidade.IP = LL – LP

 Este índice tenta medir a maior ou menor

p ast c a e o so o, e s camente representa aquantidade de água que seria necessário acrescentara um solo para que ele passasse do estado plástico aoliquido.

 Segundo Jenkins, os solos poderão ser classificados

em: fracamente plásticos 1< IP < 7 medianamente plásticos 7< IP < 15 altamente plásticos IP > 15

8/17/2019 Aula 6 Meso1

17/23

 Segundo suas características e propriedades

físicas mais importantes, os solos finos podemser divididos em oito grupos: Argilas inorgânicas de alta plasticidade

 Argilas inorgânicas de baixa plasticidade Solos siltosos inorgânicos de alta compressibilidade Solos siltosos inorgânicos de média compressibilidade

 Solos siltosos inorgânicos de baixa compressibilidade Argila orgânicas Siltes orgânicos

8/17/2019 Aula 6 Meso1

18/23

8/17/2019 Aula 6 Meso1

19/23

A consistência de um solo no seu estado

natural, com teor de umidade (h), éexpressão numérica pela relação:IC = ( LL – h ) / IP

Segundo o IC as argilas classificam-se em: muito mole IC < 0 moles 0 < IC < 0.5

 médias 0.5 < IC < 0.75 rijas 0.75 < IC < 1.00 duras IC > 1.00

8/17/2019 Aula 6 Meso1

20/23

 É o valor de umidade para o qual o solo passa do estadosólido para o estado semi- sólido.

 Tendo em conta que a grande maioria dos solos nãoapresentam, praticamente, diminuição de volume duranteo processo de secagem, abaixo do limite de contração,Terzaghi sugeriu um método para a determinação do limitede contra ão, que consiste em medir a massa e o volumede uma amostra de um solo totalmente seca; diz-se entãoque o limite de contração é a umidade da amostra seca setivesse seus vazios cheios de água.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

21/23

A determinação do limite de contração do solo é

realizada seguindo-se o seguinte procedimento:1) molda-se uma amostra de solo na forma depastilha, em uma cápsula metálica com teor deumidade entre 10 e 25 ol es no a arelho de

Casa Grande.2) seca-se a amostra à sombra e depois emestufa, pesando-a em seguida.

3) utiliza-se um recipiente adequado (cápsula devidro) para medir o volume do solo seco, atravésdo deslocamento de mercúrio provocado pelosolo quando de sua imersão no recipiente.

8/17/2019 Aula 6 Meso1

22/23

8/17/2019 Aula 6 Meso1

23/23

 Denomina a razão da diferença entre os volumes iniciais(Vi) e finais (Vf) após a secagem da amostra, para o volume

inicial (Vi), expressa em porcentagem:C = (Vi – Vf ) / Vi

 Como a “compressibilidade” de um solo cresce com o graude concentração, este índice fornece uma indicação daqualidade do solo, embora sem nenhum caráter decisivo.

 Solos bons: C < 5%

 Solos regulares: 5% < C < 10%

 Solos sofríveis: 10% < C < 15%

 Solos péssimos: C > 15%