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Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Mecânica dos Solos Classificação dos Solos Prof. Eng. Rinaldo Pinheiro ClassificaClassificaçção e identificaão e identificaçção dos solosão dos solos Existem vários sistemas (eles podem ser específicos ou não) - ORIGEM DOS SOLOS: residuais, transportados/sedimentares, orgânicos; - CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA: solos zonais, intrasonais e azonais; - COM BASE NA TEXTURA: tamanho das particulas; - CLASSIFICAÇÃO VISUAL E TÁCTIL: exame visual e ensaios simples; - GEOTÉCNICA: SUCS, HRB/ASSHO, MCT Solo residualSolo residual ArgissoloArgissolo Solo residualSolo residual Horizonte C de granitoHorizonte C de granito PlanosssoloPlanosssolo Solo sedimentar Solo sedimentar –– Solo Solo GleyGley ClassificaClassificaçção e identificaão e identificaçção dos solosão dos solos PropriedadesPropriedades ►► TEXTURATEXTURA ►► COMPOSICOMPOSIÇÇÃO GRANULOMÃO GRANULOMÉÉTRICATRICA ►► PLASTICIDADEPLASTICIDADE ►► CONSISTÊNCIACONSISTÊNCIA ►► COMPACIDADECOMPACIDADE ►► ESTRUTURAESTRUTURA ►► FORMA DOS GRÃOSFORMA DOS GRÃOS ►► CORCOR ►► CHEIROCHEIRO ►► FRIABILIDADEFRIABILIDADE ►► PRESENPRESENÇÇA OUTROS MATERIAISA OUTROS MATERIAIS TEXTURA E DISTRIBUITEXTURA E DISTRIBUIÇÇÃO GRANULOMÃO GRANULOMÉÉTRICATRICA GROSSOS: GROSSOS: -- + 50 % dos grãos vis+ 50 % dos grãos visííveis a olho nu (areias e veis a olho nu (areias e pedergulhospedergulhos)) -- a textura pode revelar propriedades fa textura pode revelar propriedades fíísicassicas FINOS: FINOS: -- + 50 % dos grãos não vis+ 50 % dos grãos não visííveis a olho nuveis a olho nu -- a textura tem pouca importânciaa textura tem pouca importância SOLOS BEM GRADUADOS:SOLOS BEM GRADUADOS: MAL GRADUADOSMAL GRADUADOS CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO TEXTURALÃO TEXTURAL -- A PARTIR DA CURVA GRANULOMA PARTIR DA CURVA GRANULOMÉÉTRICA TRICA ⎨⎨ % PASSA X DIÂMETRO% PASSA X DIÂMETRO -- FRAFRAÇÇÕES ÕES →→ PEDREGULHOS; AREIA (G, M, F); SILTE E ARGILAPEDREGULHOS; AREIA (G, M, F); SILTE E ARGILA Ex.Ex. PEDREGULHO = 3 %PEDREGULHO = 3 % AREIA = 52 % (G = 3 %, M = 6 % e F = 46 %)AREIA = 52 % (G = 3 %, M = 6 % e F = 46 %)→→ AREIA FINA SILTOSAAREIA FINA SILTOSA SILTE = 46 %SILTE = 46 % ARGILA = 2 %ARGILA = 2 % Ex.Ex. PEDREGULHO = 0 %PEDREGULHO = 0 % AREIA MAREIA MÉÉDIA = 50 % (F e G =0 % )DIA = 50 % (F e G =0 % )→→ AREIA MAREIA MÉÉDIA ARGILODIA ARGILO--SILTOSA SILTOSA SILTE = 23 %SILTE = 23 % ARGILA = 27 %ARGILA = 27 % Curva Granulométrica - ABNT - NBR NM248 Silte Areia Fina Areia Média Areia Grossa PedregulhoArgila 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 Diâmetro dos Grãos (mm) P o r c e n t a g e m R e t i d a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P o r c e n t a g e m P a s s a n t e Pedregulho = 3 %Pedregulho = 3 % Areia= 52 % (G = 3 %, M = 6 % e F = 46 %)Areia= 52 % (G = 3 %, M = 6 % e F = 46 %) SilteSilte = 46 %= 46 % Argila = 2 %Argila = 2 % AREIA FINA SILTOSAAREIA FINA SILTOSA CLASSIFICAÇÃO TRILINEAR - Utilizada na agronomia e ciência do solo CLASSIFICAÇÃO HRB / AASHO HighwayHighway ResearchResearch BoardBoard / / AmericanAmerican AssociationAssociation StateState HighwayHighway OfficialsOfficials - Utilizada no meio rodoviário - É função: → da Granulometria → dos Limites → do Índice de Plasticidade (IP) Esse sistema classifica os solos em sete grupos Solos grossos: divididos em 3 grupos: A1, A2 e A3 Solos finos: divididos em 4 grupos: A4, A5, A6 e A7 Exercício Solo A (não plástico) Solo B LL = 35% ; LP = 25% Solo C LL = 65%; LP = 35% CLASSIFICAÇÃO HRB Solos grossos (Pp,200 < 35%) Grupo A1 – solos granulares sem finos Grupo A2 – solos granulares com finos A-2-4 – finos siltosos de baixa compressibilidade A-2-5 – finos siltosos de alta compressibilidade A-2-6 – finos argilosos de média plasticidade A-2-7 – finos argilosos de alta plasticidade Grupo A3 – areias finas Solos finos (Pp,200 > 35%) Grupo A4 - Solos siltosos (baixa compressibilidade LL < 40%) Grupo A5 - Solos siltosos (alta compressibilidade LL > 40%) Grupo A6 - Argilas siltosas medianamente plásticas (baixa compressibilidade) Grupo A7 - Argilas plásticas (alta compressibilidade). A7-5, IP ≤ LL - 30% A7-6, IP > LL - 30% SOLOS GRANULARES % QUE PASSAM NA PENEIRA nº 200 < 35% SOLOS SILTE - ARGILA % QUE PASSAM NA PENEIRA nº 200 > 35% GRUPO A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A1a A1b A2 - 4 A2 - 5 A2 - 6 A2 - 7 A7 - 5 A7 - 6 % QUE PASSAM NAS PENEIRAS Nº 10 Nº 40 Nº 200 50 máx. 30 máx. 15 máx. 50 máx. 25 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 51 mín 10 máx. 36 mín 36 mín 36 mín 36 mín 36 mín % QUE PASSAM NA #40 DEVE TER: LL IP 6 máx. 40 máx. 10 máx. 41 mín 10 máx. 40 máx. 11 mín. 41 mín 11 mín NP 40 máx. 10 máx. 41 mínº 10 máx. 40 máx. 11 mínº 41 mínº (LL - 30) máx. 41 mínº (LL - 30) mínº IG 0 0 4 máx. 4 máx. 0 8 máx. 12 máx. 16 máx. 20 máx. CLASSIFICAÇÃO HRB Nessa classificação foi adicionado outro parâmetro: IG = Índice de Grupo IG → define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento IG = 0,2 . a + 0,005 . a . c + 0,01 . b . d (varia de 0 a 20) a = Pp, 200 – 35 % (0 – 40) → (a = -, usa “0” se a > 40, usa 40) b = Pp, 200 – 15 % (0 – 40) → (b = -, usa “0” se b > 40, usa 40) c = LL – 40 % (0 – 20) → (c = -, usa “0” se c > 20, usa 20) d = IP – 10 % (0 – 20) → (d = -, usa “0” se d > 20, usa 20) Solos Granulares : → 0 ≤ IG ≤ 4 Solos Siltosos: → 1 ≤ IG ≤ 12 Solos Argilosos: → 1 ≤ IG ≤ 20 Exercício Solo A (não plástico) Solo B LL = 35% ; LP = 25% Solo C LL = 65%; LP = 35% CLASSIFICAÇÃO SUCS Sistema Unificada de Classificação dos Solo (ASTM, 1983) - Sistema idealizado por Arthur Casagrande - inicialmente adotado para classificação de solos para construção de aeroportos - e expandido para outras aplicações - Depende: → da Granulometria → dos Limites → do Índice de Plasticidade (gráfico) - Classifica os solos: → Solos Grossos → Solos Finos → Solos Orgânicos Símbolos Isolados GW Português ( Traduzidas ) G Gravel Cascalho ( pedregulho ) S Sand areia C Clay argila W Well graded bem graduado P Poor graded mal graduado F Fines finos ( passando na peneira nº. 200 ) M Mo mó ou limo ( areia fina ) O Organic matéria orgânica L Low liquid limit LL baixo H High liquid limit LL alto Pt peat turfa Cada tipo de solo tem um símbolo e um nome Os nomes dos Grupos são caracterizados por um para de letras Símbolos dos grupos Significações dos símbolos dos grupos de solos GW Cascalho bem graduado, cascalho e areia sem muitos finos GP Cascalho mal graduado, cascalho e areia sem muitos finos GM Cascalho siltoso com areia GC Cascalho argiloso com areia SW Areia bem graduada, com cascalho e sem muitos finos SP Areia mal graduada, com cascalho e sem muitos finos SM Areia siltosa, mistura de areia e silte ou limo SC Areia argilosa, mistura de areia e argila ML Material siltoso e areias muito finas, pó-de-pedra, areias finas siltosas ou argilosas, ou siltes argilosos com baixa plasticidade CL Argilas magras, argilas de plasticidade baixa ou média, argilas com cascalho, areia ou silte OL Siltes orgânicos, argilosos ou não, com baixa plasticidade MH Siltes, limos, areias finas micáceas ou diatomáceas, solos siltosos, siltes elásticos CH Argilas gordas, de plasticidade média ou alta OH Argilas orgânicas de plasticidade média ou alta, siltes orgânicos Pt Turfa e outros solos altamente orgânicos Grupos de solos - SUCS CRITÉRIOS PARA DETERMINAÇÃO DOS SUBGRUPOS E NOMES DOS GRUPOS USANDO ENSAIOSDE LABORATÓRIO CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SÍMBOLO GRUPO NOME DO GRUPO Solos Grossos Pr,200 > 50% Pedregulhos mais que 50% da fração grossa retida na peneira 4,8mm (# 4) Pedregulhos limpos Pp,200 < 5% Cu ≥ 4 e 1 ≤ Cc ≤ 3 GW Pedregulho bem graduado 5 Cu < 4 e/ou 1 > Cc > 3 GP Pedregulho mal graduado 5 Pedregulhos com finos Pp,200 > 12% Finos classificados como ML MH GM Pedregulho siltoso 5, 6, 7 CL CH GC Pedregulho argiloso 5, 6, 7 Areias mais que 50% da fração grossa passa na peneira 4,8mm (#4) Areias limpas Pp,200 < 5% Cu ≥ 6 e 1 ≤ Cc ≤ 3 SW Areia bem graduada 8 Cu < 6 e/ou 1 > Cc > 3 SP Areia mal graduada 8 Areias com finos Pp,200 > 12% Finos classificados como ML MH SM Areia siltosa 6, 7, 8 CL CH SC Areia argilosa 6, 7, 8 Solos Finos Pp,200 ≥ 50% Siltes e argilas LL < 50% Inorgânicos IP > 7, pontos sobre ou acima da linha A CL Argila pouco plástica 10, 11, 12 IP < 4, pontos abaixo da linha A ML Silte 10, 11, 12 Orgânicos LLseco < 0,75 LLnatural OL Argila orgânica 10, 11, 12, 13 Silte orgânico 10, 11, 12, 14 Siltes e argilas LL ≥ 50% Inorgânicos Pontos sobre ou acima da linha A CH Argila muito plástica 10, 11, 12 Pontos abaixo da linha A MH Silte elástico 10, 11, 12 Orgânicos LLseco < 0,75 LLnatural OH Argila orgânica 10, 11, 12, 15 Silte orgânico 10, 11, 12, 16 Solos