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Prof. M.e Thiago Lopes dos Santos Mecânica dos Solos e Fundações Aula 5 Universidade Paulista Descrição do Curso Conteúdo Programático 5. Métodos de classificação dos solos 2 Prof. M.e Thiago Lopes dos Santos 2 1 – Introdução Objetivos da classificação dos solos: Estimar o comportamento do solo frente a diferentes solicitações; Orientar os programas de investigações para que eles consigam determinar os problemas e buscar soluções. Tipos de classificação: SUCS - SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS TRB - TRANSPORTATION RESEARCH BOARD MCT – MINIATURA COMPACTA TROPICAL PEDOLÓGICA 2 Classificação Unificada (SUCS) 2 Classificação Unificada (SUCS) Elaborada pelo prof. Casagrande (1942); 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. Tipo do solo G gravel (pedregulho) S sand (areia) M mo (silte em sueco) C clay (argila) O organic (material orgânicos) Pt Turfas Característica W well graded (bem graduado) P poorly graded (mal graduado) L low (baixa compressibilidade) H high (alta compressibilidade) 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos orgânicos e Turfas: Solos orgânicos (O): 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) 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; Tipo do solo G gravel (pedregulho) S sand (areia) M mo (silte em sueco) C clay (argila) O organic (material orgânicos) Característica W well graded (bem graduado) P poorly graded (mal graduado) L low (baixa compressibilidade) H high (alta compressibilidade) 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: - Mais de 12% passante na peneira n° 200: - Entre 5% e 12% passante na peneira n° 200: 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos granulares (Teor de finos < 5%): Deve-se verificar a graduação do solo, por meio do cálculo do Coeficiente de Uniformidade (Cu ou CNU), quando o Coeficiente de Curvatura for entre (1 e 3). - É necessário que o coeficiente de Curvatura (Cc) esteja entre 1 e 3; - O Pedregulho (G) é bem graduado (W) quando: Cu > 4; - A Areia (S) é bem graduada (W) quando: Cu > 6; - Do contrário pedregulhos e areias são classificados como mal graduados (P) 60 10 u D C D Cu > 15 Solo desuniforme Cu < 5 Solo uniforme 5 < Cu < 15 Solo medianamente uniforme 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 > 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. C M C M 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; SW-SC = Areia bem graduada, siltosa; GW-GM = Pedregulho bem graduado, siltoso. GP-GC = Pedregulho mal graduado, argiloso. 2 Classificação Unificada (SUCS) 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos de granulação (Teor de finos > 50%) (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 que deve ser verificada repetindo o ensaio; C M ou O M ou O C 2 Classificação Unificada (SUCS) Solos de granulação (Teor de finos > 50%) (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); 2 Classificação Unificada (SUCS) O quadro abaixo apresenta um esquema para classificar o solo pelo Sistema Rodoviário: 3 Sistema Rodoviário de Classificação 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; São Classificados em 7 grupos A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 e A-7 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 (A-1, A-2 e A-3); Solos finos = A partir de 35% passante na peneira #200 (A-4, A-5, A-6 e A-7). 3 Sistema Rodoviário de Classificação Os solos mais granulares são subdivididos em: 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 nº #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. 3 Sistema Rodoviário de Classificação Os solos mais finos, assim como na SUCS, são caracterizados com base nos índices de consistência: O quadro abaixo apresenta um esquema para classificar o solo pelo Sistema Rodoviário: 3 Sistema Rodoviário de Classificação 3 Sistema Rodoviário de Classificação 22 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 Avaliação da qualidade do subleito → Índice de grupo (IG) com os grupos e subgrupos do solo. Este índice vem entre parênteses após a designação do grupo e subgrupo. )10)(15(01,0)]40(005,02,0)[35(075.0075.0 IPPwPIG mmLmm - Se Eq. < 0 (valor negativo) IG = 0; - IG = número inteiro; - IG (A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 e A-3) = 0; - O IG dos A-2-6 e A-2-7 são calculados só com a segunda parcela da Equação. 3 Sistema Rodoviário de Classificação COMPARAÇÃO ENTRE TRB E SUCS 23 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 G = pedregulho W = bem graduado S = areia P = mal graduado M = silte H = alta compressibilidade C = argila L = baixa compressibilidade O = orgânico Pt = turfa COMPARAÇÃO ENTRE SUCS E TRB 24 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 25 G e o te c n ia I - Solos tropicais x Solos temperados -Limitações das classificações tradicionais: - Condições ambientais diferentes das encontradas no Brasil; - Podem classificar solos de gênese diferente como sendo pertencentes à mesma classe; - Limitações quanto à correlação entre as propriedades-índices 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical 26 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 - NOGAMI E VILLIBOR (1980) Comportamento peculiar dos solos tropicais Solos Tropicais Solos Lateríticos Solos Saprolíticos 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical 27 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 Ensaios de laboratório – - Método expedito (Método da Pastilha); - Compactação mini-MCV e Perda de massa por imersão 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical 28 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical 29 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 SOLO LATERÍTICO E SAPROLÍTICO Solo saprolítico Solo laterítico 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical 30 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 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. Compõe a camada superficial chamada de horizonte laterítico; - 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; - Quando compactado apresentam: elevada resistência, baixa permeabilidade e baixa deformabilidade. 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical 31 G e o te c n ia I - 2 0 1 2 SOLO SAPROLÍTICO -rocha Resulta da decomposição ou desagregação in situ da rocha mantendo ainda, de maneira nítida, a estrutura da que lhe deu origem; - Geralmente corresponde a camada mais profunda do perfil do solo tropical; -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. 4 CLASSIFICAÇÃO MCT – Miniatura, Compacto, Tropical Classifique todos os solos abaixo, de acordo com a SUCS e com o Sistema Rodoviário: EXERCÍCIO O quadro abaixo apresenta um esquema para classificar o solo pelo SUCS 2 Classificação Unificada (SUCS) Classificação Unificada (SUCS) Solos de granulação (Teor de finos > 50%) (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; O quadro abaixo apresenta um esquema para classificar o solo pelo Sistema Rodoviário: Sistema Rodoviário de Classificação Curvas granulométricas de cada solo: EXERCÍCIO Peneira #40 Peneira #10 EXERCÍCIO Prof. M.e Thiago Lopes dos Santos Mecânica dos Solos e Fundações Universidade Paulista
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