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Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 AULA 06 – CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS MECÂNICA DOS SOLOS PROF. RAFAELA BALDI FERNANDES rafaelacivil@yahoo.com.br Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 • Introdução • Classificação textural • SUCS (sistema unificado de classificação dos solos) • HBR • MCT • Tátil Visual 1 Tópicos Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 2 Introdução • Classificar: necessário devido a infinidade de solos que existem na natureza • Indicação das características geotécnicas comuns de um determinado grupo de solos a partir de ensaios simples de identificação • Necessário base de dados confiáveis Base de estudo • Sistema de Classificação Textural • Sistema Unificado de Classificação dos Solos • Sistema H.R.B. • Sistema de Classificação dos Solos Tropicais (MCT) • Classificação Táctil e Visual Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 3 Classificação Textural • Utiliza-se da curva granulométrica: define a distribuição do tamanho das partículas do solo em função da escala do posicionamento dos quatro grupos, que são os pedregulhos, areias, siltes e argilas. • Não há uma escala única, em face das divergências existentes, mas as diferenças entre elas não alteram, sensivelmente, o nome dado ao solo. • Determina-se as porcentagens de cada fração do solo, que será adjetivado pela fração imediatamente abaixo, em termos percentuais. • Se duas frações, não predominantes, se equivalerem em termos percentuais, o nome do solo continua ser o da fração predominante adjetivado pelas duas outras. Por exemplo, se as frações silte e argila se equivalessem, com leve predominância da fração silte, o solo passa a receber o seguinte nome: silte argiloso. A cor do solo quando seco, e a compacidade das areias ou a consistência das argilas, são duas informações que normalmente acompanham a classificação textural. Ex: argila arenosa, de cor vermelha e consistência mole areia argilosa, fina, de cor amarela-vermelha, medianamente compacta Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 4 Classificação Textural Areias As areias são solos cujas propriedades dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos minerais de diâmetro máximo superior a 0,05mm e inferior a 4,8mm. São caracterizados pela sua textura, compacidade e forma dos grãos. Quanto à textura, a areia pode ser: grossa: grãos diâmetro máximo entre entre 2,00mm e 4,80mm média: grãos diâmetro máximo entre 0,42mm e 2,00mm fina: grãos diâmetro máximo entre 0,05mm e 0,42mm Quanto à compacidade, a areia pode ser: ((ver SPT) fofa (pouco compactada) medianamente compacta compacta Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 5 Classificação Textural Argilas • Apresentam características marcantes de plasticidade; quando úmido, molda-se facilmente em diferentes formas; quando seco, apresenta coesão bastante para constituir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos. • Propriedades dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos minerais de diâmetro máximo inferior a 0,005mm. São caracterizados pela sua plasticidade, textura e consistência em seu estado e umidade naturais. Quanto à textura, são identificadas quantitativamente pela sua distribuição granulométrica. Quanto à consistência, podem ser subdivididas em: ((Ver SPT)) muito moles (vazas) moles médias rijas duras Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 6 Classificação Textural Argilas Os três grupos principais de minerais argílicos são as caolinitas, ilitas e montmorilonitas (expansivas!!) As bentonitas são argilas muito finas, formadas, em sua maioria, pela alteração física de cinzas vulcânicas - Descoberta em 1888, em Fort Benton (EUA) - Predomina a montmorilonita, o que explica a sua tendência ao inchamento. - Injeções de bentonita são usadas para vedação em barragens e escavações. Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 7 Classificação Textural Pedregulhos e siltes Pedregulhos Os pedregulhos são solos cujas propriedades dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos minerais de diâmetro máximo superior a 4,8mm e inferior a 76mm. São caracterizados pela sua textura, compacidade e forma dos grãos. (similar a areia) Siltes Os siltes são solos que apresentam apenas a coesão necessária para formar, quando seco, torrões facilmente desagregáveis pela pressão dos dedos. Suas propriedades dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos minerais de diâmetro máximo superior a 0,005mm e inferior a 0,05mm. São caracterizados pela sua textura e compacidade. Outros -Matéria orgânica -Fragmentos de conchas, etc.. Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 8 Classificação Textural AREIAS ARGILAS Sem plasticidade Apresenta plasticidade Permeável Impermeável Poucas deformações Grandes deformações Índice de vazios médio a baixo Alto índice de vazios Não retém água Retém bastante água Baixa superfície específica Grande superfície específica Não se expande Pode ser expansiva Exemplo: Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 9 SUCS • Sistema Unificado de Classificação dos solos (ASTM), elaborado por Casagrande • Atualmente é largamente utilizado pelos geotécnicos que trabalham com barragens de terra e em obras de terraplanagem • Em linhas gerais, os solos são classificados, neste sistema, em três grandes grupos: a) Solos grossos: diâmetro maioria dos grãos é maior que 0,074mm (mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira n.200); Pedregulhos – areias – solos pedregulhosos ou arenosos com pouca quantidade de finos (silte e argila) b) Solos finos: diâmetro da maioria dos grãos é menor que 0,074mm; Siltes - argilas c) Turfas: solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis • Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 10 SUCS • Cada tipo de solo é simbolizados por um par de letras, onde o prefixo é uma das subdivisões ligada ao tipo de solo e o sufixo, às características granulométricas e a plasticidade. Desta forma, como primeira letra, pode-se ter: G ........................ Pedregulho (do inglês Gravel) S ..........................Areia (do inglês Sand) M .........................Silte (do sueco Mo) C .........................Argila (do inglês Clay) O .........................Solo orgânico (do inglês Organic) A segunda letra indica as características complementares do solo e W ........................ Bem graduado (do inglês Well graded) P ..........................Mal graduado (do inglês Poorly) H .........................Alta compressibilidade (do inglês High compressibility) L ..........................Baixa compressibilidade (do inglês Low compressibility) Pt .........................Turfas (do inglês Organic) Exemplos: CL – solo argiloso de baixa compressibilidade SM – solo argiloso com certa quantidade de siltes (finos não plásticos) Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 11 SUCS Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 12 SUCS Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 13 SUCS Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 14 H.B.R • HBR (Highway Research Board) OU AASHO (American Association State Highway Officials) • Classificação fundamenta-sena granulometria, limite de liquidez e índice de plasticidade dos solos, sendo proposta para ser utilizada na área de estradas • Dados tabelados por grupos e subgrupos • Esse sistema de classificação se diferencia da classificação unificada em três pontos: • Considera a diferença entre solos granulares e finos a partir de 35% de percentual passante na peneira 200 • Considera os percentuais passantes das peneiras no 10 e no 40 • Não oferece parâmetros qualitativos de graduação e compressibilidade Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 15 H.B.R • Índice de grupo (IG) : número inteiro variando de 0 a 20, define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento. • Solos ótimos para IG = 0 e solos péssimos para IG = 20. IG = 0,2 . a + 0,005 . a . c + 0,01 . b . D a = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 35%. Se o valor de “a” for negativo, adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo: a = Pp,200 - 35% (0 - 40) b = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 15%. %. Se o valor de “b” for negativo, adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo: b = Pp,200 - 15% (0 - 40) c = valor do limite de liquidez menos 40%. Se o valor de “c” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo: c = LL - 40% (0 - 20) d = valor do índice de plasticidade menos 10%. Se o valor de “d” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo: d = IP - 10% (0 - 20) Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 16 H.B.R Neste sistema, os solos com menos de 35% passando na peneira 200 (solos grossos ou granulares) são divididos nos grupos A-1a, A-1b, A- 2 e A-3. Os solos com percentual mínimo passante na peneira 200 igual a 35% (solos finos) são classificados em A-4, A-5, A-6 e A-7, sendo: A-1a – solos grossos, com menos de 50% passando na peneira no 10 (2,0mm), menos