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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ-FEPI Curso de Engenharia Civil Alice Pereira Belline ANÁLISE DE PROCESSOS EROSIVOS NO LOTEAMENTO VISTA VERDE II ITAJUBÁ 2019 Alice Pereira Belline ANÁLISE DE PROCESSOS EROSIVOS NO LOTEAMENTO VISTA VERDE II Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário de Itajubá- FEPI com requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Me. Mario Vitor Pinheiro. ITAJUBÁ 2019 BELLINE, Alice Pereira Análise de processos erosivos no loteamento vista verde II em Piranguinho - mg. Alice Pereira Belline. Itajubá, 2019. p.69 Orientador: Prof. Me. Mario Vitor Pinheiro. Trabalho de conclusão de curso. Engenharia Civil. Centro Universitário de Itajubá- FEPI. 1. Erodibilidade. 2. Granulometria. 3. Limites de Consistência. 4. Erosão. I. PINHEIRO, Mario Vitor. II. FEPI – Centro Universitário de Itajubá. III. Análise de processos erosivos no loteamento vista verde II em Piranguinho - mg. AGRADECIMENTO Agradeço а minha mãе Marília Aparecida Pereira Belline, heroína qυе mе dеυ apoio, incentivo nаs horas difíceis, de desânimo е cansaço. Agradeço em especial meu Pai Ivan Braga Belline, pelo amparo e assistência na execução em parte dessa monografia, as minhas irmãs Larissa, Mayara e Yasmin que sempre torceram pelo meu sucesso, e ao meu namorado Renan pelo apoio que sempre ofereceu. Ao meu orientador Mário Vitor Pinheiro, pelo suporte e atenção no tempo que lhe coube. Agradeço também а todos os professores que me proporcionaram conhecimento, não apenas racional, mas também a manifestação do caráter e afetividade da educação no processo de formação, e também a todos que contribuíram direta ou indiretamente para a realização desse sonho. RESUMO A sociedade vem sofrendo pelo crescimento acelerado, e pouco planejado, gerando alguns impactos ambientais no meio ambiente. Decorrente desse fato, houve a preocupação com o tema, pois observa-se a necessidade de novas áreas para a construção de residências e indústrias. Através do conhecimento do solo de cada região, é possível combater os prováveis problemas decorrentes do crescimento urbano desordenado e sem planejamento, onde pode ser consequência de problemas antrópicos como desmatamento mal planejado, cortes em estradas e lixos presentes. Notar uma erosão não é fácil, pois as chuvas e enchentes tem uma grande variação, pois podem acontecer grandes perdas de solo em um pequeno espaço de tempo. Diante disso, essa monografia objetiva estudar o solo do Loteamento Vista Verde II, localizado na zona rural de Piranguinho – MG, propondo detectar se o mesmo possui erodibilidade, ou seja, se é suscetível a sofrer erosão. Para avaliação da forma indireta da erodibilidade dos solos em estudo, foi coletado quatro amostras deformadas no local, onde, foram levadas para o laboratório de solos da Fundação de Ensino e Pesquisa de Itajubá – FEPI, sendo realizados os ensaios de Granulometria e Limites de Consistência. Os ensaios foram realizados de acordo com as normas ABNT. Avaliando os resultados encontrados, obteve-se que as quatro amostras são suscetíveis a erosão. Desse modo, conclui-se que toda a área destinada ao crescimento de uma cidade, deve ter seu solo submetido a análise, para verificar essa possibilidade. Palavras-Chave: Erodibilidade. Granulometria. Limites de Consistência. Erosão. ABSTRACT Society has been suffering from accelerated growth, and little planned, generating some environmental impacts on the environment. As a result of this fact, there was concern about the theme, as there is a need for new areas for the construction of homes and industries. By knowing the soil of each region, it is possible to combat the probable problems arising from unorganized and unplanned urban growth, where it can be the result of anthropogenic problems such as poorly planned deforestation, roadblocks and garbage on the streets. Noting an erosion is not easy, because the rains and floods have a great variation, as large soil losses can occur in a short time. Given this, this monograph aims to study the soil of Loteamento Vista Verde II, located in the rural area of Piranguinho - MG, proposing to detect if it has erodibility, that is, if it is susceptible to erosion. To evaluate the indirect form of soil erodibility under study, four deformed samples were collected at the site, where they were taken to the soil laboratory of the Itajubá Teaching and Research Foundation - FEPI, and the Granulometry and Limits of Consistency tests were performed. . The tests were performed according to ABNT standards. Evaluating the results, it was found that the four samples are susceptible to erosion. Thus, it is concluded that all the area intended for the growth of a city, must have its soil submitted to analysis, to verify this posibility. Keywords: Erodibility. Granulometry. Limits of Consistency. Erosion. LISTA DE FIGURAS Figura 1 Erosão Laminar .................................................................................. 17 Figura 2 Erosão em ravinas ............................................................................. 18 Figura 3 Voçoroca ............................................................................................ 18 Figura 4 Erosão interna .................................................................................... 19 Figura 5 Loteamento ........................................................................................ 22 Figura 6 Aparelho com ranhura ........................................................................ 25 Figura 7 Método Rodoviário ............................................................................. 26 Figura 8 Método Unificado ............................................................................... 27 Figura 9 Classificação para o Sistema Unificado S.U.C. .................................. 27 Figura 10 Terminologia .................................................................................... 28 Figura 11 Pontos de coleta............................................................................... 29 Figura 12 Amostra para secagem .................................................................... 30 Figura 13 Peneiramento por #10 ...................................................................... 31 Figura 14 Estufa e modelo de pesagem ........................................................... 