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Mecânica dos solos I Profª Rafaella Pereira Marinho SERRA TALHADA 2025 Curso Bacharelado em Engenharia Civil Solo Para agricultura: solo é a camada de terra tratável, que suporta as raízes das plantas. Origem dos solos Solo Para geologia: o solo é somente a capa superficial sobrejacente a rocha. Origem dos solos Solo Para engenharia civil: os solos são um aglomerado de partículas resultantes da decomposição da rocha, que podem ser escavados com facilidade, sem o emprego de explosivos, e que são utilizados como material de construção ou de suporte de estruturas. Origem dos solos Solo Para engenharia geotécnica: O solo poderá ser utilizado tanto em suas condições naturais quanto como material de construção. ● Em sua condição natural, será usado como elemento de suporte de uma estrutura ou como a própria estrutura. ● Como material de construção poderá ser usado, principalmente, na construção de aterros para finalidades as mais diversas, como sub-bases e bases de pavimentos. Origem dos solos Intemperismo Físico: Desintegração Mecânica das rochas. Intemperismo Químico: Decomposição Química Os solos são resultantes do intemperismo das rochas: Origem dos solos São formados: • Pedregulhos e areias (solos de partículas grossas); • Siltes (partículas intermediárias); • Argilas (partículas finas) somente em condições especiais. Desintegração das rochas Ocorre através dos seguintes agentes do intemperismo: • Água; • Temperatura; • Pressão; • Vegetação; • Vento. Origem dos solos As argilas são o último produto do processo de decomposição. Decomposição das rochas O principal agente é a água, e os mais importantes mecanismos modificadores são a oxidação, hidratação, carbonatação e os efeitos químicos resultantes do apodrecimento de vegetais e animais. Origem dos solos Origem dos solos Classificação dos solos quanto à sua origem: • Solos residuais; • Solos sedimentares ou transportados; • Solos orgânicos; Origem dos solos • Solos residuais: são solos que permanecem no local da rocha de origem. Solo residual: O solo perdeu toda estrutura original da rocha e tornou-se relativamente homogêneo. Solo de alteração de rocha: solo mantém a estrutura original da rocha-mãe Rocha alterada: a alteração de rocha progrediu, relativamente intactos grandes blocos da rocha original envolvidos por solo de alteração de rocha. Rocha de origem, não intemperizada. A- SOLO RESIDUAL B- SOLO DE ALTERAÇÃO DE ROCHA C- ROCHA ALTERADA D- ROCHA SÃ Figura 01 - Perfil resultante da decomposição e rochas Fonte: BRASIL (2006) ● O perfil do solo é a seção vertical de um terreno constituída por uma sequência de horizontes e camadas, bem definidas por suas características morfológica, físicas, químicas, mineralógicas e biológicas. O perfil do solo é composto pelas seguintes camadas ● Solo Maduro: a camada superficial; ● Solo residual jovem, solo saprolítico ou saprólito: a camada subsuperficial que ainda guarda as características herdadas da rocha de origem; ● Rocha alterada; ● Rocha inalterada. Perfil de Solo Residual Origem dos solos • Solos residuais Figura 2: Perfil geotécnico típico de solo residual de gnaisse do Rio de Janeiro. Fonte: Ortigão, J.A.R. (2007) Origem dos solos • Solos residuais Dentre os solos residuais merecem destaque os solos lateríticos, os expansivos (como o "massapê" da Bahia) e os porosos (ex.: solos de Brasília). • Solos Residuais ou autóctones: Solos lateríticos: são solos que são encontrados principalmente nas regiões tropicais do mundo. Os minerais encontrados nesses solos são muitas vezes umedecidos e ricos em óxidos de alumínio e de ferro. Quanto maior for a presença de óxido de ferro mais avermelhado será o solo. Laterização: ocorre através da lixiviação (Lavagem do solo, retirando nutrientes que o tornavam fértil) que processa a remoção da sílica coloidal e o enriquecimento do solo com alumínio e ferro. Processo típico de regiões tropicais de clima úmido e estações chuvosas e secas alternadas. Origem dos solos • Solos Residuais ou autóctones: Solos lateríticos Origem dos solos https://brasilescola.uol.com.br/geografia/laterizacao-dos-solos.htm • Solos Residuais ou autóctones: Solos expansivos: são solos que aumentam de volume quando umedecidos e contraem quando ressecam. Estão presentes neste tipo de solo os argilo-minerais expansivos. Origem dos solos • Solos Residuais ou autóctones: Solos porosos: são solos que sofrem significativa redução de volume quando umedecidos, com ou sem aplicação de carga adicional. Possui estrutura macroporosa: fofa. Os solos porosos são conhecidos também por "solos colapsíveis", pois em determinadas condições de umidade sua estrutura quebra-se, dando origem a elevados recalques das obras que assentam sobre eles. Origem dos solos • Solos Sedimentares ou transportados ou alotóctones: São os solos que foram levados do seu local de origem pelos gentes transportadores e foram depositados em outro local. Aluvionares: transportados pela água Éolicos: transportados pelo vento Coluvionares: transportados pela ação da gravidade Glaciares: transportados pelas geleiras. Origem dos solos Tabela 01: Solos Transportados Denominação Agente transportador Exemplo Características básicas Aluvionares marinho, fluvial e lacustres) Água Planície do Recife • sedimentação em camadas Eólicos Vento Dunas do litoral • uniformidade dos grãos Coluvionares Gravidade Talus • grãos de tamanho muito variável, inclusive blocos de rocha • geralmente fofo • os depósitos de talus são sujeitos a movimentação de rastejo. Glaciares Geleiras Comum em regiões temperadas • Solos bastante heterogêneos. Origem dos solos – Solos transportados Origem dos solos • Formações Sedimentares – Solos Aluvionares Figura 3: Exemplos de solos aluvionares. Fonte: Ferreira (2017) Origem dos solos • Formações Sedimentares – Solos eólicos Figura 4: Dunas em Genipabu, no Rio Grande do Norte. Fonte: Guerra, 2016. Figura 5: Dunas do Rosado, em Areia Branca, no Rio Grande do Norte. Fonte: Guerra, 2016 Origem dos solos • Formações Sedimentares – Solos coluvionares Figura 6: Solo coluvial ou talus Fonte: Ortigão (2007) Origem dos solos • Formações Sedimentares – Solos glaciares Figura 7: Estrias provocadas pela abrasão glaciar Fonte: Rodrigues (2018) • Solos orgânicos: São solos de origem orgânica, seja de natureza vegetal (plantas, raízes) ou animal (conchas). Origem dos solos Figura 8: Solo orgânico Fonte: Rodrigues (2018) Solo Brasileiro • Terra Roxa: Solo residual laterítico com extrema fertilidade. Encontrado em Goiás, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul e São Paulo. • Massapê: Solo residual, não laterítico, encontrado no litoral nordestino, principalmente no Recôncavo Baiano. • Salmorão: Encontrado nas regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do Brasil, formado pela fragmentação de rochas graníticas e gnaisses. • Aluviais: Formado em decorrência da sedimentação em áreas de várzeas e vales. Encontrados em vários pontos do país. Composição química dos principais minerais componentes dos solos grossos: • Silicatos – (feldspato, mica, quartzo, talco, etc); • Óxidos – (hematita, magnetita, limonita, etc); • Carbonatos – (calcita, dolomita, etc); • Sulfatos – (gesso, anidrita, etc). Composição Química e Mineralógica dos solos MINERAIS Primários: quando provêm diretamente da rocha matriz. Ex: quartzo. Secundários: quando são formados na decomposição da rocha. Ex: minerais argílicos, hematita. Composição Química e Mineralógica dos solos Principais Minerais argílicos: Solos Finos • As argilas são constituídas de pequeníssimos minerais cristalinos, chamados minerais argílicos. • Sua constituição básica é sílica SiO2 em forma coloidal, Al2O3 e Fe2O3). Figura 11: Arranjos estruturais dos principais argilo-minerais As Fases do solo: • Gasosa • Líquida • Sólida Ar Água PartículasSólidas Índices Físicos Figura: As três fases do solo Ar Partículas Sólidas Solo Seco Solo Saturado Água Partículas Sólidas Ar Água Partículas Sólidas Solo não saturado A água contida nos solos pode ser classificada em : Índices Físicos • Água adsorvida : é a água que adere fortemente a partícula sólida por forças elétricas desbalanceadas na superfície dos argilominerais; • Água livre: é aquela que se encontra preenchendo os vazios do solo; • Água higroscópica : é a que ainda se encontra envolta ao grão, em solo seco ao ar livre; • Água capilar : é a que se sobe pelos interstícios capilares dos grãos sólidos. Figura 13: Águas presentes no solo. Fonte: Caputo, 1996 • Água adsorvida: - é aquela película de água que envolve e adere fortemente a partícula sólida. • Água livre: -é a que se encontra em uma determinada zona do terreno, enchendo todos os seus vazios; • Água higroscópica: - é a que ainda se encontra em um solo seco ao ar livre. • Água Capilar: é aquela que nos solos de grãos finos sobe pelos interstícios capilares deixados pelas partículas sólidas. • Água de constituição: é a que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida; Índices Físicos Ar Água Partículas Sólidas Pt Pa=0 Pw Ps Va Vw Vs Vt Vv Pt = Pw + Ps Vv = Va + Vw Vt = Vv + Vs Índices Físicos Umidade Define-se a umidade (h) de um solo como sendo a razão entre o peso da água (Pw) contida num certo volume de solo e o peso da parte sólida (Ps) existente neste mesmo volume, expressa em porcentagem. Ar Água Partículas Sólidas Pt Pa=0 Pw Ps Va Vw Vs Vt Vv Índices Físicos Determinação da Umidade - Método da Estufa Para determinar a umidade, basta determinar o peso da amostra no seu estado natural (razão pela qual a amostra a examinar não deve perder umidade) e o peso após completa secagem em uma estufa a 1 05°C ou l l0°C. Sendo P 1 o peso original da amostra mais a tara: Onde P é o peso da tara . Figura: Ensaio de umidade – método da estufa. Fonte: Ferreira (2017) w w Índices Físicos Determinação da Umidade - Método de Speedy ● O aparelho Speedy é constituído por um reservatório metálico fechado que se comunica com um manômetro destinado a medir a pressão interna. ● Dentro deste reservatório são colocados, em contato, uma certa quantidade de solo úmido e uma determinada porção de carbureto de cálcio (CaC2 ). ● A água contida no solo combinando-se com o carbureto de cálcio, gera acetileno, tal como expressa a equação: CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2 H2 e daí, pela variação da pressão interna obtém-se de quantidade de água existente no solo. Onde P é o peso da tara . Figura: Ensaio de umidade – método Speedy Test. Fonte: Ferreira (2017) Índices Físicos Peso Específico aparente de um Solo natural (umidade diferente de zero) Peso Específico Aparente de um Solo seco (umidade igual a zero) Peso Específico real dos grãos Peso Específico da água Onde: Pt=peso total Vt= volume total Onde: Ps=peso do solo seco Vt= volume total Onde: Ps=peso do solo seco Vs= volume do solo seco Onde: Pw=peso da água Vw= volume da água Valores adotados para peso específico da água: ● 10 kN/m³, 1g/cm³ ou 1000 kg/m³ Índices Físicos Peso Específico aparente de um Solo seco Dividindo por Pt ambos os termos da fração e notando que Pt=Pw+Ps, tem-se: Método do Cilindro Índices Físicos Ensaio de solos – Peso específico natural Figura 17: Ensaio de peso específico natural – método do cilindro. Fonte: Ferreira (2017) Índices Físicos Índice de vazios É a razão entre o volume de vazios Vv e o volume Vs da parte sólida de um solo, conforme apresenta a equação abaixo: Ar Água Partículas Sólidas Pt Pa=0 Pw Ps Va Vw Vs Vt Vv Porosidade • adimensional; • varia de 0,5 a 1,5; • unidade em (%); • varia de 30 a 70%; • não pode ser 0 nem maior que 100% Índices Físicos Índice de vazios Outras fórmulas para determinação de índices de vazios são: Índices Físicos Grau de Saturação Grau de Aeração Ar Água Partículas Sólidas Pt Pa=0 Pw Ps Va Vw Vs Vt Vv Índices Físicos Peso específico aparente do solo seco Peso específico aparente do solo natural Solo saturado, S=1 Solo seco, S=0 Peso específico real ou das partículas sólidas Peso específico da água Densidade relativa das partículas Ar Água Partículas Sólidas Pt Pa=0 Pw Ps Va Vw Vs Vt Vv Figura 16: Ensaio de densidade real dos grãos. Fonte: Ferreira (2017) Índices Físicos Ensaio de solos – Densidade Real dos Grãos Método do Picnômetro Índices Físicos Ensaio de solos – Densidade Real dos Grãos Método do Picnômetro Índices Físicos Classificação quanto ao grau de compacidade 04,80 mm 1 m CLASSIFICAÇÃO QUANTO GRANULOMETRIA Tabela 4: Classificação dos