AULA 8 Classificação dos Solos

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Classificação 
dos Solos
Aracaju-SE
Disciplina: Mecânica dos Solos 
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Introdução
 Um sistema de classificação dos solos deve agrupar os solos de acordo com suas propriedades intrínsecas básicas. 
 Do ponto de vista da engenharia, um sistema de classificação pode ser baseado no potencial de um determinado solo para uso em bases de pavimentos, fundações, ou como material de construção, por exemplo. 
 Devido à natureza extremamente variável do solo, contudo, é inevitável que, em qualquer classificação, ocorram casos onde é difícil se enquadrar o solo em uma determinada e única categoria. Sempre vão existir casos em que um determinado solo poderá ser classificado como pertencente a dois ou mais grupos.
 
Do mesmo modo, o mesmo solo pode mesmo ser colocado em grupos que pareçam radicalmente diferentes, em diferentes sistemas de classificação.
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 Um sistema de classificação deve ser tomado como um guia preliminar para a previsão do comportamento de engenharia do solo, a qual não pode ser realizada utilizando-se somente sistemas de classificação. 
 Testes para avaliação de importantes características do solo devem sempre ser realizados, levando-se sempre em consideração o uso do solo na obra, já que diferentes propriedades governam o comportamento do solo a depender de sua finalidade. 
Assim, deve-se usar um sistema de classificação do solo, dentre outras coisas, para se obter os dados necessários ao direcionamento de uma investigação mais minuciosa, quer seja na engenharia, geoquímica, geologia ou outros ramos da ciência.
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Classificação pela NBR 6502
esta classificação designa os solos de acordo com as suas frações granulométricas preponderantes, utilizando a curva granulométrica
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Sistemas de Classificação dos Solos:
o Sistema Unificado de Classificação do Solos - SUCS 
 ou “Unified Soil Classification System”- USCS, 
 também chamado de Sistema Unificado de Classificação (“Unified Classification System” - USC ); 
o Sistema de Classificação dos Solos HRB (Highway Research Board). 
Também chamada BPR (Bureu of Public Roads) 
 ou ainda PRA (Public Road Admistration), proposto pela AASHTO (“American Association of State Highway and Transportation Officials”). 
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 Este sistema de classificação foi desenvolvido pelo professor A. Casagrande. 
A idéia básica do Sistema Unificado de Classificação dos solos é que:
 os solos grossos podem ser classificados de acordo com a sua curva granulométrica,
 o comportamento de engenharia dos solos finos está intimamente relacionado com a sua plasticidade. 
 Em outras palavras, os solos nos quais a fração fina não existe em quantidade suficiente para afetar o seu comportamento são classificados de acordo com a sua curva granulométrica, enquanto que os solos nos quais o comportamento de engenharia é controlado pelas suas frações finas (silte e argila), são classificados de acordo com as suas características de plasticidade.
Classificação do solo segundo o USC
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A classificação é realizada com base na fração de solo que passa na peneira no. 200 (0,074mm):
 P200 = x% (leia-se, porcentagem que passa na peneira 200) 
De um modo geral, esse sistema classifica os solos em:
 Solos Grossos: são aqueles cujo diâmetro da maioria absoluta dos grãos é maior que 0,074 mm (mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira no. 200). 
 P200 < 50%
 Solos Finos: são aqueles cujo diâmetro da maioria absoluta dos grãos é menor que 0,074 mm. Dentre os solos finos há ainda os solos orgânicos, identificados visualmente.
 P200 > 50%
 Turfas: são os solos altamente orgânicos, geralmente fibrosos, de grande maioria de matéria orgânica, combustíveis quando secos e extremamente compressíveis.
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Exemplos: GC, SM, CL, ML.
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Solos Finos
Os solos finos são classificados como argila e silte. 
A classificação dos solos finos é realizada tomando-se como base apenas os limites de plasticidade e liquidez do solo, plotados na forma do Gráfico de Plasticidade de Casagrande.