33 Figura 15 solo para LL e LP ............................................................................. 33 Figura 16 Amostra para peneiramento parcial ................................................. 34 Figura 17 Peneiramento material fino .............................................................. 35 Figura 18 Procedimento para LP ...................................................................... 36 Figura 19 Limite de plasticidade ....................................................................... 37 Figura 20 Ensaio para o Limite de Liquidez ..................................................... 39 Figura 21 Curva granulométrica ....................................................................... 44 Figura 22 Curva granulométrica solo 02 .......................................................... 46 Figura 23 Curva granulométrica 03 .................................................................. 48 Figura 24 Curva granulométrica 04 ..................................................................51 Figura 25 Gráfico do LL da Amostra 01 ........................................................... 56 Figura 26 Gráfico do LL da Amostra 02 ........................................................... 57 Figura 27 Gráfico do LL da Amostra 03 ........................................................... 57 Figura 28 Gráfico de LL da Amostra 04 ........................................................... 58 LISTA DE TABELA Tabela 1 Valores de referência de IP ............................................................... 26 Tabela 2 Material retido #10 ............................................................................. 32 Tabela 3 Material passante #10 ....................................................................... 32 Tabela 4 Peso seco passante da #10 .............................................................. 34 Tabela 5 Valores retidos das amostras ............................................................ 35 Tabela 6 Dados do Limite de Plasticidade ....................................................... 38 Tabela 7 Dados do Limite de Liquidez ............................................................. 40 Tabela 8 Umidade das Amostras pelo ensaio de granulometria ...................... 41 Tabela 9 Umidade higroscópica amostra 01 .................................................... 42 Tabela 10 Amostra 01 total seca ...................................................................... 42 Tabela 11 Peneiramento da amostra 01 total................................................... 43 Tabela 12 Peneiramento da amostra parcial do solo 01 .................................. 43 Tabela 13 Resumo da granulometria do solo 01 .............................................. 44 Tabela 14 Umidade higroscópica solo 02 ........................................................ 45 Tabela 15 Amostra total seca solo 02 .............................................................. 45 Tabela 16 Peneiramento da amostra total solo 02 ........................................... 45 Tabela 17 Peneiramento da amostra parcial solo 02 ....................................... 46 Tabela 18 Resumo da granulometria solo 02 ................................................... 47 Tabela 19 Umidade higroscópica solo 03 ........................................................ 47 Tabela 20 Amostra total seca solo 03 .............................................................. 47 Tabela 21 Peneiramento da amostra total solo 02 ........................................... 48 Tabela 22 Peneiramento da amostra parcial solo 03 ....................................... 48 Tabela 23 Resumo da granulometria solo 03 ................................................... 49 Tabela 24 Umidade higroscópica solo 04 ........................................................ 50 Tabela 25 Amostra total seca solo 04 .............................................................. 50 Tabela 26 Peneiramento da amostra total solo 04 ........................................... 50 Tabela 27 Peneiramento da amostra parcial solo 04 ....................................... 51 Tabela 28 Resumo da granulometria solo 04 ................................................... 52 Tabela 29 Valores retirados para obtenção do LP do solo P1 ......................... 53 Tabela 30 Valores retirados do cálculo do LP das amostras P2, P3 e P4 ....... 54 Tabela 31 Valores do LP .................................................................................. 54 Tabela 32 Umidade das amostras para obtenção do LL .................................. 55 Tabela 33 Valores de LL .................................................................................. 58 Tabela 34 Valores de IP ................................................................................... 59 Tabela 35 Classificação do solo ....................................................................... 60 Tabela 36 Classificação dos solos através de Autores .................................... 60 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .......................................................................................... 11 1.1. OBJETIVO GERAL ................................................................................ 12 1.1.1. Objetivo Específico.............................................................................. 12 1.2. JUSTIFICATIVA .................................................................................... 13 2. REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................ 14 2.1. Parcelamento do Solo e Ocupação Adequada ................................... 14 2.2. Processo Erosivo ................................................................................ 16 2.2.1. Erosão hídrica............................................................................... 17 2.2.2. Erosão superficial ......................................................................... 17 2.2.3. Erosão em ravinas ou sulcos ........................................................ 17 2.2.4. Voçorocas ..................................................................................... 18 2.2.5. Erosão interna (“piping”) ............................................................... 19 2.3 Erodibilidade ....................................................................................... 20 2.4. Análise de erodibilidade através de correlações com atributos geotécnicos dos solos .................................................................................. 