Capítulo 4 Classificação dos Solos

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Capítulo 4 – Classificação 
dos Solos 
Mecânica dos Solos I 
Profa. Lilian R. de Rezende 
2 
1 Introdução 
 Variedade de solos; 
 Diferentes comportamentos; 
 Organização  agrupamento; 
 Classificação dos solos; 
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1 Introdução (cont.) 
 Objetivos da classificação de solos na 
engenharia: 
• Estimar o provável comportamento do 
solo; 
• Orientar o programa de investigação 
necessário para permitir análises 
adequadas. 
4 
1 Introdução (cont.) 
 Principal característica de um sistema 
de classificação  linguagem comum 
expressa de forma concisa; 
 Será que existem um sistema único e 
perfeito? 
5 
1 Introdução (cont.) 
 Crítica aos sistemas  validade: 
• Solos com mesmos índices/grupos 
sempre terão o mesmo comportamento? 
• Solos de grupos diferentes sempre terão 
comportamentos distintos? 
 
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1 Introdução (cont.) 
 Cuidado: não supervalorizar a 
informação; 
 Conclusão: 
 Sistemas de classificação de solos 
ajudam a organizar ideias e orientar o 
planejamento das investigações !!! 
 
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1 Introdução (cont.) 
 Geralmente, as classificações 
tradicionais se baseiam nas 
propriedades de caracterização dos 
grãos dos solos, como: 
• Granulometria; 
• Limites de Atterberg. 
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2 Sistema Unificado 
 Sistema Unificado de Classificação dos 
Solos (SUCS); 
 Unified Soil Classification System 
(USCS); 
 1952; 
 Muito usado da engenharia geotécnica; 
 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
 Duas letras: 
• 1ª: principal tipo; 
• 2ª: dados complementares. 
 
 
G = pedregulho W = bem graduado 
S = areia P = mal graduado 
M = silte H = alta compressibilidade 
C = argila L = baixa compressibilidade 
O = orgânico Pt = turfa 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
 1ª Etapa - verificar a % de finos (menor 
que 0,075 mm) presente no solo: 
• Menor que 50%: solo granular (G ou S); 
• Maior que 50%: solo fino (M,C ou O). 
 Solo granular – G ou S: 
• Observa qual faixa tem maior quantidade; 
• Bem graduado (W): 
• Para pedregulho (G): Cu > 4 e 1 < Cc < 3; 
• Para areia (S): Cu > 6 e 1 < Cc < 3. 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
(SOUSA PINTO, 2006) 
12 
2 Sistema Unificado (cont.) 
(SOUSA PINTO, 2006) 
13 
2 Sistema Unificado (cont.) 
(SOUSA PINTO, 2006) 
14 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solo granular (cont.): 
• Teor de finos > 12%: a característica 
secundária que importa está relacionada a 
esses finos e não mais a uniformidade de 
granulometria  usar a Carta de Plasticidade 
(GC, SC, GM ou SM); 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solo granular (cont.): 
• Teor de finos entre 5% e 12%: recomenda-se 
que sejam apresentadas as duas 
características intermediárias (ex.: SP-SC); 
• Forma dos grãos de areia: importante para o 
comportamento, mas não é considerado na 
classificação. 
 
16 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solo fino: 
• As letras C, M ou O são escolhidas em função 
dos índices de consistência e não mais pela % 
obtida da granulometria; 
• Carta de Plasticidade: 
• Solos de comportamento argiloso: acima de Linha A; 
• Solos orgânicos e siltosos: abaixo da Linha A. 
• Característica complementar: compressibilidade 
 quanto maior o wL, mais compressível é o 
solo (wL > 50%); 
 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solo fino (cont.): 
• Carta de plasticidade (SOUSA PINTO, 2006) 
 2073,0  LwIP
Linha A 
%50Lw
Linha B 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solo fino (cont.): 
• Índices muito próximos das Linhas A e B 
consistem em classificações intermediárias e as 
duas classificações são apresentadas (ex. SC-
SM); 
• Pt: solos muito orgânicos com fibras vegetais 
em decomposição. 
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2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solos orgânicos: 
• Contém quantidade apreciável de matéria de 
decomposição animal ou vegetal, em vários 
estágios de decomposição; 
• Apresentam cor escura e odor característico; 
• EUA: wL estufa < 0,75.wL natural; 
• Ensaio específico para determinação do teor de 
matéria orgânica (secagem em mufla a 540 oC); 
 
 
20 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solos orgânicos (cont.): 
• Muito compressíveis; 
• Elevado índice de vazios; 
• Baixa resistência; 
• Encontrados em depósitos litorâneos ou 
várzeas de rios; 
• Turfa: concentração de folhas e caules no início 
da decomposição. 
PROBLEMÁTICOS! 
21 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Solos orgânicos (cont.): 
Propriedades de algumas turfas 
(DAS, 2007) 
22 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Tabela SUCS: 
 
 
(SOUSA PINTO, 2006) 
SUCS 
23 
(DAS, 2007) 
SUCS 
 
24 
(DAS, 2007) 
2 Sistema Unificado (cont.) 
25 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Exercício 1: Com os dados apresentados 
a seguir, classifique os Solos A e B por 
meio do SUCS com símbolos e nomes. 
 Solo A: wL= 30%, wP = 22%; 
 Solo B: wL= 26%, wP = 20%. 
 
