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AULA 05 – CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Victor S. Terra Mecânica Dos Solos I 2° Semestre/ 2016 Material de apoio Curso básico de mecânica dos solos (Carlos Souza Pinto, Oficina de Textos, 2006); 1 – Introdução Objetivos da classificação dos solos: Estimar o comportamento do solo frente a diferentes solicitações; Orientar o programa de investigação necessário para determinado problema. 1 – Introdução Tipos de classificação: Quanto à origem; Quanto ao grau de intemperismo; Quanto ao comportamento dos argilominerais; Quanto à estrutura; etc. 2 Classificação Unificada (SUCS) Elaborada pelo prof. Casagrande; Desenvolvida inicialmente para obras de aeroportos; Expandida para vários outros tipos de obras, e bastante utilizada atualmente para obras de barragens de terra; Os solos são classificados pelo conjunto de duas letras, apresentadas no quadro ao lado; Exemplos: SW = Areia bem graduada; CH = Argila de alta compressibilidade. Terminologia do Sistema Unificado (Pinto, 2006). 2 Classificação Unificada (SUCS) As 5 letras superiores (G, S, M, C e O) indicam o tipo de solo predominante; As 4 letras inferiores (W, P, H e L) correspondem à dados complementares do solo; O primeiro aspecto a se considerar nessa classificação é o teor de finos: Teor de finos = concentração de material passado na peneira n° 200 (0,075 mm). Materiais com menos de 50% de finos: G ou S; Materiais com mais de 50% de finos: M, C ou O; Terminologia do Sistema Unificado (Pinto, 2006). 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos granulares (Teor de finos < 50%): Classificação principal: Pedregulho ou areia (depende de qual das frações predominar); Característica secundária: Depende da quantidade de material passante na peneira n° 200: - Menos de 5% passante na peneira n° 200: Deve-se verificar a graduação do solo, por meio do cálculo do Coeficiente de Uniformidade (Cu ou CNU); Exemplo de solo bem graduado e mal graduado (Pinto, 2006). 60 10 u D C D Cu < 5 Solo uniforme (mal graduado) 5 < Cu < 15 Solo medianamente uniforme Cu > 15 Solo desuniforme (bem graduado) 2 Classificação Unificada Areias com diferentes coeficientes de curvatura (Pinto, 2006). Solos granulares (Teor de finos < 50%): - Coef. De Curvatura (Cc): Tão usado como o Cu: - Cu ou CNU: Indica a amplitude dos tamanhos dos grãos; - Cc: Indica o formato da curva granulométrica e permite encontrar eventuais descontinuidades. 2 30 10 60 C D C D D Cc = 1 a 3 solo bem graduado 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos granulares (Teor de finos < 5%): Define-se que: - O Pedregulho é bem graduado quando: Cu > 4; - A Areia é bem graduada quando: Cu > 6; - Além disso, é necessário que para ambos o coeficiente de Curvatura (Cc) esteja entre 1 e 3; - Do contrário pedregulhos e areias são classificados como mal graduados. 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos granulares (Teor de finos > 12%): Nesses solos a uniformidade da curva granulométrica deixa de ser uma característica importante, uma vez que os finos passam a governar o comportamento dos solos; Pedregulhos e areias passam a ser classificados secundariamente como siltosos (GM ou SM) ou argilosos (GC ou SC); Esta classificação é definida de acordo com o posicionamento dos índices de consistência do solo na carta de plasticidade Carta de plasticidade. 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos granulares (Teor de finos entre 5% e 12%): Nesses caso, o Sistema Unificado recomenda utilizar ambas as características secundárias na classificação; Por exemplo: SP-SC = Areia mal graduada, argilosa; GW-GM = Pedregulho bem graduado, siltoso. 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos de granulação fina (Siltes e Argilas): O solo é classificado como Silte (M), Argila (C) ou Orgânico (O) em função dos índices de consistência (IP e LL), por meio da carta de plasticidade; Solos argilosos: são posicionados acima da Linha A, que é definida pela equação: Solos orgânicos (ainda que argilosos) e siltosos são posicionados abaixo da Linha A; No seu trecho inicial, a Linha A é substituída por uma faixa de IP de 4 a 7; Carta de plasticidade. 0,73 (LL 20)IP 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos de granulação fina (Siltes e Argilas): Característica secundária: compressibilidade; Quanto maior o LL de um solo, mais compressível é o mesmo; O Sistema Unificado classifica-se secundariamente como solo de alta compressibilidade (H) ou baixa compressibilidade (L), em função do LL ser maior ou menor que 50% (definido pela Linha B); Carta de plasticidade. 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos orgânicos e Turfas: Solos orgânicos: Diferenciados dos siltes pelo seu aspecto visual, que se apresentam por uma coloração escura típica (marrom escuro, cinza escuro ou preto) e das argilas pelo seu odor; As turfas (Pt) são solos muito orgânicos, com alta quantidade de fibras vegetais em decomposição. 2 Classificação Unificada (SUCS) O quadro abaixo apresenta um esquema para classificar o solo pelo Sistema Unificado: 3 Sistema Rodoviário de Classificação Muito empregada na engenharia rodoviária em todo o mundo, foi criado nos Estados Unidos; Assim como na SUCS, os solos são classificados por meio da curva granulométrica e dos limites de Atterberg; Também se inicia a classificação avaliando a porcentagem de material passante na peneira n° 200; Solos de granulação grosseira = Possuem menos de 35% dos grãos passantes na peneira 200; Solos finos = A partir de 35% passante na peneira #200. 3 Sistema Rodoviário de Classificação Os solos mais granulares são subdivididos em: Grupo Característica A-1-a Solos grossos, com menos de 35% passando na peneira n° 10 (2,0 mm), menos de 30% passando na peneira n°40 (0,42 mm) e menos de 15% passando na #200. O IP dos finos deve ser menor do que 6. Correspondem, aproximadamente, aos solos GW da SUCS. A-1-b Solos grossos, com menos de 50% passando na #40 e menos de 25% passando na #200, também com IP inferior a 6. Corresponde ao solo SW da SUCS. A-3 Areias finas, com mais de 50% de material passando na #40 e menos de 10% passando na #200, com IP nulo. Normalmente são areias mal graduadas (SP) na SUCS. A-2 Areias onde os finos presentes são características secundárias. Subdividido em A-2-4, A-2-5, A-2-6, e A-2-7, em função dos índices de consistência, conforme a figura ao lado. 3 Sistema Rodoviário de Classificação Os solos mais finos, assim como na SUCS, são caracterizados com base nos índices de consistência: O que diferencia um solo A4 do A-2-4 é o teor de finos. O quadro abaixo apresenta um esquema para classificar o solo pelo Sistema Rodoviário: 3 Sistema Rodoviário de Classificação 3 Sistema Rodoviário de Classificação Classifique todos os solos abaixo, de acordo com a SUCS e com o Sistema Rodoviário: 4 EXERCÍCIO Curvas granulométricas de cada solo: 4 EXERCÍCIO
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