20 3. METODOLOGIA ....................................................................................... 22 3.1. Análise granulométrica ........................................................................ 23 3.2. Limite de plasticidade .......................................................................... 24 3.3. Limite de Liquidez ............................................................................... 24 3.4. Índice de Plasticidade ............................................................................ 25 3.5. Classificação do solo ........................................................................... 26 4. ENSAIOS REALIZADOS ........................................................................... 29 4.1. Preparação das amostras para os ensaios de peneiramento e limites de consistência. ............................................................................................ 31 4.2. Análise Granulométrica por Peneiramento .......................................... 35 4.3. Limite de Plasticidade ......................................................................... 36 4.4. Limite de Liquidez ............................................................................... 39 5 RESULTADOS .......................................................................................... 41 5.1 Análise Granulométrica ....................................................................... 41 5.1.1. Granulometria amostra P1 ............................................................ 41 5.1.2. Granulometria da amostra P2 ....................................................... 45 5.1.3. Granulometria solo P3 .................................................................. 47 5.1.4. Granulometria da amostra P4 ....................................................... 50 5.2 Limite de Plasticidade ......................................................................... 52 5.3 Limite de Liquidez ............................................................................... 55 5.3.1. Limite de Liquidez para amostra P1 ............................................. 55 5.3.2. Limite de Liquidez das amostras P2, P3 e P4 .............................. 57 5.4 Índice de Plasticidade .........................................................................59 6 CLASSIFICAÇÃO DAS AMOSTRAS ........................................................ 60 7 CONCLUSÃO ........................................................................................... 62 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 63 11 1. INTRODUÇÃO O crescimento populacional dos centros urbanos é notado desde a revolução industrial aos dias atuais. Tal fenômeno tem ocorrido de maneira desordenada em muitas cidades brasileiras, e com isso há a ocupação de áreas não nobres. A ocupação dessas áreas é um fato que ocorre também na cidade de Piranguinho- MG. Quando não há planejamento para o uso e ocupação do solo especialmente em áreas montanhosas, junto com as propriedades climáticas da região, relevo e cobertura vegetal, pode causar a erosão. Entretanto, antes da determinação se o solo é suscetível a erodibilidade, é preciso conhecer as classes de erosão existentes, e suas respectivas causas. A água é o principal atuante, principalmente na região sul-mineira, caracterizada por possuir épocas de chuvas e regiões montanhosas. Apesar disso, além da água, há outros fatores que contribuem para o processo erodível acontecer. A ação antrópica é uma delas, pois em presença de cortes de estradas, remoção da cobertura vegetal, impermeabilização da superfície que, consequentemente, aumenta o escoamento superficial, acarreta ao surgimento de uma erosão de forma rápida e devastadora. Devido à preocupação que o tema abrange, torna-se de grande necessidade analisar o solo nas regiões íngremes e verificar se eles são passíveis de erodibilidade. Assim para uma melhor compreensão desse assunto, esse trabalho foi dividido em duas partes, sendo elas: Revisão bibiliografica sobre os tipos de erosão e erodibilidade, seguido de uma análise de um terreno com pequena inclinação e verificar se o mesmo é passível de erodibilidade. 12 1.1. OBJETIVO GERAL O objetivo dessa pesquisa é verificar se o solo do Loteamento Vista Verde é passível a erodibilidade. 1.1.1. Objetivo Específico Analisar através de ensaios em laboratório e classificar a suscetibilidade a erodibilidade no solo. 13 1.2. JUSTIFICATIVA Em paralelo à expansão urbanística, vimos a diferença de infraestrutura nos grandes centros, na qual, uma das causas deste problema é a mudança de uma gama de moradores da zona rural para urbana, na tentativa de melhoria de vida, além do crescimento natural da população. Decorrente da necessidade e falta de planejamento, criam-se loteamentos em áreas muitas vezes inapropriadas, gerando impacto ao meio ambiente e risco as residências e aos seus moradores. Devido à preocupação com esse fato, o presente trabalho pretende focar em um dos problemas ambientais que é gerado e conhecido como processo erosivo. Será desenvolvido na revisão bibliográfica as causas que levam a formação da erosão e as características do solo que podem gerar sua erodibilidade, e em conjunto, será realizada um levantamento de alguns ensaios utilizados para se verificar se o solo em questão tem a possibilidade de sofrer o mesmo. Com isso, será feita a análise do solo do Loteamento Vista Verde II, localizada em Piranguinho - MG, que é uma área destinada à construção de condomínio residencial unifamiliar, verificando se o mesmo pode sofrer a erodibilidade. 14 2. REFERENCIAL TEÓRICO Para um entendimento amplo do assunto, fez-se necessário abordar alguns conceitos sobre os tipos de erodibilidade. 