 
26 
2 Sistema Unificado (cont.) 
 Exercício 1(cont.): 
 
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3 Sistema Rodoviário 
 American Association State of Highway 
and Transportation Officials (AASHTO); 
 Highway Research Board (HRB); 
 Transportation Research Board (TRB); 
 Desenvolvido para seleção de solos a 
serem utilizados em rodovias; 
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3 Sistema Rodoviário (cont.) 
 Solo granular: 
• Menos de 35% passante na peneira de 
0,075 mm; 
• Grupos A-1a e A-1b: solos grossos 
(pedregulhos e areias bem graduadas); 
• Grupo A-3: Areias finas mal graduadas; 
• Grupo A-2: Areias com finos presentes; o 
subgrupo depende dos índices de 
consistência (A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7); 
 
29 
3 Sistema Rodoviário (cont.) 
 Solo fino: 
• Mais de 35% passante na peneira de 0,075 
mm; 
• O subgrupo depende dos índices de 
consistência; 
• A-4, A-5, A-6, A-7-5 e A-7-6. 
 
30 
3 Sistema Rodoviário (cont.) 
(SOUSA PINTO, 2006) 
31 
3 Sistema Rodoviário (cont.) 
32 
3 Sistema Rodoviário (cont.) 
 Avaliação da qualidade de subleito  
cálculo do Índice de Grupo: 
 
• IG varia de 0 a 20 e sempre será um 
número inteiro. 
33 
3 Sistema Rodoviário (cont.) 
Exercício 2: Classifique os solos pelo 
sistema TRB (calcule IG) e SUCS. 
Descrição Solo A Solo B Solo C 
% passante na peneira n. 
10 (2,0 mm) 
83 100 48 
% passante na peneira n. 
40 (0,42 mm) 
48 92 28 
% passante na peneira n. 
200 (0,075 mm) 
20 86 6 
wL (%) 20 70 - 
IP (%) 5 32 NP 
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3 Sistema Rodoviário (cont.) 
Comparações entre TRB e SUCS: 
 
(DAS, 2007) 
35 
3 Sistema Rodoviário (cont.) 
Comparações entre SUCS e TRB: 
 
(DAS, 2007) 
36 
4 Classificação pela Origem 
 Complemento importante; 
 Dois grandes grupos: 
• Solos Residuais; 
• Solos Transportados. 
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4 Classificação pela Origem (cont.) 
 Solos residuais: estão no próprio local 
de decomposição da rocha; 
(SOUSA PINTO, 2006) 
38 
4 Classificação pela Origem (cont.) 
 Solos residuais (cont.): 
• Solo residual maduro: 
• Superficial; 
• Já perdeu a estrutura original da rocha mãe. 
• Solos saprolítico, residual jovem ou de 
alteração da rocha: 
• Mantém a estrutura original da rocha, mas 
perdeu sua consistência; 
• Apresenta pouca resistência ao manuseio. 
 