altamente orgânicos Principalmente matéria orgânica, cor escura e cheiro PT Turfa Critérios do Sistema Unificado de Classificação de Solos (ASTM, 1983) CRITÉRIOS PARA DETERMINAÇÃO DOS SUBGRUPOS E NOMES DOS GRUPOS USANDO ENSAIOS DE LABORATÓRIO CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SÍMBOLO GRUPO NOME DO GRUPO Solos Grossos Pr,200 > 50% Pedregulhos mais que 50% da fração grossa retida na peneira 4,8mm (# 4) Pedregulhos limpos Pp,200 < 5% Cu ≥ 4 e 1 ≤ Cc ≤ 3 GW Pedregulho bem graduado 5 Cu < 4 e/ou 1 > Cc > 3 GP Pedregulho mal graduado 5 Pedregulhos com finos Pp,200 > 12% Finos classificados como ML MH GM Pedregulho siltoso 5, 6, 7 CL CH GC Pedregulho argiloso 5, 6, 7 Areias mais que 50% da fração grossa passa na peneira 4,8mm (#4) Areias limpas Pp,200 < 5% Cu ≥ 6 e 1 ≤ Cc ≤ 3 SW Areia bem graduada 8 Cu < 6 e/ou 1 > Cc > 3 SP Areia mal graduada 8 Areias com finos Pp,200 > 12% Finos classificados como ML MH SM Areia siltosa 6, 7, 8 CL CH SC Areia argilosa 6, 7, 8 Solos grossos - Pr, 200 > 50% Solos Finos Pp,200 ≥ 50% Siltes e Argilas LL < 50% Inorgânicos IP > 7, pontos sobre ou acima da linha A CL Argila pouco plástica 10, 11, 12 IP < 4, pontos abaixo da linha A ML Silte 10, 11, 12 Orgânicos LLseco < 0,75 LLnatural OL Argila orgânica 10, 11, 12, 13 Silte orgânico 10, 11, 12, 14 Siltes e Argilas LL ≥ 50% Inorgânicos Pontos sobre ou acima da linha A CH Argila muito plástica 10, 11, 12 Pontos abaixo da linha A MH Silte elástico 10, 11, 12 Orgânicos LLseco < 0,75 LLnatural OH Argila orgânica 10, 11, 12, 15 Silte orgânico 10, 11, 12, 16 Solos altamente orgânicos Principalmente matéria orgânica, cor escura e cheiro PT Turfa CRITÉRIOS PARA DETERMINAÇÃO DOS SUBGRUPOS E NOMES DOS GRUPOS USANDO ENSAIOS DE LABORATÓRIO CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SÍMBOLO GRUPO NOME DO GRUPO 1: Válido para material passando na peneira de 75mm abertura 2: Se a amostra contém seixos e matacões acrescentar “com seixos e matacões”, ao nome do grupo para Pp,200 entre 5 -12% exigem símbolo duplo. 3: Pedregulhos GW – CH: Pedregulho bem graduado com silte GW – GC: Pedregulho bem graduado com argila GP – GH: Pedregulho mal graduado com silte GP – GC: Pedregulho mal graduado com argila 4: Areias SW – SH: Areia bem graduada com silte SW – SC: Areia bem graduada com argila SP – SH: Areia mal graduada com silte SP – SC: Areia mal graduada com argila 5: Se % Areia ≥ 15, acrescentar “com areia” 6: Se finos: CL – ML, usar símbolo duplo: GC – GH; SC – SH 7: Se finos são orgânicos, acrescentar, “com finos orgânicos” 8: Se % Pedregulho ≥ 15, acrescentar “com pedregulhos” 9: Se pontos estão na área hachurada, é CL – ML (argila-siltosa) 10: Se Pr,200: 15-29%, por “com areia” ou “com pedregulho”, Se Pr,200 ≥ 30%: 11: % pedregulho < 15%, acrescentar arenoso 12: % areia < 15%, acrescentar pedregulhoCu = D60 / D10 13: Para IP > 4, e pontos sobre ou acima da linha A 14: Para IP < 4 ou pontos