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3 � Classificação dos solos 3.1- Objetivos Grande diversidade do comportamento mecânico dos solos ⇓ ⇓ Necessidade de criar “grupos de solos” de comportamentos mecânicos supostamente similares ⇓ Como? 3 � Classificação dos solos 3.1- Objetivos Grande diversidade do comportamento mecânico dos solos ⇓ Necessidade de criar “grupos de solos” de comportamentos mecânicos supostamente similares ⇓ Critérios para a determinação dos “grupos de solos” ⇓ sistemas de classificação de interesse para a engenharia → Sistemas de classificação: dão uma designação básica do “tipo de solo” de acordo com algumas características de interesse do sistema. ⇒ o tipo de classificação depende da finalidade/região do estudo do solo. Objetivos da classificação dos solos: - entendimento por parte da comunidade geotécnica do tipo de solo quando este é citado ⇒ “enquadramento” inicial do material para os etapas posteriores do trabalho; - estimar (! ! !) o provável comportamento do solo de acordo com o grupo no qual o solo foi classificado (para orientar os estudos e as investigações geotécnicas específicas);investigações geotécnicas específicas); PERIGO: adoção, a partir da classificação, de parâmetros de resistência, de compressibillidade ou de permeabilidade inadequados . - especificação de materiais (ex: aterro de barragens e pavimentos) - histórico de experiências separadas de acordo com o tipo de solo (ex: bom desempenho de um tipo de solução de engenharia para um determinado tipo de solo). 3.2 – Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS) → Utilizado, principalmente, para material de aterro em barragens de terra. → Os solos são classificados segundo: Curva granulométrica Limites de Atterberg e são identificados por 2 letras sendo: G: pedregulho S: areia M: silte C: argila Exemplos: - GW: pedregulho bem graduado - CH: argila de alta plasticidade - SC: areia argilosa C: argila O: orgânico W: bem graduado P: mal graduado H: alta plasticidade L: baixa plasticidade Pt: turfa solos granulares solos finos Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS) (solos de G: pedregulho S: areia M: silte C: argila O: orgânico W: bem graduado P: mal graduado 0,075mm (solos de granulação grossa) (solos de granulação fina) H: alta plasticidade L: baixa plasticidade Pt: turfa carta de plasticidade fração tamanho do diâmetro Pedregulho de 2mm a 6cm Areia grossa de 0,6mm a 2,0mm fração grossa do solo Areia grossa de 0,6mm a 2,0mm Areia média de 0,2mm a 0,6mm Areia Fina de 0,06mm a 0,2mm Silte de 0,002mm a 0,06mm Argila inferior a 0,002mm fração fina do solo (D<0,075mm) do solo (D>0,075mm: retido na #200) Carta de Plasticidade (Casagrande) 4 7 M: silte C: argila O: orgânico H: alta plasticidade L: baixa plasticidade Pt: turfa IP=0,73(LL-20) (50, 21,9) - Abaixo da linha A: M ou O? Os solos orgânicos (O) se distinguem dos siltes (M) pela coloração escura (marrom escuro, cinza escuro ou preto) - Próximo a linha A ou B deve-se usar duas classificações - ex: CL-CH, SC-SM - Sobre a faixa indicada de IP=4 a 7 deve-se usar duas classificações: CL-ML - Quando é turfa (Pt)? Solos muito orgânicos onde predomina fibras vegetais (galhos e folhas) em decomposição. 4 7 Propriedades esperadas dos grupos de solos classificados pelo SUCS Permeável kN/m3 Pastore e Fontes, 1998 (ABGE)Peso específico seco máximo 10 60 D DCNU = Fina Média Grossa 17 24 16 Composição Granulométrica ( % ) ( Escala ABNT ) 02815 PedregulhoAreiaSilteArgila 6010 2 30 . )( DD DCC = LL = 35 LP = 20 3.3 – Sistema Rodoviário de Classificação dos Solos → Highway Research Board (HRB), EUA → Utilizado na engenharia rodoviária: pavimentos → Os solos são classificados segundo: Curva granulométrica Limites de Atterberg (solos de granulação grossa) Neste caso, os finos definem a característica secundária em função de LL e LP. - - Sistema Rodoviário de Classificação dos Solos grossa) (solos de granulação fina) 45° A-1 : solos grossos A-3: areias finas A-2: areias em que os finos definem a característica secundária A-4, A-5, A-6 e A-7: solos finos Sistema Rodoviário de Classificação dos Solos R (Caputo, 1983) SL RSL B A R → São verificadas algumas discrepâncias entre as classificações clássicas (SUCS e da HRB) e o comportamento de alguns solos brasileiros. ⇒ para alguns solos brasileiros (residuais e lateríticos) o uso de LL e LP não refletem o comportamento do solo. Solo laterítico: resultante de processo de laterização onde há um enriquecimento no solo de óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio e a permanência da caulinita como argilomineral 3.4 – Sistemas de classificação regionais óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio e a permanência da caulinita