2.1. Parcelamento do Solo e Ocupação Adequada O parcelamento do solo é um instrumento da política de desenvolvimento e expansão urbana municipal que está ligado ao Estatuto da Cidade (Lei 10.257/2001) e que segue as diretrizes da Lei 6.766 de 1979 e do Plano Diretor do município. Embora haja leis para auxiliarem na execução de parcelamentos novos, a ocupação inapropriada de áreas ocorre com em várias zonas do Brasil, decorrido do alto crescimento populacional, deslocamento dos moradores da zona rural, dentre outros fatores. A lei do Estatuto da Cidade ou Lei 10.257 de 2001 regulamenta os artigos 182 e 183 da Constituição Federal de 1988, instituindo diretrizes para o uso da propriedade urbana em função da coletividade, da segurança, do bem-estar da população e do equilíbrio do meio ambiente (BRASIL, 2001). A Lei 6.766 de 1979 possui informações de como implantar um projeto de parcelamento de solo deve ser realizado, definindo que tipo de parcelamento do solo será executado, seguindo os requisitos estabelecido nesta lei e nas estaduais e municipais. Conforme Thomas (2012) a palavra zoneamento passou a ser usado com a criação da Política Nacional de Meio Ambiente em 1981 e tornou oficial em 2002 pelo Decreto 4.297, quando passou a se chamar zoneamento ecológico- econômico. Segundo Moreira Junior (2010), em grandes cidades da para se observar o desequilíbrio dos bairros, onde em uns há uma boa infraestrutura e construções de padrão elevado, e outros com falta de disposições mínimas como por exemplo saneamento e iluminação, em alguns casos gerando danos ao meio ambiente. Para Esdras (2012) o motivo de muitas famílias não conseguirem uma moradia adequada faz com que elas se adequam em assentamentos sem 15 infraestrutura adequada e ocupem locais impróprios, gerando um dos grandes problemas enfrentados pelo governo, sendo que o número dessas famílias só aumenta, de acordo com dados da ONU (Organização das Nações Unidas). Portando essas ocupações em áreas sem estrutura podem gerar o surgimento de favelas que intensifica os processos de degradação ambiental e desvalorização da área. Segundo Mesquita et al. (2011), a sociedade ultimamente anda passando por um seguimento de desenvolvimento acelerado, onde causa impactos graves sobre o meio ambiente. Através deste motivo, Werneck e Silva (2010), baseados nas discussões da Conferência do Rio-92, declaram que para haver um desenvolvimento sustentável em alguma área é essencial uma avaliação primeiramente dos impactos que poderão ocorrer no local a ser ocupado. De acordo com o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº1/1986, considera-se impacto ambiental qualquer alteração do meio ambiente, seja ela física, química ou biológica, resultante das atividades humanas que afetam direta ou indiretamente: a saúde, segurança e bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a biodiversidade; as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; e a qualidade dos recursos ambientais. Segundo Serato e Rodrigues (2010), uma das intervenções causadas pelo homem ao meio ambiente são as atividades em áreas para agricultura e construções de casas, às vezes, em locais inapropriados intensificando a degradação ambiental. Mathias (2011) efetuou seu estudo na região do Córrego do Tucuzinho em São Pedro – SP, concluiu que o comportamento hídrico do solo e seu escoamento superficial gera o aumento dos processos erosivos aumentados no local, em junção com a urbanização em função do aumento de vazões pluviais e há ausência equipamentos apropriados para drenagem. A deterioração está ligada tanto ao processo erosivo quanto a ação humana, por meio de descarte de resíduos sólidos e efluentes, disse o autor. Salomão et al. (2012) notaram-se que na zona urbana de Franca as principais intervenções humanas relacionadas ao surgimento dos processos erosivos foram: o projeto incorreto do sistema viário, somado a ausência de 16 pavimentação, guias e sarjetas; o sistema de drenagem de águas pluviais ineficiente nos bairros da periferia; e a construção de loteamentos e habitações em locais inadequados geotecnicamente acrescido de infraestrutura imprópria. O que permite concluir quenão houve planejamento e conhecimento da capacidade de uso do solo para ocupação urbana. Através do estudo de Pereira (2015), foi identificado pelo autor que somente sete impactos positivos foram constituídos pelo implante de loteamentos fechados de alto padrão e vinte e sete impactos negativos provocados. Em meio aos impactos negativos, um dos problemas que intensificaram os processos erosivos foi identificado como sendo limpeza de terreno, removendo toda cobertura vegetal e realizando a terraplanagem. 2.2. Processo Erosivo Segundo Pruski (2009), a erosão consiste no transporte de partículas de solo pela ação do vento, apresentando maior importância nas regiões planas com baixa precipitação, alta incidência de ventos e pouca vegetação para proteger o solo. Para ocorrência dessa erosão, é necessário que a velocidade do vento seja alta, a superfície do solo seja pouco ondulada e apresente cobertura vegetal escassa ou inexistente e o solo tenha baixa coesão, pequena umidade e alta propensão à desagregação. Já para Magalhães (2001), a erosão age tanto em superfície quanto na profundidade, em determinados tipos de solo e condições físicas, podendo piorar com ações feitas pelo homem. Os fatores naturais e antrópicos geram desgaste no solo ou em rochas. O processo natural é decorrente da própria ação da natureza, na qual, modifica-se lentamente através dos agentes naturais (vento, água, ondas etc). O fator antrópico é decorrente das ações do homem. É um processo analisado como rápido e catastrófico, gerada por cortes em estradas, desmatamentos em larga escala, ocupação inapropriada em encostas etc (STEPHAN, 2010, p. 5). 17 2.2.1. Erosão hídrica Os principais agentes da erosão são os ventos e a água. A erosão hídrica é, a causa de muitas vezes, pela água da chuva ou enchentes, sendo que no Brasil, ela é bem agravante devido ao clima tropical e suas frequentes chuvas. Ela pode ser classificada em quatro tipos principais sendo elas erosão superficial ou laminar, erosão em ravinas ou sulcos, voçorocas e erosão interna (“piping”) (STEPHAN, 2010, p. 9). 