Em outras palavras, o conhecimento da curva granulométrica de solos possuindo mais do que 50% de material passando na peneira 200, pouco ou muito pouco acrescenta acerca das expectativas sobre suas propriedades de engenharia.
P200 > 50%
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Os solos finos são divididos em três subgrupos designados da seguinte maneira:
 	Argilas: CL, CH.
 Siltes: ML, MH.
 Solos orgânicos: OL, OH. 
Linha B
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inorgânicas
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OBS.: Onde há “cascalho”, leia “pedregulho”.
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Significado dos Grupos
GRUPO CL E CH
Os solos classificados como CL são aqueles que têm a sua representação no gráfico de plasticidade acima da linha A e à esquerda da linha B e têm também um IP > 7%. O grupo CH possui a sua representação no gráfico de plasticidade acima da linha A e à direita da linha B LL > 50%). 
CL - argilas inorgânicas de baixa e média plasticidade; argilas com (muito) pedregulho; argilas arenosas; argilas siltosas; argilas magras. 
CH - argilas inorgânicas de alta plasticidade; argilas gordas.
GRUPO ML E MH
Os solos classificados como ML são aqueles que têm a sua representação no gráfico de plasticidade abaixo da linha A e à esquerda da linha B e têm também um IP < 4%. O grupo MH possui a sua representação no gráfico de plasticidade abaixo da linha A e à direita da linha B (LL > 50%).
ML - siltes inorgânicos (de baixa compressibilidade); areias muito finas; alteração de rocha; areias finas siltosas ou argilosas com pequena plasticidade. 
MH - siltes inorgânicos (de alta compressibilidade); siltes inorgânicos micáceos ou diatomáceos; finos arenosos ou solos siltosos; siltes elásticos. 
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GRUPO OL E OH 
Os solos são classificados como OL e OH utilizando-se os mesmos critérios definidos para os subgrupos ML e MH. A presença de matéria orgânica é geralmente identificada visualmente e pelo seu odor característico. 
OL - siltes orgânicos; siltes argilosos de baixa plasticidade.
OH - argilas orgânicas de média e alta plasticidade.
Em caso de dúvida a escolha entre os símbolos OL/ML ou OH/MH pode ser feita utilizando-se o seguinte critério: 
 Se LLS/LLN < 0,75 então o solo é orgânico, senão é inorgânico. 
Os símbolos LLS e LLN correspondem a limites de liquidez determinados em amostras que foram secas em estufa e ao ar livre, respectivamente. 
Neste caso, a diferença entre os valores de LL se deve ao fato de que a amostra seca em estufa a 105ºC terá a sua matéria orgânica queimada, tendo em consequência o seu valor de LL reduzido.
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Observações: 
Solos cuja representação no gráfico de plasticidade se situe dentro da zona CL-ML devem ter nomenclatura dupla.
Solos cuja representação no gráfico de plasticidade se situe próximo à linha LL = 50 % devem ter nomenclatura dupla: (MH-ML ou CHCL).
Solos cuja representação no gráfico de plasticidade se situe próximo à linha A devem ter nomenclatura dupla: (MH-CH ou CL-ML).
As argilas inorgânicas de média plasticidade possuem LL entre 30 e 50%.
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Solos Grossos
Os solos grossos são divididos em duas classes: pedregulhos e areias. 
Pedregulhos - quando 50% da parte grossa é retida na peneira # 4 (4,8 mm). 
 P4 < 50%
Areias - quando 50% da parte grossa passa pela peneira # 4.
 P4 > 50%
Estes solos são divididos em quatro subgrupos designados da seguinte maneira:
Pedregulhos : GW, GC, GP e GM.
Areias : SW, SC, SP e SM.
P200 < 50%
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Significado dos Grupos
GRUPO GW e SW (material praticamente limpo de finos, bem graduado)
Formados por um solo bem graduado com poucos finos. A presença de finos nestes grupos não deve produzir efeitos apreciáveis nas propriedades da fração grossa. Para que o soloseja considerado bem graduado é necessário que seu coeficiente de uniformidade seja maior que 4, no caso de pedregulhos, ou maior que 6, no caso de areias, e que o seu coeficiente de curvatura esteja entre 1 e 3.