de 30% passando na peneira de no 40 (0,42mm) e menos de 15% passando na peneira 200. O IP dos finos deve ser menor do que 6. Correspondem aproximadamente aos pedregulhos bem graduados, GW, do Sistema Unificado. Predominam fragmentos de pedra ou pedregulho com ou sem ligante, bem graduado de material fino A-1b – solos grossos, com menos de 50% passando na peneira no 40 e menos de 25% na peneira 200, também com IP menor que 6. Corresponde à areia bem graduada, SW, do Sistema Unificado. Predomina areia média, com ou sem ligante, bem graduado Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 17 H.B.R A-2 – são areias em que os finos presentes constituem a característica secundária. São subdivididos em A-2-4, A-2-5, A-2-6 e A-2-7, em função dos índices de consistência. Os solos finos, a exemplo do Sistema Unificado, são subdivididos só em função dos índices. O que distingue um solo A-4 de um solo A-2-4 é apenas a porcentagem de finos. São semelhantes aos solos A-1, porém menos graduados, ou são mais susceptíveis às variações de volume decorrentes de mudanças no teor de umidade A-2-4 e A-2-5 – contêm vários materiais granulares, com 35% ou menos passando na peneira 200, e com uma parte mínima passando na peneira no 40, tendo características dos materiais dos solos A-4 (caso A-2-4) ou A-5 (caso A-2-5). Inclui também pedregulhos com porcentagem de silte ou índice de plasticidade acima dos limites dos solos A-1, e areia fina com silte não plástico em porcentagem acima dos limites dos solos A-3. A-2-6 e A-2-7 - contêm materiais semelhantes aos dos solos A-2-4 e A-2-5, exceto a percentagem passando na peneira no 40, que contém argila plástica, tendo as características dos solos A-6 (caso A-2-6) ou A-7 (caso A-2-7) Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 18 H.B.R A-3 – areias finas, com mais de 50% passando na peneira de no 40 e menos de 10% na peneira 200. São, portanto, areias finas mal graduadas, com IP nulo. Correspondem às SP do Sistema Unificado. São solos constituídos de areias e pedregulhos sem finos, capazes de cimentá-los. Areia fina de praia ou de deserto, sem material siltoso ou argiloso, inclui também areia fina mal graduada A-4 – solos formados por siltes e argilas com graus variáveis de plasticidade. Contém material siltoso não-plástico ou moderadamente plástico, geralmente com 75%, ou mais, passando na peneira 200. Pode conter eventualmente, misturas de material siltoso e mais de 64% de areia e pedregulho A-5 – contém material semelhante ao do solo A-4, sendo todavia, do tipo diatomáceo ou micáceo e podendo ser altamente plástico, como indica o seu alto índice de liquidez Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 19 H.B.R A-6 – contém argila, tendo normalmente 75% ou mais passando na peneira 200. Pode conter misturas de materiais argilosos e mais de 64% de areia e pedregulho. Materiais deste tipo de solo têm normalmente alta variação de volume entre os estados úmido e seco A-7 – contém material semelhante ao descrito para o solo A-6, tendo, entretanto, alto limite de liquidez, características dos solos A- 5, podendo ser elástico, bem como sofrer grande variação de volume A-7-5 – contém materiais com moderado índice de plasticidade em relação ao limite de liquidez e podendo ser altamente plástico, bem como sofrer grande variação de volume. A-7-6 – contém materiais com alto índice de plasticidade em relação ao limite de liquidez e sujeitos a excessivas variações de volume Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 20 H.B.R Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 21 M.C.T • Utilizado para solos tropicais, proposto por Nogami e Villibor (1981) • Divisão dos solos em lateríticos e não-lateríticos • A cada uma das regiões foi associado um símbolo, duas letras, onde a primeira letra “N” ou “L” indica o comportamento não laterítico ou laterítico do solo e a segunda A, A’, G’, S’ completam a classificação • No gráfico: solos coesivos estão localizados à direita e os não coesivos à esquerda. • O gráfico foi montado utilizando-se de variáveis extraídas dos resultados do ensaio de MiniMCV (Mini - Moisture Condition Value) de forma que todas as regiões tivessem a mesma área. Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 22 M.C.T Engenharia Civil – Mecânica dos Solos Aula 6 Prof°: Rafaela Baldí 2017/2 23 Classificação Tátil Visual �ensaio de dilatância �ensaio de plasticidade �determinação da resistência seca do solo �observações quanto à cor e cheiro (solos orgânicos)
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