solos quanto a granulometria – Pinto (2006) Granulometria CLASSIFICAÇÃO QUANTO GRANULOMETRIA- NBR 6508 ● argila: partículas com dimensões menores que 0,002 mm ● silte: partículas com dimensões compreendidas entre 0,002 mm e 0,06 mm ● areia fna: areia com grãos de diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 0,20 mm ● areia média: areia com grãos de diâmetros compreendidos entre 0,20 mm e 0,60 mm ● areia grossa: areia com grãos de diâmetros compreendidos entre 0,60 mm e 2,0 mm ● pedregulho: solos formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro compreendido entre 2 mm e 60 mm ● pedra de mão: fragmento de rocha com diâmetro compreendido entre 60 mm e 200 mm ● matacão: fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1 m ● bloco de rocha: fragmento de rocha, transportado ou não, com diâmetro superior a 1 m Granulometria - Ensaio • A análise granulométrica consiste, em geral, em duas etapas: Peneiramento e Sedimentação. • Análise granulométrica - NBR 7181 ● Areia e pedregulho: Processo de peneiramento ● Silte e argila: Sedimentação de sólidos em meio líquido ● Para solos, que tem partículas tanto na fração grossa (areia e pedregulho) quanto na fração fina (silte e argila) se torna necessária a análise granulométrica conjunta. ● A análise granulométrica é representada pela curva granulométrica. Granulometria Figura: Curva Granulométrica Fonte: Caputo, 1996 Tipos de Granulometria de acordo com a curva: Curva A: granulometria contínua; Curva B: descontínua; Curva C: uniforme; Figura: Tipos de Granulometria Fonte: Caputo, 1996 Granulometria - Ensaio de Peneiramento • Objetivo: separação dos sólidos, de um solo, em diversas frações. • Uso: para partículas (sólidos) com ø > 0,075 mm (#200). • Etapas: 1-Preparação da amostra de acordo com NBR 6457; 2- Passar a amostra na peneira de 2 mm, o que ficar retido vai para o peneiramento grosso, o que passar vai para o peneiramento fino; 3- Passar o material em uma série de peneiras de abertura de malhas conhecidas, determinando-se a percentagem em peso retida ou passante em cada peneira. Figura: Frações granulométricas de 3 solos Fonte: A autora (2018) Figura: Conjunto de peneiras com agitador eletromagnético Fonte: LojaLAB (2019) Tabela: Peneiras da série normal em mm Granulometria - Ensaio de Sedimentação • O método mais utilizado é o de Casagrande que é baseado na Lei de Stokes que diz que a velocidade de queda das partículas num fluido atinge um valor limite que depende do peso específico do material (ys), do peso específico do fluido (yw), da viscosidade do fluido () e do diâmetro da esfera (D). • O ensaio de sedimentação em meio líquido é utilizado para os solos finos, isto é, com dimensões menores que 0,074 mm, onde não se pode usar o processo do peneiramento. Granulometria - Ensaio de Sedimentação Etapas: 1- Preparar a amostra de acordo com a NBR- 6457; 2- Utilizar uma quantidade de solos de acordo com a norma e armazená-lo em um becker com uma solução de água destilada e hexametafosfato de sódio, durante 12 h; 3- Após as 12 h, colocar o solo em um copo de dispersão e agitar por 15 min; 4- Depois da dispersão, colocar o material numa proveta de 1 L e completar com água destilada até atingir 1 L; 5- Fazer as leituras da densidade e temperatura em tempos determinados pela NBR 7181; 6- Fazer as anotações e cálculos conforme especifica a NBR 7181. Granulometria - Ensaio • Sedimentação Sem Defloculante Argila sedimentada Com Defloculante Argila em suspensão Figura 25: Ensaio de sedimentação de 3 solos Fonte: A autora (2018) Figura 24: Ensaio de sedimentação Fonte: Silva (2017) Granulometria Coeficiente de uniformidade: Coeficiente de curvatura: Cu 15 – Não uniforme 1 3 – Solo mal graduado 0,70,0750,005 Figura 27: Curva granulométrica Fonte: A autora (2018) Granulometria Figura 19: Curva Granulométrica. Fonte: A autora (2018) Ensaios Solo Colapsível RCD Frações Granulo métrica s Pedregulho (%) 30 1 Areia (%) 48 77 Silte (%) 12 10 Argila (%) 10 12 Tabela 3: Resultados do ensaio de granulometria - A autora (2019) Granulometria - Ensaio Figura 26: Curva granulométrica de uma amostra com e sem uso de defloculante Fonte: Silva (2017) Plasticidade • A plasticidade é a propriedade dos solos que consiste na maior ou menor capacidade de serem eles moldados, sob certas condições de umidade e sem variação de volume. • Segundo a ABNT/NBR 7250, a plasticidade é a propriedade de solos finos, entre largos limites de umidade, de se submeterem a grandes deformações permanentes, sem sofrer ruptura, fissuramento ou variação de volume apreciável. • As partículas que apresentam plasticidade são, principalmente, os argilo-minerais. Plasticidade Limites de Consistência LL=Limite de Liquidez LP=Limite de plasticidade LC=Limite de Contração LL LP LC Estado Líquido Estado Plástico Estado Semi-sólido Estado Sólido h% (Decrescendo) IP=LL-LP Limite de Liquidez • O limite de liquidez de um solo é o teor de umidade que separa o estado de consistência líquido do plástico e para o qual o solo apresenta uma pequena resistência ao cisalhamento. • Determinada pelo aparelho de Casagrande. • NBR 6459/2016 – Determinação do limite de liquidez. Plasticidade – Ensaio de Limite de Liquidez Aparelho de Casagrande Cinzel para solos arenosos Cinzel para solos argilosos Figura 28: Aparelho de Casagrande Fonte: Didática SP (2019) Concha de latão Manivela Base dura de ebonite Plasticidade – Ensaio de Limite de Liquidez Figura 29: Ensaio de Limite de liquidez - Aparelho de Casagrande Fonte: Silva (2017) O solo utilizado no ensaio é a fração que passa na peneira de 0,42mm (# 40) de abertura e uma pasta homogênea deverá ser preparada e colocada na concha; utilizando o cinzel, deverá ser aberta uma ranhura. Conforme a concha vai batendo na base, a abertura na base da ranhura começa a se fechar. O ensaio continua até que os dois lados se juntem, longitudinalmente, por um comprimento igual a 10,0 mm, interrompendo-se o ensaio e anotando-se o número de golpes necessários para o fechamento da ranhura. Limite de Liquidez Plasticidade – Ensaio de Limite de Liquidez • Retirando-se uma amostra do local onde o solo se uniu determina-se o teor de umidade, obtendo-se assim um par de valores, “teor de umidade x número de golpes” • Determina-se pelo menos 6 pontos. LL = h / (1,419 – 0,3 log n) Figura 30: Fechamento do sulco Fonte: Caputo, 1996 Figura 31: Gráfico do Limite de Liquidez Fonte: Caputo, 1996 Limite de Plasticidade (LP) O limite de plasticidade é o teor de umidade no qual o solo apresenta comportamento plástico. Determinação do limite de plasticidade - NBR 7180/2016 . Corresponde a umidade para a qual o solo começa a se fraturar quando se tentar moldar, com ele, um cilindro de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento. Plasticidade – Ensaio de Limite de Plasticidade Figura 32: Ensaio de Limite de Plasticidade. Fonte: Ferreira (2017) Gráfico de Plasticidade Os solos finos podem ser divididos em oito grupos: argilas inorgânicas de alta, média e baixa plasticidade; solos siltosos inorgânicas de alta, média e baixa compressibilidade; argilas orgânicas e siltes orgânicos. A classificação de um solo, dentro de um destes grupos, pode ser feita por meio do gráfico de plasticidade. Plasticidade Índice de Consistência: IC = ( LL - hnat ) / IP Classificação do solo IP Solo fracamente plástico 1 15 Consistência Da Argila IC Muito mole0,50 Média 0,50 a 0,75 Rija 0,75 a 1,00 Dura > 1,00 Índice de Plasticidade: IP = LL - LP Tabela 6: Classificação do solo quanto ao Índice de Plasticidade Tabela 7: Classificação do solo quanto ao Índice de Consistência e de resistência à compressão: R R4kg/cm² Plasticidade Limite de Contração (LC) ● O limite de contração é o teor de umidade que separa o estado semi-sólido do sólido. ● O limite de contração é o teor de umidade a partir do qual o solo não contrai mais, a partir deste valor a amostra secará a volume constante. LC = (γw/γs) – (1/δ) LC = h – (V1 – V2)γw Limite de Contração ● O ensaio consiste em moldar em uma cápsula uma amostra com alto teor de umidade, depois secá-la em estufa e determina-se a umidade da amostra contraída. ● Para medir V2 (volume da pastilha correspondente ao solo seco), emprega-se o método do deslocamento de mercúrio, o mercúrio deslocado pelo solo é recolhido numa cápsula e medido