GW – pedregulhos bem graduados; misturas de areia e pedregulho com pouco ou nenhum fino.
SW – areias bem graduadas; areias com (muito) pedregulho, com pouco ou nenhum fino. 
GRUPO GP e SP (material praticamente limpo de finos, mal graduado)
Formados por solos mal graduados - curvas granulométricas uniformes ou abertas. Como os subgrupos SW e GW, possuem no máximo 5% de partículas finas, mas suas curvas granulométricas não completam os requisitos de graduação indicados para serem considerados como bem graduados. Dentro destes grupos estão compreendidos as areias uniformes das dunas e os solos possuindo duas frações granulométricas predominantes. 
GP – pedregulhos mal graduados; misturas de pedregulho e areia com pouco ou nenhum fino.
SP – areias mal graduadas; areias com (muito) pedregulho, com pouco ou nenhum fino. 
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GRUPO GM e SM / GC e SC
São classificados como pertencentes aos subgrupos GM e SM / GC e SC os solos grossos nos quais existe uma quantidade de finos suficiente para afetar as suas propriedades de engenharia: resistência ao cisalhamento, deformabilidade e permeabilidade. Convenciona-se a quantidade de finos necessária para que isto ocorra em 12%, embora se sabendo que a influência dos finos no comportamento de um solo depende não somente da sua quantidade, mas também da atividade do argilomineral preponderante. Para os solos grossos possuindo mais do que 12% de finos, deve-se realizar ensaios com vistas à determinação de seus limites de consistência LL e LP, utilizando-se para isto a fração de solo que passa na peneira #40. 
GM e SM (material com quantidades apreciáveis de finos não plásticos) - Para que o solo seja classificado como GM ou SM, a sua fração fina deve se situar abaixo da linha A da gráfico de plasticidade de Casagrande.
GM – pedregulhos siltosos; misturas de pedregulho, areia e silte mal graduados.
SM – areias siltosas; misturas mal graduadas de areia e silte. 
	
GC e SC (material com quantidades apreciáveis de finos plásticos) - Para que o solo seja classificado como GC ou SC, a fração fina deve possuir representação no gráfico de plasticidade acima da linha A. São os solos grossos possuindo mais que 12% de finos com comportamento predominante de argila.
GC – pedregulhos argilosos; misturas de pedregulho, areia e argila mal graduados.
SC – areias argilosas; misturas mal graduadas de areia e argila. 
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Observações: 
 Os solos grossos possuindo percentagens de finos entre 5% e 12% devem possuir nomenclaturas duplas, como GW-GM, SP-SC, etc., atribuídas de acordo com o especificado anteriormente. De uma forma geral, sempre que um material não se encontra claramente dentro de um grupo, devemos utilizar símbolos duplos, correspondentes a casos de fronteira.
Ex: GW-SW (material bem graduado com menos de 5% de finos e formado com fração de grossos com iguais proporções de pedregulho e areia) ou GM-GC (solos grossos com mais do que 12% de finos cuja representação no gráfico de plasticidade de Casagrande se situa muito próxima da linha A).
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Solos Pantanosos e Turfas
São solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.
As turfas são solos que incorporam florestas soterradas em estágio avançado de decomposição. Estes solos formam um grupo independente de símbolo –Pt - turfa, do inglês "peat". 
Na maioria dos solos turfosos os limites de consistência podem ser determinados após completo amolgamento do solo. O limite de liquidez destes solos varia entre 300 e 500% permanecendo a sua posição no gráfico de plasticidade notavelmente acima da linha A. O Índice de plasticidade destes solos normalmente se situa entre 100 e 200. 
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CLASSIFICAÇÃO DO SOLO SEGUNDO A HRB
O sistema classifica o solo em oito diferentes grupos: 
 A1 a A8 e inclui diversos subgrupos. 