2.2.2. Erosão superficial A erosão superficial é o primeiro estágio do processo erosivo. O escoamento superficial passa a se dar quando a intensidade da chuva supera a capacidade de infiltração do solo. Forma-se um fluxo superficial difuso na superfície que causa uma remoção progressiva e uniforme dos horizontes superficiais. Os primeiros materiais a se desprenderem do solo são partículas da argila e materiais orgânicos, sendo os mais ricos em nutrientes para as plantas. Para ser notada, apenas observar áreas onde as raízes das plantas ficam expostas devido ao solo ter sido arrastado. A Figura 01 apresenta o solo ausente das camadas superficiais: Figura 1 Erosão Laminar Fonte: Proin/Capes & Unesp/IBGE, 1999 2.2.3. Erosão em ravinas ou sulcos É devido a ação da água quando ela atinge pequenas depressões, ganhando velocidade e profundidade. A partir desta ocorrência, começa a transportação de sedimentos, onde se dá origem a canais. Devido à falta de 18 cobertura vegetal e ao decorrer do tempo, esses canais se aprofundam podendo chegar a alguns metros de profundidade (STEPHAN, 2010, p. 11). A Figura 02 abaixo mostra a erosão em ravina em evento: Figura 2 Erosão em ravinas Fonte: Proin/Capes & Unesp/IBGE, 1999 2.2.4. Voçorocas Ocorre devido a um fluxo subsuperficial, em função da profundidade, velocidade e volume da água. A voçoroca corresponde à passagem gradativa do ravinamento, atingindo o lençol freático. Vários itens correspondem aos processos da voçoroca, sendo eles o escoamento pluvial, erosão interna do solo (“piping”), escorregamentos dos solos, e erosão provocada pela água do escoamento pluvial (STEPHAN, 2010, p. 13). A Figura 03 mostra a voçoroca em seu estado: Figura 3 Voçoroca Fonte: Proin/Capes & Unesp/IBGE, 1999 19 2.2.5. Erosão interna (“piping”) Lima (2003) afirma, que a erosão interna se dá início geralmente da consequência do aumento da taxa de infiltração ou do gradiente hidráulico e corresponde à formação de canais de fluxo no interior do maciço de solo, conforme a Figura 04 demonstra. Geralmente o aumento das infiltrações é decorrente do desmatamento e remoção da cobertura vegetal. Figura 4 Erosão interna Fonte: Augustin e Aranha, 2006 – Revista brasileira de Geomorfologia Conciani (2008) diz que, os dutos denominados de “pipes” são visíveis apenas em taludes de canais ou barragens ou em taludes de voçorocas, pois este tipo de feição erosiva atinge o fluxo subsuperficial, evidenciando o processo. Bull e kirkby (1997) atribuem a existência dos pipes à ocorrência de fissuras e às chuvas intensas e irregulares que reativam percolações concentradas subsuperficiais. 20 2.3 Erodibilidade Erosão em solos é devido pela sua suscetibilidade ao fenômeno a erosão, conhecido de erodibilidade. Ela pode ser considerada segundo Jesus (2013) como a capacidade do solo de resistir a ação das chuvas. Determinadas propriedades que possui pode influenciar, como composição química, mineralógica, textura, estrutura e umidade, sendo estas responsáveis pela resistência direta dos solos a erosão. Através de Mascarenha et al (2015 apud Silva et al., 2016), a erodibilidade incide na falta de resistência do solo a ação dos agentes erosivos. 2.4. Análise de erodibilidade através de correlações com atributos geotécnicos dos solos Meireles (1967) assegura que solos fortemente erodíveis apresentam baixa plasticidade, tendo limites numéricos igual a: LL ≤ 21% e IP ≤ 8%. Através dos critérios de Mendes et al. (2011), todas as amostras de solos avaliadas têm desempenho de ruim a regular em relação à resistência à erosão se LP > 32% e LL > 17%. Pesquisas feitas por Santos e Castro (1967) avaliam que, quando LL<50% e IP próximo a 20%, os solos são classificados como de baixa plasticidade, logo, altamente erodíveis. O item sugerido por Fragassi (2001) e Mendes (2006) segue o indicado pelo DNER (1979), sendo: Os solos com limite de plasticidade, LP ≤ 32% e IP ≤ 17% oferecem comportamento de bom a regular em relação a resistência à erosão. Dados da curva granulométrica de um solo podem ser usadas para determinação de seu potencial de erodibilidade. Meireles (1967) propôs que: Solos fortemente erodíveis = % passante na peneira 200 ≤ 20%; Solos passíveis de forte erosão = 20% < % passante na peneira 200 < 40%; 21 Solos pouco erodíveis = % passante na peneira 200 > 40%. Segundo Fragassi (2001), o DNER (1979) indica que solos com boa a regular resistência à erosão apresenta 49% ≤ % passante na peneira 40 (abertura igual a 0.425 mm) ≤ 96%. 22 3. METODOLOGIA O local a ser efetivado o estudo, é um loteamento localizado na zona rural da cidade de Piranguinho – MG. Segundo os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a área do município é de 124,803 km². Piranguinho se localiza no sul de Minas Gerais, com população estimada de 8.596 pessoas, segundo dados do IBGE. Seu relevo é caracterizado como sendo 75%, aproximadamente, predominância de áreas onduladas, e cerca de 5% é coberto por mares de morros e terrenos montanhosos, e os 20 % restante são planos. Pico da Boa Vista, exibe a altitude máxima como sendo 1339 metros, enquanto que a altitude mínima está na foz do Ribeirão Vargem Grande, com 902 metros. O loteamento estudado apresenta um perfil pouco íngreme, sendo, parte de seus arredores composto por montanhas, conforme apresentado na Figura 05: Figura 5 Loteamento Fonte: Google Earth, (2019) Foram coletadas amostras deformadas de solos do loteamento VistaVerde II, e levados para o laboratório de solos, da FEPI, onde serão realizados ensaios com o objetivo de ter parâmetros necessários para se verificar a possível erodibilidade desse solo. Os materiais a serem usados para coleta do solo para a pesquisa foram os seguintes: Google Earth para identificação do local da coleta das amostras, sacos plásticos etiquetados, máquina fotográfica para registro, com enxada para limpeza do terreno e cavadeira para retirada do solo. 23 Primeiramente, foi preciso efetuar a limpeza da área e retirar a camada de matéria orgânica presente para então coletar as amostras. Logo após a retirada das mesmas, foi transferido ao laboratório de solos da Fundação de Ensino e Pesquisa de Itajubá (FEPI), para a realização dos ensaios de acordo com as normas: NBR 6459/1984 (SOLO- Determinação do limite de liquidez); NBR 7181/1984 (SOLO – Análise granulométrica) e NBR 7180/1984 (SOLO – Determinação do limite de plasticidade). 3.1. Análise granulométrica A distribuição granulométrica dos materiais granulares, areias e pedregulhos, serão obtidos através do processo de peneiramento de uma amostra seca em estufa (VALADÃO, 2007). Para tal, utiliza-se uma série de peneiras cujas malhas, são constituídas por aberturas quadradas ou retangulares, formadas por fios trançados perpendicularmente. Todas as peneiras utilizadas constituem uma série padronizada, cujas aberturas estão relacionadas entre si por uma progressão geométrica, possibilitando determinar a percentagem em peso retida ou passante em cada peneira (VALADÃO, 2007). O ensaio de análise granulométrica iniciou-se com a determinação da umidade da amostra. Para a determinação do mesmo, utilizou-se a seguinte Equação (1): ℎ = (ା)ି(௦ା) (௦ା )ି · 100 (1) Sendo: h = Umidade higroscópica em %; Ph = Peso do solo úmido (g); Pc = Peso da cápsula (g); Ps = Peso do solo seco (g). 