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4 Classificação pela Origem (cont.) 
 Solos residuais (cont.): 
• Rocha alterada: 
• Horizonte com fraturas e regiões de menor 
resistência; 
• Existem grandes blocos de rocha original. 
40 
4 Classificação pela Origem (cont.)Solo residual 
41 
4 Classificação pela Origem (cont.) 
Solo saprolítico 
42 
4 Classificação pela Origem (cont.) 
Rocha alterada 
43 
4 Classificação pela Origem (cont.) 
 Solos transportados: 
• Foram levados ao seu local atual por algum 
agente transportador; 
• As características do solo depende desse 
agente; 
• Solo coluvionar: 
• Ação da gravidade; 
• Pés de taludes, rastejos, planalto. 
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4 Classificação pela Origem (cont.) 
Solo coluvionar 
Solo coluvionar 
Solo residual 
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4 Classificação pela Origem (cont.) 
 Solos transportados (cont.): 
• Solo aluvionar: 
• Carregado pela água; 
• Pode ser arenoso ou argiloso. 
• Solo eólico: 
• Carregado pela vento; 
• Atrito  Partículas arredondadas. 
• Drifts: transportados por geleiras. 
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4 Classificação pela Origem (cont.) 
Solo aluvionar 
47 
4 Classificação pela Origem (cont.) 
Solo eólico 
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4 Classificação pela Origem (cont.) 
Solo transportado pelo gelo 
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5 Classificação MCT 
 Classificações tradicionais x 
experiências locais; 
 Índices de consistência de solos 
residuais ou solos lateríticos têm 
interpretação diferente daquelas 
aplicadas para solos transportados; 
 Solos tropicais x Solos temperados; 
50 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Limitações das classificações 
tradicionais: 
• Condições ambientais diferentes das 
encontradas no Brasil; 
• Podem classificar solos de gênese diferente 
como sendo pertencentes à mesma classe; 
51 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Limitações das classificações 
tradicionais (cont.): 
• Dificuldade de repetição dos ensaios e 
limitações quanto à correlação entre as 
propriedades-índices: granulometria, limite 
de liquidez e o comportamento geotécnico 
esperado (FORTES, 1990). 
52 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Classificação regional; 
 MCT: Miniatura, Compactado, Tropical; 
 Nogami e Villibor (1980); 
 Comportamento peculiar dos solos 
tropicais; 
53 
5 Classificação MCT (cont.) 
Solos Tropicais 
Solos Lateríticos Solos Saprolíticos 
54 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Solo laterítico: 
• Solo superficial, típicos de partes bem 
drenadas das regiões tropicais úmidas; 
• Solo residual ou não, intemperizado em 
condições tropicais, rico em minerais de 
argila e sesquióxidos. Compõe a camada 
superficial chamada de horizonte laterítico. 
(CAMAPUM DE CARVALHO, 2007) 
55 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Solo laterítico (cont.): 
• Predomínio de caulinita e elevado teor de 
óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio; 
• Estes últimos normalmente fazem o 
recobrimento ou ligações entre os 
argilominerais e presença de quartzo, que é 
resistente a intemperização. 
56 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Solo laterítico (cont.): 
• Comportamento quando compactado: 
• Elevada resistência; 
• Baixa permeabilidade; 
• Baixa deformabilidade. 
57 
5 Classificação MCT (cont.) 
58 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Solo saprolítico: 
• Resulta da decomposição ou desagregação 
in situ da rocha mantendo ainda, de maneira 
nítida, a estrutura da rocha que lhe deu 
origem; 
• Corresponde a camada mais profunda do 
perfil do solo tropical e nela é mantida a 
estrutura reliquiar da rocha mãe 
(CAMAPUM DE CARVALHO, 2007); 
59 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Solo saprolítico (cont.): 
• Podem predominar outros argilominerais 
como a ilita e montmorilonita e minerais 
primários na zona menos intemperizada; 
• Importante!!!!! Os argilominerais nestes 
solos não se encontram recobertos por 
óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio. 
60 
5 Classificação MCT (cont.) 
61 
5 Classificação MCT (cont.) 
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
0,0010 0,0100 0,1000 1,0000 10,0000 100,000
0
Diâmetro das partículas (mm)
%
 p
as
sa
Sem defloculante Com defloculante
62 
5 Classificação MCT (cont.) 
(VILLIBOR; NOGAMI, 2009) 
63 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Solos de comportamento laterítico: 
• LG´ - argilas lateríticas e argilas lateríticas 
arenosas; 
• LA´ - areias argilosas lateríticas; 
• LA - areias com pouca argila laterítica. 
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5 Classificação MCT (cont.) 
 Solos de comportamento não laterítico: 
• NG´ - argilas, argilas siltosas e argilas arenosas 
não-lateríti-cas; 
• NA´ - areias siltosas e areias argilosas não-
lateríticas; 
• NA - areias siltosas com siltes quartzosos e 
siltes argilosos não-lateríticos; 
• NS´ - siltes cauliníticos e micáceos, siltes 
arenosos e siltes argilosos não-lateríticos. 
65 
66 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Como determinar e’ e c’? 
 Ensaios de laboratório: 
• Método expedito; 
• Compactação mini-MCV e Perda de massa 
por imersão. 
67 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Método expedito = Método das pastilhas: 
68 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Método expedito (cont.): 
 
69 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Método expedito (cont.): 
 
70 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Método expedito (cont.): 
 
71 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Método expedito (cont.): 
 
(VILLIBOR; NOGAMI, 2009) 
72 
5 Classificação MCT (cont.) 
(VILLIBOR; NOGAMI, 2009) 
73 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Método expedito (cont.): 
 
(VILLIBOR; NOGAMI, 2009) 
74 
(VILLIBOR; NOGAMI, 2009) 
75 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Exercício 3: Com os dados 
apresentados a seguir, classifique os 
solos conforme Classificação MCT. Em 
seguida, responda qual deles teria 
potencial aplicação em: 
a) Camada de pavimento; 
b) Proteção contra erosão; 
c) Barreira impermeável. 
76 
5 Classificação MCT (cont.) 
 Exercício 3 (cont.): 
Solo Cd (mm) P (mm) 
A 1,5 1,0 
B 0,7 1,8 
C 0,2 4,5