abaixo da linha A 15: Para pontos sobre ou acima da linha A 16: Para pontos abaixo da linha A 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LIMITE DE LIQUIDEZ - LL % Í N D I C E D E P L A S T I C I D A D E - I P % LINHA “A” HORIZONTAL PARA IP = 4 ATÉ LL = 25,5 IP = 0,73 (LL – 20) PARA CLASSIFICAR O SOLOS FINOS E A FRAÇÃO FINA DOS SOLOS GROSSOS CL CL - ML L L = 5 0 LINHA “U” VERTICAL PARA LL = 16 ATÉ IP = 7 IP = 0,9 (LL – 8) ou OL ML ou OL MH ou OH CH ou OH ( ) 1060 2 30 DD D Cc ×= Cu = D60 / D10 GrGrááfico de plasticidadefico de plasticidade 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LIMITE DE LIQUIDEZ - LL % Í N D I C E D E P L A S T I C I D A D E - I P % LINHA “A” HORIZONTAL PARA IP = 4 ATÉ LL = 25,5 IP = 0,73 (LL – 20) PARA CLASSIFICAR O SOLOS FINOS E A FRAÇÃO FINA DOS SOLOS GROSSOS CL CL - ML L L = 5 0 LINHA “U” VERTICAL PARA LL = 16 ATÉ IP = 7 IP = 0,9 (LL – 8) ou OL ML ou OL MH ou OH CH ou OH Características relativas às fundações de pavimentos Exercício Solo A (não plástico) Solo B LL = 35% ; LP = 25% Solo C LL = 65%; LP = 35% CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO TÃO TÁÁCTILCTIL--VISUAL (ASTM VISUAL (ASTM D2488D2488--69)69) - Ensaio de dilatância: adicionar água no material, tornando-o pegajoso,colocada na palma de uma das mãos em posição horizontal. Bate-se vigorosamente uma mão de encontro com a outra, várias vezes e espreme-se a massa entre os dedos. Segundo as reações ocorridas os solos classificar-se em: solos não plásticos (siltes e areias): reação rápida (presença de água livre quando sacudido); solos altamente plásticos: reação nula; - Ensaio de resistência a seco: molda-se uma amostra de solo úmido e deixa-se secar em estufa ou no ar livre. Após a secagem tenta-se desagregar a amostra com pressão dos dedos. De acordo com o esforço aplicado na amostra podemos definir como: solos de pouca resistência seca: desagregam-se imediatamente com pequeno esforço (solos siltosos); solos de resistência seca razoável: desagregam-se com certo esforço (solos argilosos e orgânicos). - Cor: separação dos perfis (diferentes colorações), existência do nível do lençol freático; (usa a caderneta de MUNSEEL) cor vermelha: possui óxidos de ferro e ausência de lençol freático; cor cinza: há variação do nível d’água; - Cheiro: solos orgânicos apresentam, em geral, odores característicos; -Teor de finos: determinados por decantação ou sedimentação; CLASSIFICAÇÃO TÁCTIL-VISUAL (ASTM D2488-69) Nela os solos se enquadram em três grupos: Solos de granulação grossa - granulometria, forma dos grãos, presença de finos, aspereza ao tato, visibilidade a olho nu e coesão quando secas Solos de granulação fina ensaio de dilatância, ensaio de plasticidade, determinação da resistência seca do solo, observações quanto à cor e cheiro (solos orgânicos) Solos altamente orgânicos - quantidadede finos, cor e cheiro
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