Limites de Consistência, Manuais, Projetos, Pesquisas de Mecânica dos Solos

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FAPAR- FACULDADE PARANAENSE

ENGENHARIA CIVIL

LIMITES DE LIQUIDEZ DE PLASTICIDADE

Nome: Jeferson Jose de Souza

Período: 8º

Profª. Eloise Wacholski Rodigues

CURITIBA

2019

INTRODUÇÃO

O solo é o meio físico que serve de suporte, proporcionando água, ar e nutrientes as plantas. No entanto, trabalhar com solos, seja ele para trafego de maquinas ou construções, é importante caracterizá-lo para que se tenha segurança na execução dessas operações. Sendo assim, a consistência do solo é uma das características mais importantes para a engenharia, pois determina o comportamento do solo ante determinadas tensões e deformações e também o grau de consistência do solo exerce considerável influência sobre o regime de água no mesmo, afetando a condutividade hidráulica e permitindo fazer-se inferências sobre a curva de umidade; além do mais, é determinante na resistência do solo à penetração e na compactação e seu conhecimento possibilita a determinação do momento adequado do uso de técnicas que favoreçam um bom manejo do solo, propiciando melhor conservação do mesmo, além de diminuir a demanda energética nas operações mecanizadas. A caracterização da plasticidade de um solo envolve a quantificação de valores característicos do teor em água, aos quais correspondem alterações significativas do comportamento do solo. Assim, o limite de plasticidade é o teor em água abaixo do qual não é possível moldar o solo, ou seja, corresponde à impossibilidade de moldar cilindros com cerca de 3 mm de diâmetro por rolagem entre a palma da mão e uma placa de vidro. O limite de liquidez é, por sua vez, o teor em água para o qual o solo se passa a comportar como um líquido, ou seja, apresenta um comportamento "fluido" quando sujeito a 25 pancadas na concha de Casagrande. Historicamente, o primeiro estudo sobre os limites de consistência foi levado a cabo por Atterberg em 1908, nome pelo qual os mesmos também são conhecidos. Propôs pela primeira vez para o estudo de solos argilosos uma classificação com base na granulometria, definindo o termo “argila” como a fração dos solos com dimensão inferior a 2μ. Em 1911 foram redefinidos, a sua anterior classificação baseada exclusivamente na granulometria, propondo uma nova classificação complementar apoiada no comportamento “plástico”, definindo assim dois limites e um índice. Sendo eles: Limite de Plasticidade Superior, Limite de Plasticidade inferior e o Índice de Plasticidade. Esses mesmos limites de plasticidade propostos por Atterberg foram reformulados para limites de liquidez e de plasticidade e os ensaios normalizados. Atualmente, para a determinação dos limites de liquidez, existem duas metodologias distintas cujos resultados apresentam algumas variações que têm vindo a ser discutidas até aos dias de hoje. Esses métodos são a concha de Casagrande e o fall cone ou cone penetrômetro. Atualmente o método de Casagrande está a decrescer na sua popularidade junto da comunidade técnica e científica devido à menor precisão dos resultados em comparação com os obtidos pelo fall cone.

METODO DA CONCHA DE CASA GRANDE

Método desenvolvido por CASAGRANDE, bem como o primeiro protocolo de ensaio.

Aparelho de Casagrande

O aparelho consiste numa concha semiesférica que é deixada cair repetidamente de

uma altura de 10 mm sobre uma base de borracha, mole ou rija, através do uso de um

mecanismo de manivela e engrenagens. O aparelho contém também um contador de

golpes, que facilita a operação e um riscador ou cinzel com a qual se procede à

abertura do sulco que irá separar em duas porções a mistura de solo com água

destilada. Ao girar a manivela numa cadência de dois golpes por segundo, o sulco

aberto fechar-se-á e quando a parte inferior das duas metades se tocar, em pelo

menos 1 cm, o ensaio termina com a anotação do número de golpes e a recolha de

uma porção de solo da zona de contato para determinação do teor em água.

Uma das desvantagens associadas à concha de Casagrande é a inadequação deste

método para lidar com solos arenosos. Nestes solos, a resistência ao corte encontrada

durante a abertura do sulco excede a adesão e atrito entre a superfície da concha e o

solo. Como resultado, o solo existente na envolvente do sulco é arrastado pela

ferramenta de corte. Em casos como este, o limite de liquidez não pode ser

determinado corretamente sendo preferível assumir o limite de liquidez igual ao de

plasticidade e o índice de plasticidade é nulo. Devido ao fato de o dispositivo de

Casagrande ser um ensaio dinâmico, os solos de baixa plasticidade tendem,

naturalmente, a assumir um comportamento líquido após os impactos, com tendência

para fechar o sulco.

METODO DE FALL CONE OU CONE PENETRÔMETRO

Em alternativa ao método da concha de Casagrande, foi desenvolvido por John

Olsson, entre 1914 e 1922, um novo dispositivo apelidado de “Cone Sueco”.

Atualmente o dispositivo sofreu algumas modificações e é denominado de fall cone ou

cone penetrômetro.

Ensaio de Cone

No geral, o funcionamento deste dispositivo baseia-se na queda de um cone de

massa m e ângulo do cone α sobre uma amostra remoldada de solo, anotando-se o

valor da penetração do cone. No mínimo deverão ser realizados 4 ensaios repetidos,

com diferentes teores em àgua, de forma a traçar um gráfico linear de penetração

(mm)

versus teor em àgua (%). O limite de liquidez será o valor do teor em àgua para uma

profundidade de penetração de 20 mm.

O fall cone, devido à sua normalização e à forma como foi desenvolvido, deixa pouca

margem para a ocorrência de erros associados ao operador.