24 Através da Equação 02, será possível obter o dado do peso seco da amostra: 𝑃𝑠 = ଵା భబబ (2) Sendo: Ps = Peso Seco; Ph = Peso do solo umido; h = umidade higroscópica. 3.2. Limite de plasticidade O limite de plasticidade é determinado pela média das umidades de cinco amostras que são moldadas em forma de bastões de 3 mm de diâmetro e 10 cm de comprimento, de acordo com a NBR 7180, através do qual é definido a percentagem de umidade, onde, começa a romper durante a modelagem (CAPUTO, 1996). Com os dados obtidos após a realização dos ensaios, obtêm- se os valores da umidade através da Equação 01. 3.3. Limite de Liquidez O limite de liquidez é apurado pelo aparelho de Casagrande, que é composto por um prato côncavo preso sobre um suporte como mostra a Figura 06. O ensaio é realizado colocando o solo em toda superfície do prato, e sobre ele será feito uma ranhura com ajuda do cinzel. Em seguida o solo é submetido a golpes. O número de golpes que levou para a ranhura ser fechada e a umidade correspondente devem ser anotados, para a elaboração de um gráfico. 25 Figura 6 Aparelho com ranhura Fonte: Engenheiro caiçara, (2016) A determinação do limite de liquidez do solo será conforme a metodologia estabelecida na norma NBR 6459/1984. Para obtenção da umidade do solo, posteriormente a realização do ensaio, será feita a Equação (1). Os ensaios citados acima serão realizados no laboratório de solos onde sua condição climática é favorável a não ter perda de umidade do material por evaporação. 3.4. Índice de Plasticidade O LL foi empregado na obtenção do IP (índice de plasticidade) que possui classificação desde solos não plásticos a solos com plasticidade muito alta. Assim como o LL, o LP também foi empregado para a determinação do IP, por meio da Equação 03: 𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 (03) Segundo Jenkins (apud CAPUTO, 1996) a classificação do solo se dá pelos seguintes valores, expressos na tabela 2: 26 Tabela 1 Valores de referência de IP Classificação Valores de referência de IP Fracamente plásticos 1 < IP <7 Medianamente plástico 7 < IP <15 Altamente plástico IP > 15 Fonte: Caputo (1996, p. 58) 3.5. Classificação do solo Para uma melhor visualização do solo, decidiu-se fazer a classificação dos solos em estudo utilizando dois métodos de classificação de solos reconhecidos internacionalmente, que são os métodos Rodoviário e Unificada. Eles se baseiam nos resultados dos Limite de consistência e granulometria. O método Rodoviário é mais preciso e utilizado para estradas e aterros, enquanto, o método Unificado abrange a engenharia de maneira geral. Segue abaixo o modelo dos métodos nas Figuras 07 e 08: Figura 7 Método Rodoviário Fonte: DNIT, (2016) 27 Figura 8 Método Unificado Fonte: CAPUTO, (1996) Os solos grossos são aqueles que apresentam mais de 50% de solo retido na peneira #200, que, será utilizado para classificação. Para classificação de solos finos, em que mais de 50% do solo passa na peneira 200, utiliza-se a tabela apresentada na Figura 09: Figura 9 Classificação para o Sistema Unificado S.U.C. Fonte: DNIT, (2016) 28 A Figura 10 apresenta a terminologia dos símbolos que distinguem os grupos: Figura 10 Terminologia Fonte: DNIT, (2016) 29 4. ENSAIOS REALIZADOS Foram coletadas quatro amostras de terra do Loteamento Vista Verde II em pontos distintos, para se verificar a possibilidade de erodibilidade do local. Os pontos retirados obtiveram uma profundidade de aproximadamente de 50 centímetros e foram classificados cada amostra como sendo: P1 (Latitude: 22º25’35.22” S/ Longitude: 45º32’2.70” O); P2 (Latitude: 22º25’34.82” S/ Longitude: 45º32’0.77” O); P3 (Latitude: 22º25’36.47” S/ Longitude: 45º31’59.22” O); P4 (Latitude: 22º25’38.42” S/ Longitude: 45º31’58.14” O). Como representa a figura 11 abaixo: Figura 11 Pontos de coleta Fonte: Google Earth, (2019). 30 Após a coleta, o material foi transportado para o laboratório de solos da FEPI onde ficou 24h exposto para adquirir umidade higroscópica, para início dos ensaios, conforme a figura 12: Figura 12 Amostra para secagem Fonte: Autor (2019) Ao passar das 24 horas, foram pesadas as amostras P1, P2, P3 e P4, tendo como valor 2,21 kg, 2,24 kg, 2,69 kg e 3,17 kg, respectivamente. 31 4.1. Preparação das amostras para os ensaios de peneiramento e limites de consistência. O primeiro ensaio a ser realizado foi o de preparação de amostras de acordo com a norma DNER-ME 080/64, análise granulométrica por peneiramento. Após distinguir os pesos das amostras, o material foi passado pela peneira #10 (2mm), conforme na Figura 13: Figura 13 Peneiramento por #10 Fonte: Autor (2019) O material retido na peneira de malha de 2mm, reteve os pedregulhos presentes no solo, que foram lavados e colocados em cápsulas, e transportados para estufa. Depois de 24h em estufa, o material foi retirado e pesado, tendo os resultados apresentados na Tabela 02: 32 Tabela 2 Material retido #10 (2mm) AMOSTRA Nº CAPSULA PC (g) PC+PS (g) PS (g) 1 7 14,3 25,2 10,9 2 65 15,1 23,9 8,8 3 12 15,6 45,2 29,6 4 77 16,5 23,2 6,7 Fonte: Autor (2019) Do material passante da peneira #10, retirou-se duas amostras de cada solo (cerca de 80 gramas), colocou-se em cápsulas, pesou-se, e foram levadas a estufa por 24h, sendo pesadas posteriormente. Seu respectivo valor se dá pela Tabela 03: Tabela 3 Materialpassante #10 (2mm) AMOSTRA CAPSULA PESO INICIAL (g) PESO FINAL (g) P1 30 91,3 88,4 44 97,1 79,3 P2 70 88,7 82,7 53 100,5 93,6 P3 59 85,1 81,6 72 85,1 81,6 P4 02 115,4 111,8 19 88,5 85,7 Fonte: Autor (2019) A Figura 14 apresenta o modelo da estufa usado para todas umidades utilizadas nesse trabalho e a pesagem realizada para uma das amostras pelo material retido e passante da peneira #10: 33 Figura 14 Estufa e modelo de pesagem Fonte: Autor (2019) Do material passante da peneira #10, foi passado na peneira #40 (2,42 mm) e retirado cerca de 250 g para realização dos ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade, e armazenou-se em um saco plástico, apresentado na Figura 15: Figura 15 solo para LL e LP Fonte: Autor (2019) 34 Além dessa amostra separada, foi armazenado do mesmo solo cerca de 80g de cada amostra e guardado em sacos, definindo como peneiramento parcial, apresentado na Figura 16: Figura 16 Amostra para peneiramento parcial Fonte: Autor (2019) Após este peneiramento, utilizamos o solo de amostra parcial e passamos até a peneira #10 (2mm) para determinação do material fino. Depois de 24 horas dentro da estufa, obteve-se os valores apresentados