 HRB = Highway Research Board
 Considera: granulometria, limite de liquidez, índice de plasticidade e índice de grupo
 Usado por engenheiros de estradas
 utilizada para os casos de aterros, subleitos, bases e sub-bases de pavimentos flexíveis
Solos Granulares – A1, A2 e A3
Solos Finos – A4, A5, A6, A7
Turfas – A8
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Solos Granulares 
 têm 35% ou menos dos grãos passando na peneira 200, ou seja:
 P200 <35%. 
São os grupos :A-1 (A-1-a, A-1-b)
 A-2 (A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7)
 A-3.
Os solos pertencentes ao grupo A1 são bem graduados.
Os solos pertencente ao grupo A3 são areias mal graduadas, sem presença de finos. 
Os materiais pertencentes ao grupo A2 apesar de granulares, possuem uma quantia significativa de finos.
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Solos Finos
são aqueles que têm mais de 35% dos grãos passando na peneira 200, ou seja:
 P200 >35%. 
São os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. 
São materiais silto-argilosos. 
A diferenciação entre os diversos grupos é realizada com base nos limites de Atterberg. 
Solos altamente orgânicos, incluindo-se aí a turfa, devem ser colocados no grupo A8. 
Como no caso do SUCS, a classificação dos solos A-8 é feita visualmente.
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Determinação do tipo de solo
são utilizados alguns parâmetros obtidos na análise granulométrica e nos ensaios de plasticidade. São eles:
 - P10, P40, P200 → porcentagens que passam nas peneiras nos. 10, 40 e 200. (Utilizar valores inteiros)
 - LL → limite de liquidez obtido no ensaio com amostra que passa na # no. 40. 
 - IP ­→ índice de plasticidade, obtido por IP = LL – LP. 
 - IG ­→ índice de grupo. 
Através da Tabela, da esquerda para a direita, encontrar o grupo correto por um processo de eliminação. 
O primeiro grupo à esquerda que atenda as exigências especificadas é a classificação correta da HRB. 
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Determinação do Índice de Grupo
O IG é utilizado para auxiliar na classificação do solo. 
Ele é baseado na performance de diversos solos, especialmente quando utilizados como subleitos. 
O IG é um número inteiro, variando de 0 a 20, definidor da “capacidade de suporte” do terreno de fundação de um pavimento.
A determinação do índice de grupo baseia-se nos limites de Atterberg do solo e na porcentagem do material fino que passa na peneira no. 200. 
O índice de grupo é determinado utilizando-se a equação abaixo:
IG = ( P200 - 35 ) [ 0,2 + 0,005 ( LL - 40 ) ] + 0.01 ( P200 - 15 ) ( IP - 10 )
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a = ( P200 - 35 ). O valor de a varia entre 0 e 40. 
 Se P200 é maior que 75, só se anotará 75  a = ( 75 - 35 ) = 40
 Se P200 é menor que 35  a = ( 35 - 35 ) = 0
b = ( P200 - 15 ). O valor de b varia entre 0 e 40.
 Se P200 é maior que 55, só se anotará 55  a = ( 55 - 15 ) = 40 
 Se P200 é menor que 15  a = ( 15 - 15 ) = 0
c = ( LL - 40 ). O valor de c varia entre 0 e 20.
 Se LL é maior que 60%, só se anotará 60%  c = ( 60 - 40 ) = 20
 Se LL é menor que 40%  c = ( 40 - 40 ) = 0.
d = ( IP - 10 ). O valor de d varia entre 0 e 20.
 Se IP é maior que 30%, só se anotará 30%  d = ( 30 - 10 ) = 20
 Se IP é menor que 10%  d = ( 10 - 10 ) = 0.
IG = 0,2 . a + 0,005 .a . c + 0,01 . b. d
Obs: Os valores de a,b,c e d deverão ser expressos em números inteiros e positivos. O valor de IG também deve ser expresso como um número inteiro e positivo.
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Característica de cada grupo
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