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2014.1 CURSO DE ENGENHARIA CIVIL NOTA DE AULA DE MECÂNICA DOS SOLOS – IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS ISABELLY CÍCERA DIAS VASCONCELOS 1 SUMÁRIO 2 IMPORTÂNCIA DA CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS ... 03 CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA ... 05 CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA ... 08 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO ... 08 CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) ... 10 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (HRB) ... 17 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 23 IMPORTÂNCIA DA CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS A diversidade e a enorme diferença de comportamento apresentada pelos diversos solos perante as solicitações da engenharia levou ao seu natural agrupamento em conjunto distintos. Dessa tendência racional de organização da experiência acumulada, surgiram os sistemas de classificação dos solos. O objetivo da classificação dos solos, do ponto de vista da engenharia, é o de poder estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, o de orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema. 3 IMPORTÂNCIA DA CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Para atender os vários campos da Geotecnia, existem diferentes sistemas de classificação: – Classificação por tipos de solos (análise visual-táctil); – Classificação Genética geral; – Classificação Granulométrica; – Classificação Unificada (SUCS – Sistema Unificado de Classificação dos Solos); – Classificação Rodoviária (HBR - Highway Research Board); 4 Um sistema de classificação de solos adequado deve satisfazer os seguintes requisitos: – Ser simples, facilmente memorizável; – Permitir uma rápida determinação do grupo a que o solo pertence; – Permitir a classificação por meio de processos simples de análise visual-táctil; – Solos Residuais – Solos Transportados – Solos Orgânicos CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA Solos Residuais Recebem o nome de residuais ou “in situ” por terem sido formados no mesmo local onde se encontram. Solos Transportados Solo que foi carregado do seu lugar original por algum agente de transporte: água, vento, gravidade. Não possui ligação com a rocha original. 5 Solos Transportados CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA 6 Solos Orgânico CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA São solos constituídos por matéria orgânica, oriundos da decomposição de vegetais e micro organismos. 7 É realizada de acordo com as porcentagens das partículas dentro de determinados intervalos de tamanhos. CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA 8 • SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) • SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIO (Highway Research Board - HRB) SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO 9 CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) Este sistema de classificação foi elaborado por A. Casagrande, para obras de aeroporto, tendo sido generalizado seu emprego. Atualmente é utilizado principalmente pelos geotécnicos que trabalham com barragens de terra. 10 Neste sistema, todos os solos são identificados pelo conjunto de duas letras: CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) 11 G PEDREGULHO (Gravel) S AREIA (Sand) M SILTE (Mo – silte em sueco) C ARGILA (Clay) O Solo orgânico W Bem Graduado (Well) P Mal Graduado (Poorly) H Alta Compressibilidade (Hight) L Baixa Compressibilidade (Low) TIPO PRINCIPAL DO SOLO DADOS COMPLEMENTARES DO SOLO EXEMPLOS: SW: Areia bem graduada CH: Argila de alta compressibilidade CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) 12 CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) • SOLOS GROSSOS: Mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira n. 200, ou seja, Ø da maioria absoluta dos grãos é maior que 0,074mm (peneira n. 200). • SOLOS FINOS: Mais que 50% em peso, dos seus grãos, passam na peneira n. 200, ou seja, Ø da maioria absoluta dos grãos é menor 0,074mm (peneira n. 200). • SOLOS ORGÂNICOS (TURFAS): Constituídos, parcialmente ou integralmente, por matéria orgânica, oriunda principalmente da decomposição de restos de vegetais. 13 Em linhas gerais, os solos são classificados, neste sistema, em três grandes grupos: • Solos grossos • Solos finos • Solos orgânicos (turfas) Processo para classificação: - Inicialmente deve-se determinar se o solo é orgânico, de graduação grossa ou fina; - Em seguida, com os dados de granulometria e com os limites de Atterberg, define-se a que grupo pertence, consultando-se a Tabela de Classificação SUCS; - Para classificação da fração fina, utilizam-se os valores dos limites de Atterberg e o chamado gráfico de plasticidade. CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) 14 15 CARTA DE PLASTICIDADE CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DOS SOLOS (SUCS) 16 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (HRB) É a classificação tradicionalmente mais empregada na caracterização de solos para uso em estradas. Esse sistema de classificação se diferencia da classificação unificada em três pontos: 17 • Considera a diferença entre solos granulares e finos a partir de 35% passante na peneira nº 200; • Considera os percentuais passantes das peneiras nº 10 e 40; • Não oferece parâmetros qualitativos de graduação e compressibilidade. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (HRB) Mas este sistema se assemelha ao Sistema Unificado (SUCS) pela sistemática de classificação baseada na granulometria e nos limites de Atterberg. SOLOS GROSSOS (GRANULARES): Menos de 35% de material passando pela #200. Grupos A-1, A-2 e A-3. SOLOS FINOS: Mais de 35% de material passando pela #200. Grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. 18 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (HRB) Para a classificação devem ser realizados os ensaios de granulometria por peneiramento e limites de liquidez e de plasticidade. Número inteiro variando de 0 a 20 que define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento. Quanto menor IG melhor será o solo. IG = 0 indica material excelente IG = 20 indica péssimo material para subleito. Deve também ser determinado o índice de grupo Índice de Grupo (IG). 19 a = p - 35 se p > 75 adota-se 75; se p < 35, adota-se 35; 35 ≤ p ≤ 75, adota-se o valor encontrado SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (HRB) 20 b = p – 15 se p > 55 adota-se 55; se p < 15, adota-se 15; 15 ≤ p ≤ 55, adota-se o valor encontrado c = LL – 40 se LL > 60 adota-se 60; se LL < 40, adota-se 40; 40 ≤ LL ≤ 60, adota-se o valor encontrado d = IP – 10 se IP > 30 adota-se 30; se IP < 10, adota-se 10; 10 ≤ IP ≤ 30, adota-se o valor encontrado p: % que passa na peneira nº 200 IG: o resultado final obtido deve ser um nº inteiro – aproximação para o nº inteiro acima. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (HRB) 21 De posse desses dados consulta-se a tabela de classificação HRB, sempre da esquerda para a direita. 22 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Caputo, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações, Vol. 1, 2 e 3. Livros Técnicos Científicos. Editora S. A. Craig, R.F. (1974) – Mecânica dos Solos, Editora LTC. Das, B.M. (2011) – Fundamentos de Engenharia Geotécnica. Editora Thompson. Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969) Soil Mechanics. John Wiley & Sons, Inc. Pinto, C.S. (2006) – Curso Básico de Mecânica dos Solos. Editora Oficina. Vargas, M.(1977) – Introdução à Mecânica dos Solos. MacGraw Hill. 23
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