na Tabela 04: Tabela 4 Peso seco passante da #10 Amostra N cápsula PC+PS (solo) Amostra 01 14 100,2 Amostra 02 59 98,6 Amostra 03 63 101,4 Amostra 04 67 99,6 Fonte: Autor, (2019) 35 4.2. Análise Granulométrica por Peneiramento Após retirar da estufa as amostras citadas acima, foram passadas pelas peneiras de números 16,30,40,50,100 e 200, de acordo com a DNER-ME 080/64. A Figura 17 mostra as peneiras da série fina: Figura 17 Peneiramento material fino Fonte: Autor (2019) Segue a Tabela 05 apresenta os respectivos valores retidos: Tabela 5 Valores retidos das amostras Peneira Nº Amostra 01 (g) Amostra 02 (g) Amostra 03 (g) Amostra 04 (g) 16 26,1 25,3 31,1 31,2 30 27,9 31,2 29,5 34,2 40 26,1 26,1 25,8 26,3 50 23,6 23,9 23,1 22,1 100 38,2 36,1 36,1 321 200 27,1 21,3 22,1 22,1 Fonte: Autor, (2019) Peso da capsula: 14,96 g 36 4.3. Limite de Plasticidade Para efetuar este ensaio foram necessários os seguintes suplementos: Água destilada; Placa de vidro; Tigela de porcelana; Capsulas; Gabarito Cilindrico; Balança de precisão de 0,01g; Estufa de capacidade de manter 60ºC a 65ºC e entre 105ºC a 110ºC; Espátula. O solo a ser usado foi a amostra de limite de plasticidade armazenada. Inicialmente, foi despejado uma porcentagem do solo na tigela e acrescentado com a água destilada, com ajuda da espátula, misturou-se até a formação de uma pasta homogênea. Segue modelo do procedimento na Figura 18: Figura 18 Procedimento para LP Fonte: Autor (2019) Após efetuar a pasta homogênea, começou-se a preparação do molde de cinco cilindros, por amostra. Até formar o bastão, foi-se necessário tracioná-lo 37 até perder a umidade, fazendo com que, consequentemente, apresentasse fissuras longitudinais em sua superfície. A Figura 19 abaixo apresenta o solo após a moldagem e o cilindro padrão: Figura 19 Limite de plasticidade Fonte: Autor (2019) 38 Os respectivos materiais foram pesados e levados para estufa por 24 horas, e pesados novamente após a retirada, dando os valores apresentados na Tabela 06: Tabela 6 Dados do Limite de Plasticidade SOLO AMOSTRA CAPSULA PC (g) PC+PH (g) PC+PS (g) 1 1 36 8,28 9,56 9,23 2 68 8,56 9,77 9,52 3 30 7,96 9,78 9,43 4 47 8,91 10,46 10,16 5 23 8,82 10,54 10,19 SOLO AMOSTRA CAPSULA PC (g) PC+PH (g) PC+PS (g) 2 1 82 8,01 9,19 8,85 2 87 8,5 9,49 9,19 3 15 8,65 9,81 9,47 4 11 8,68 9,95 9,59 5 48 8,91 9,76 9,52 SOLO AMOSTRA CAPSULA PC (g) PC+PH (g) PC+PS (g) 3 1 25 8,67 9,61 9,33 2 61 8,09 9,14 8,83 3 22 8,8 9,71 9,44 4 7 8,28 9,66 9,25 5 65 8,5 9,58 9,29 SOLO AMOSTRA CAPSULA PC (g) PC+PH (g) PC+PS (g) 4 1 16 8,11 9,33 9,02 2 81 9,07 10,6 10,24 3 28 8,29 9,4 9,15 4 71 7,29 8,38 8,12 5 66 9,15 10,3 10,02 Fonte: Autor, (2019) Onde: PC = Peso da cápsula; PC + PH = Peso da cápsula mais o peso úmido; PC + PS = Peso da cápsula mais o peso seco. 39 4.4. Limite de Liquidez Para efetuar este ensaio usamos o solo armazenado de limite de liquidez. Utilizamos os seguintes suplementos para efetuação desse ensaio: Estufa capaz de manter a temperatura de 65ºC e 105ºC a 110ºC; Cinco capsulas por amostra de solo; Espátula; Aparelho Casa Grande; Cinzel; Balança com resolução de 0,01g; Água destilada; Tigela de porcelana. Para a preparação do solo, foi colocado em uma tigela de porcelana a amostra do solo, juntamente com a água destilada em pequenos incrementos, para formação de uma pasta homogênea. Com a homogeneização da pasta, o solo foi transferido para o aparelho casa grande, com ajuda da espátula, envolvendo todo material na concha. Com auxílio do cinzel, foi feito uma ranhura na parte central do aparelho, como mostra a Figura 20: Figura 20 Ensaio para o Limite de Liquidez utilizando o aparelho Casa Grande Fonte: Autor (2019) 40 Após a realização desse feito, inicia-se o processo de golpes até o fechamento da ranhura. Para obtenção dos dados necessários para definição do LL, necessita-se de cinco valores com umidade diferentes no intervalo que oito até quarenta e oito golpes para fechar a ranhura do solo na concha do aparelho de Casa Grande. Posteriormente o fechamento da ranhura, foi retirado cerca 1 cm² do solo no local onde se juntou, colocado em cápsula, pesado e levado para estufa. Depois de 24 horas, foram retiradas as capsulas e pesadas novamente, obtendo os respectivos valores apresentados na Tabela 07: Tabela 7 Dados do Limite de Liquidez AMOSTRA CAPSULA PC PC+PH PC+PS Nº DE GOLPES 1 5 8,47 9,35 9,1 44 42 8,77 9,47 9,25 29 26 8,98 9,92 9,6 27 40 8,49 9,83 9,35 9 76 9,24 10,16 9,83 8 AMOSTRA CAPSULA PC PC+PH PC+PS Nº DE GOLPES 2 52 8,68 9,61 9,28 48 56 8,35 9,73 9,24 30 37 8,24 9,27 8,81 28 33 8,06 9,3 8,74 18 6 8,15 9,25 8,74 8 AMOSTRA CAPSULA PC PC+PH PC+PS Nº DE GOLPES 3 64 8,74 9,81 9,39 39 85 8,3 9,56 9,08 34 14 8,55 10,16 9,5 24 4 8,66 10,11 9,49 15 38 7,91 9,4 8,76 8 AMOSTRA CAPSULA PC PC+PH PC+PS Nº DE GOLPES 4 48 13,16 14,74 14,29 48 16 14,78 16,34 15,85 30 55 14,57 15,89 15,44 22 30 13,01 14,36 13,9 16 51 15,39 16,23 15,9 8 Fonte: Autor, (2019) 41 5 RESULTADOS 5.1 Análise Granulométrica 5.1.1. Granulometria amostra P1 Substituindo os valores abaixo na Equação 1, citada na metodologia, usando os dados do solo P1, foi possível encontrar a umidade do material retido: ℎ = (28,5 − 25,2) (25,2 − 14,3) · 100 ℎ = 30,3% Esse processo foi realizado para todas as amostras obtivendo os seguintes resultados apresentados na Tabela 08: Tabela 8 Umidade das Amostras pelo ensaio de granulometria AMOSTRA UMIDADE % 1 30,3 2 23,9 3 29,7 4 28,4 Fonte: Autor, (2019) Para o material passante da peneira #10 (2,00 mm), foi retirado uma amostra para determinação de umidade higroscópica (h%). Para determinação do peso seco, como foi pesado duas capsulas contento o material, realizou-se uma média dos valores obtidos. Com dados do solo P1, foi adquirido o determinado valor através da Equação 1: ℎ = 1,00 83,9 · 100 ℎ = 1,2 % 42 A Tabela 09 apresenta um resumo dos dados do solo P1: Tabela 9 Umidade higroscópica amostra P1 Umidade higroscópica (%) Cápsula n° 30 Cápsulae solo úmido(g) 84,8 Cápsula e solo seco(g) 83,9 Peso da Cápsula(g) 0,0 Peso da água(g) 1,0 Peso do solo seco(g) 83,9 Umidade higroscópica (%) 1,2 Fonte: Autor, (2019) Com este resumo, foi possível realizar o cálculo da amostra total seca parcial, atraves da Equação 02: 𝑃𝑠 = 2184,8 1 + 1,2100 𝑃𝑠 = 2159,6 g Com o somatório do resultado acima, e o material retido da peneira #10, temos a amostra total seca de 2184,8 g. Estes valores estão representados na Tabela 10: Tabela 10 Amostra 01 total seca Amostra total seca Peso (g) Amostra total úmida(g) 2210,0 Retido no #10 (g) 25,2 Passando na #10 úm.