numa proveta graduada. Ps Grau de Contração C = (Vi – Vf) / Vi Solos bons: C 15% Exercícios 1) A análise granulométrica de um solo revelou o seguinte resultado: Pede-se traçar a curva granulométrica e determinar o diâmetro efetivo (def) e o coeficiente de uniformidade do solo (Cu). Exercícios 2) Na determinação do LL de um solo foram obtidos os seguintes valores: Se LP=22% e h=31%, pede-se classificar o solo quanto a consistência. N° de golpes 44 31 23 12 Umidade (%) 29 35 40 49 PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS FORMAS DAS PARTÍCULAS As formas mais evidenciadas das partículas dos solos são: Arredondadas ou com forma poliédrica, lamelares e fibrilares. ● a) Arredondadas ou de forma poliédrica são: pedregulhos, areias e siltes. ● b) Lamelares em forma de lamelas ou escamas: as argilas. ● c) Fibrilares em forma de fibras: são os solos turfosos. ADSORÇÃO ● As frações finas do solo, como são as argilas, têm as superfícies de suas partículas sólidas dotadas de carga elétrica negativa cuja intensidade depende de sua característica mineralógicas. ● As partículas sólidas do solo em contato com a água fazem com que as moléculas desta fiquem polarizadas (H, OH), resultando na atração dos íons positivos da água H pelas cargas elétricas existentes na superfície da partícula sólida do solo, fixando a água em forma pelicular. PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS ADSORÇÃO ● A propriedade desta forma de fixação da água na superfície da partícula sólida denomina-se adsorção. PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS ● PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS Atividade Superficial ● Em termos de atividade superficial, as argilas podem ser Normais, Ativas e Inativas. ● NORMAIS: 0,75 1,25 ● INATIVAS: A 8: Extra-sensíveis •Quando mais complexas as estruturas são, menos estáveis elas são, e uma vez destruídas, não poderão mais ser recompostas. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS •A classificação dos solos é realizada a partir de dados obtidos no campo e no laboratório. •Existem vários tipos de classificação dos solos, aplicadas para fundações, barragens, pavimentação etc. •Cada classificação requer dados específicos do solo, como o tamanho das partículas, índices de consistência etc. CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA ● Classificao solo de acordo com o tamanho de suas partículas. Escala granulométrica (ABNT) argila φ 1 m Tabela: Classificação dos solos quanto a granulometria – Pinto (2006) CLASSIFICAÇÃO QUANTO GRANULOMETRIA- NBR 6508 ● argila: partículas com dimensões menores que 0,002 mm ● silte: partículas com dimensões compreendidas entre 0,002 mm e 0,06 mm ● areia fna: areia com grãos de diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 0,20 mm ● areia média: areia com grãos de diâmetros compreendidos entre 0,20 mm e 0,60 mm ● areia grossa: areia com grãos de diâmetros compreendidos entre 0,60 mm e 2,0 mm ● pedregulho: solos formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro compreendido entre 2 mm e 60 mm ● pedra de mão: fragmento de rocha com diâmetro compreendido entre 60 mm e 200 mm ● matacão: fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1 m ● bloco de rocha: fragmento de rocha, transportado ou não, com diâmetro superior a 1 m CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA CLASSIFICAÇÃO TRILINEAR DOS SOLOS - DIAGRAMA DE FERET •Sua identificação é feita em função das porcentagens dos seus constituintes principais, utilizando o diagrama trilinear. •%areia+%argila+%silte=100% Exercício 1) Locar num diagrama trilinear os pontos correspondentes aos solos A, B e C. Solo Porcentagem Areia Silte Argila A 55 10 35 B 10 85 5 C 10 55 35 A A= Argila arenosa B= Silte C= Argila Siltosa B C Os solos são classificados, neste sistema, em três grandes grupos: a) Solos grossos - aqueles cujo diâmetro da maioria absoluta dos grãos é maior que 0,074 mm (mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira n° 200). b) Solos finos - aqueles cujo diâmetro da maioria absoluta dos grãos é menor que 0,074 mm. c) Turfas - solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis. CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS - SUCS ● No primeiro grupo estão os pedregulhos, as areias e os solos pedregulhosos ou arenosos com pequenas quantidades de material fino (silte ou argila). Estes solos são designados da seguinte maneira: ● Pedregulhos ou solos pedregulhosos: GW, GC, GP e GM ● Areias ou solos arenosos: SW, SC, SP e SM As letras representam as iniciais das palavras inglesas: ● G de gravel (pedregulho) ● S de sand (areia) ● C de clay (argila) ● W de well graded (bem graduado) ● P de poorly graded (mal graduado) ● M da palavra sueca mo, refere-se ao silte Por exemplo: SM significa solos arenosos com certa quantidade de finos não plásticos. CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS - SUCS ● No segundo grupo acham-se os solos finos: siltosos ou argilosos, de baixa compressibilidade (LL 50). São designados da seguinte forma: ● Solos de baixa compressibilidade: ML, CL e OL ● Solos de alta compressibilidade: MH, CH e OH Onde: ● O de organic (orgânico) ● L de low (baixa) ● H de high (alta) Por exemplo, CL será um solo argiloso de baixa compressibilidade. CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS - SUCS SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos ● Sistema de classificação TRB (Transportation Research Board) foi criado pela Associação Americana de Rodovias Estaduais e Autoridades de Transporte (ASSHTO); ● Classifica o solo para utilização em camada de subleito; ● Classificação baseada em grupos e subgrupos a partir da granulometria e da plasticidade dos solos. ● Solo grossos (granulares): A-1, A-2, A-3; ● Solos Finos: A-4, A-5, A-6, A-7; CLASSIFICAÇÃO HRB Índice de grupo CLASSIFICAÇÃO HRB 35; 15; 40; 10; CLASSIFICAÇÃO HRB CLASSIFICAÇÃO HRB O gráfico de plasticidade, com indicação dos grupos e subgrupos dos "solos finos", permite facilmente classificá-los, conhecidos o LL e o IP do solo. Exemplo: Calcular o IG de um solo A-6 em que 65% de material passa na peneira 200, o limite de liquidez é 32% e o índice de plasticidade 13%. a = P200-35= 65 - 35 = 30 b= P200-15= 55 - 15 = 40 (como P200>55 anotou-se 55) c = LL-40= 40-40=0 (como LLpeso específico máximo de um solo é o ensaio de Proctor Normal. ● Consiste em compactar uma amostra dentro de um recipiente cilíndrico, com aproximadamente 1 000 cm3 , em três camadas sucessivas, sob a ação de 26 golpes de um soquete, pesando 2,5 kg, caindo de 30,5 cm de altura. ● O ensaio é repetido para diferentes teores de umidade, determinando-se, para cada um deles, o peso específico aparente. ● Com os valores obtidos traça-se a curva 'Ys = f(h), de onde, se obterá o ponto correspondente a hot e 'Ysmáx. ● Para o traçado da curva é conveniente a determinação de uns cinco pontos, procurando-se fazer com que dois deles se encontrem na zona seca (ramo da esquerda da curva), um próximo à umidade ótima e os outros dois na zona úmida (ramo da direita da curva). Ensaios Ensaios Curvas de compactação de um mesmo solos, compactado com diferentes energias. Métodos de Compactação Dependendo da natureza do terreno empregam-se rolos lisos, rolos pé-de-carneiro ou rolos pneumáticos. Os rolos lisos vibratórios são empregados em solos granulares. Os rolos pé-de-carneiro são utilizados em argilas e siltes. Os rolos pneumáticos são utilizados especialmente em siltes e areias com finos. Compactação no campo ● A quantidade de água a ser adicionada ao solo é calculada em função da descarga da barra de distribuição e da velocidade do carro-pipa. ● A espessura das camadas de solo (da. ordem de 15 a 30 em) e o número de passadas do equipamento de compactação, podem ser determinados controlando-se os resultados obtidos em um trecho experimental previamente escolhido. ● Os pilões manuais empregam-se apenas em trabalhos secundários (como reaterros de valas). ● Enquanto que os pilões a explosão, conhecidos como "sapos", e os pilões a ar comprimido, têm grande aplicação, sobretudo pela sua adaptabilidade a quase todos os tipos de terreno. Soquete manual (pilão manual) Soquete mecânico (tipo Sapo) Compactação no campo - Comparação entre os métodos de compactação Fonte: Ferreira (2021) Controle de Compactação 1)