como argilomineral predominante e quase exclusivo (coloração típica: vermelho, amarelo, marrom e alaranjado). → Sistema proposto para solos tropicais: Sistema MCT (Nogami e Vilibor, 1981 - brasileiros): consideram características de solos tropicais → baseia-se em ensaios de compactação (LIMITAÇÃO: O sistema é relacionado a propriedades de solos compactados). O MCT é voltado para a prática rodoviária e baseou-se nos solos de SP. Sistema MCT (Nogami e Vilibor, 1981) •LG’: argilas lateríticas e argilas lateríticas arenosas; •LA’: areias argilosas lateríticas; •LA: areias com pouca argila laterítica; •NG’: argilas, argilas siltosas e argilas arenosas não-lateríticas; •NS’: siltes cauliníticos e parâmetros obtidos por ensaios de compactação •NS’: siltes cauliníticos e micáceos, siltes arenosos e siltes argiloso não-lateríticos; •NA’: areias siltosas e areias argilosas não- lateríticas; •NA: areias siltosas com siltes quartzosos e siltes argilosos não-lateríticos Sistema MCT (Nogami e Vilibor, 1981) RP SL A Aplicação em obras rodoviárias Pastore e Fontes, 1998 (ABGE) SL RSL B A R 3.5 – Sistemas de classificação baseados na origem dos solos De acordo com a origem do solo e o perfil de intemperismo: Solos residuais: (resultantes da decomposição da rocha matriz e se encontra no próprio local em que se formou): ▪ residual maduro (perdeu a estrutura da rocha matriz ; relativamente homogêneo) ▪ residual jovem (mantém estruturas da rocha matriz ; solo saprolítico; solo de residual maduro residual jovem coluvionar perfil de intemperismo p e r f i l d e i n t e m p e r i s m o alteração de rocha) Rocha: ▪ rocha alterada (a alteração progrediu ao longo das fraturas ou zonas de menor resistência; blocos de rocha intactos) ▪ rocha sã residual jovem rocha alterada rocha sã Solos transportados: ▪ solos coluvionares (pela gravidade) ▪ solos aluvionares (pelo rio) ▪ solos eólicos (pelo vento) p e r f i l d e Solos orgânicos: Contém grande quantidade de material decorrente da decomposição vegetal e/ou animal: → cor escura → odor característico → elevado e → são problemáticos por serem muito compressíveis → encontrados no Brasil nos depósitos litorâneos e várzea de rios Turfas: Contém grande concentração de caules e folhas em processo incipiente de decomposição.Contém grande concentração de caules e folhas em processo incipiente de decomposição. → muito permeáveis Solos lateríticos: Contém fração argila constituída predominantemente por caulinita e elevada concentração de ferro e alumínio. → cor vermelha → no estado natural: não saturado, elevado e, baixa capacidade de suporte → compactado:elevada capacidade de suporte; muito bom para aterros e pavimentos Exercício Determine os parâmetros de caracterização IP, Índice de Atividade, CNU, CC, indique a composição em termos das frações granulométricas (argila, silte, areia e pedregulho) de acordo com a Norma NBR6502/1995 e classifique os solos abaixo pelo Sistema Unificado (SUCS) e indique as propriedades esperadas. As curvas granulométricas são apresentadas nas páginas seguintes Origem e local Massa Específica dos Grãos (g/cm3) Teor de Matéria Orgânica (%) Limite de Plasticidade (%) Limite de Liquidez (%) Composição mineralógica geral Solo de alteração de Solo de alteração de rocha ácida, Serra do Mar (Curva1) 2,689 0,29 29 47 Quartzo, mica, caulinita e ilita. Areia com Pedregulhos de Deposição Fluvial (Rio Iguaçu, Curitiba) 2,679 0,12 NP NP Quartzo, caulinita, gibsita, goethita. Areia cinza da Baixada de Jacarepaguá, RJ -curva em separado 2,601 0,73 NP NP Quartzo com traços de feldspato. Solo residual do Morro da Glória, Angra dos Reis, RJ 2,687 59 26 Exercício Exercício Areia cinza da baixada de Jacarepaguá, RJ (considere a linha com símbolos circulares) Exercício Solo do Morro da Glória, Angra dos Reis, RJ Exercício - Formulário IP = LL – LP 10 60 D DCNU = 6010 2 30 . )( DD DCC = Índice de atividade da argila: ___________________________Índice de plasticidade (IP)Índice de atividade da argila: ___________________________Índice de plasticidade (IP) fração argila (% < 0,002mm) fração tamanho do diâmetro Pedregulho de 2mm a 6cm Areia grossa de 0,6mm a 2,0mm Areia média de 0,2mm a 0,6mm Areia Fina de 0,06mm a 0,2mm Silte de 0,002mm a 0,06mm Argila inferior a 0,002mm Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS) (solos de G: pedregulho S: areia M: silte C: argila O: orgânico W: bem graduado P: mal graduado 0,075mm Exercício (solos de granulação grossa) (solos de granulação fina) H: alta plasticidade L: baixa plasticidade Pt: turfa carta de plasticidade Classifique os solos do exercício anterior de acordo com o “Sistema Rodoviário de Classificação dos Solos”. Exercício
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