(g) 2184,8 Passando na #10 seca(g) 2159,6 Amostra total seca(g) 2184,8 Fonte: Autor, (2019) Para o material retido na peneira #10, foi realizado o peneiramento da série grossa, cujas peneiras com o material retido e os seus respectivos pesos estão apresentados na Tabela 11: 43 Para determinação da porcentagem da amostra total, foi realizada a seguinte regra de três: 100% − − − 2184,8 (4) 𝑥% − − − 10,9 𝑥 = 0,5 % Dessa forma elaborou-se a Tabela 11: Tabela 11 Peneiramento da amostra 01 total PENEIRAMENTO DA AMOSTRA TOTAL PENEIRAS MATERIAL RETIDO PORC. QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL N° mm Pol Peso – g %. Amos. tot. %. Acumulada 9,52 0.375 0,0 0,0 0,0 100,0 4 4,76 0.107 0,0 0,0 0,0 100,0 10 2,00 0.073 10,9 0,5 0,5 99,5 Fonte: Autor, (2019) Para o solo que passa na #10 (2mm), após secagem em estufa fez-se o peneiramento para série fina de peneiras conforme se mostra na Tabela 12: Tabela 12 Peneiramento da amostra parcial do solo 01 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA PARCIAL Peso da amostra úmida 100,20 g Umidade 0 % Peso da amostra seca 100,20 g PENEIRAS MATERIAL RETIDO % que passa da amostra parcial % que passa da amostra total N° Mm Peso – g % parcial % acumulada 16 1,19 11,1 11,1 11,1 88,9 88,4 30 0,59 12,9 12,9 24,0 76,0 75,6 40 0,42 11,1 11,1 35,1 64,9 64,5 50 0,297 8,6 8,6 43,8 56,2 55,9 60 0,25 0,0 0,0 43,8 56,2 55,9 100 0,149 23,2 23,2 67,0 33,0 32,9 200 0,074 12,1 12,1 79,1 20,9 20,8 Fonte: Autor, (2019) Após preenchido as tabelas das amostras parcial e total, foi gerado o gráfico da curva granulométrica do solo P1, conforme Figura 21: 44 Figura 21 Curva granulométrica Fonte: Autor (2019) De acordo com a leitura do gráfico, temos o resumo da granulometria apresentado na Tabela 13: Tabela 13 Resumo da granulometria do solo 01 Resumo da Granulometria (%) Pedregulho: acima de 4.7cm 100-100 0 Areia grossa: 4.76 - 2.0 mm 100-99,5 0,5 Areia média: 2.0 - 0.42 mm 99,5-64,5 35 Areia fina: 0.42 - 0.05 mm 64,5-20,8 43,7 Finos: Passante #200 – 0,74mm 20,8-0 20,8 Total: - 100 Fonte: Autor, (2019) O mesmo foi feito para os solos P2, P3 e P4. A seguir as Figuras 22, 23 e 24 da curva granulométrica e as Tabelas 14 até a 28 da amostra parcial e total serão apresentadas. 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 0,1000 1,0000 10,0000P or ce nt ag em q ue p as sa Diâmetro em mm GRANULOMETRIA 45 5.1.2. Granulometria da amostra P2 Tabela 14 Umidade higroscópica solo 02 Umidade higroscópica (%) Cápsula n° 70 Cápsula e solo úmido(g) 94,6 Cápsula e solo seco(g) 88,2 Peso da Cápsula(g) 0,0 Peso da água(g) 6,4 Peso do solo seco(g) 88,2 Umidade higroscópica (%) 7,3 Fonte: Autor, (2019) Observa-se que a umidade apresentada é de 7,3%. Tabela 15 Amostra total seca solo 02 Amostra total seca Amostra total úmida(g) 2240,0 Retido no #10 (g) 23,9 Passando na #10 úm.(g) 2216,1 Passando na #10 seca(g) 2065,0 Amostra total seca(g) 2088,9 Fonte: Autor, (2019) Tabela 16 Peneiramento da amostra total solo 02 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA TOTAL PENEIRAS MATERIAL RETIDO PORC. QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL N° mm Pol Peso – g %. Amos. tot. %. acumulada 9,52 0.375 0 0,0 0,0 100,0 4 4,76 0.107 0 0,0 0,0 100,0 10 2,00 0.073 8,8 0,4 0,4 99,6 Fonte: Autor, (2019) 46 Tabela 17 Peneiramento da amostra parcial solo 02 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA PARCIAL Peso da amostra úmida 98,60 G Umidade 0 % Peso da amostra seca 98,60 G PENEIRAS MATERIAL RETIDO % que passa da amostra parcial % que passa da amostra total N° mm Peso - g % parcial % acumulada 16 1,19 10,3 10,5 10,5 89,5 76,0 30 0,59 16,2 16,5 27,0 73,0 62,0 40 0,42 11,1 11,3 38,3 61,7 52,4 50 0,297 8,9 9,1 47,3 52,7 44,7 60 0,25 0,0 47,3 52,7 44,7 100 0,149 21,1 21,4 68,8 31,2 26,5 200 0,074 6,3 6,4 75,2 24,8 21,0 Fonte: Autor, (2019) Com o diâmetro do solo e a porcentagem que passa, elabora-se um gráfico apresentado na Figura 22: Figura 22 Curva granulométrica solo 02 Fonte: Autor (2019) 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 0,1000 1,0000 10,0000 100,0000 P or ce nt ag em q ue p as sa Diâmetro em mm GRANULOMETRIA 47 O resumo da granulometria pode se observar na Tabela 18: Tabela 18 Resumo da granulometria solo 02 Resumo da Granulometria (%) Pedregulho: acima de 4.7cm 100-100 0 Areia grossa: 4.76 - 2.0 mm 100-99,6 0,4 Areia média: 2.0 - 0.42 mm 99,6-61,5 38,1 Areia fina: 0.42 - 0.05 mm 61,5-21 40,5 Finos: Passante #200 – 0,74mm 21-0 21,0 Total - 100 Fonte: Autor, (2019) Nota-se que o solo de amostra P2, o material dominante é areia fina, tendo predisposição a Erodibilidade. 5.1.3. Granulometria solo P3 Tabela 19 Umidade higroscópica solo 03 Umidade higroscópica (%) Cápsula n° 59 Cápsula e solo úmido(g) 85,1 Cápsula e solo seco(g) 81,6 Peso da Cápsula(g) 0,0 Peso da água(g) 3,5 Peso do solo seco(g) 81,6 Umidade higroscópica(%) 4,3 Fonte: Autor, (2019) Observa-se umidade do solo como sendo de 4,3%. Tabela 20 Amostra total seca solo 03 Amostra total seca Amostra total úmida (g) 2690,0 Retido no #10 (g) 45,2 Passando na #10 úmida (g) 2644,8 Passando na #10 seca(g) 2536,0 Amostra total seca(g) 2581,2 Fonte: Autor, (2019) 48 Tabela 21 Peneiramento da amostra total solo 02 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA TOTAL PENEIRAS MATERIAL RETIDO PORC. QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL N° mm Pol Peso - g %. Amos. tot. %. acumulada 9,52 0.375 0 0,0 0,0 100 4 4,76 0.107 0 0,0 0,0 100 10 2,00 0.073 29,6 1,1 1,1 98,9 Fonte: Autor, (2019) Tabela 22 Peneiramento da amostra parcial solo 03 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA PARCIAL Peso da amostra úmida 101,40 g Umidade 0 % Peso da amostra seca 101,40 g PENEIRAS MATERIAL RETIDO % que passa da amostra parcial % que passa da amostra total N° mm Peso – g % parcial % acumulada 16 1,19 16,1 15,9 15,9 84,1 73,8 30 0,59 14,5 14,3 30,3 69,7 61,2 40 0,42 10,8 10,7 40,9 59,1 51,8 50 0,297 8,1 8,0 49,0 51,0 44,8 60 0,25 0,0 49,0 51,0 44,8 100 0,149 21,1 20,8 69,8 30,2 26,5 200 0,074 7,1 7,0 76,9 23,1 20,3 Fonte: Autor, (2019) 49 Figura 23 Curva granulométrica 03 Fonte: Autor (2019) Tabela 23 Resumo da granulometria solo 03 Resumo da Granulometria (%) Pedregulho: acima de 4.7cm 100-100 0,0 Areia grossa: 4.76 - 2.0 mm 100-98,9 1,1 Areia média: 2.0 - 0.42 mm 98,9-58,4 40,5 Areia fina: 0.42 - 0.05 mm 58,4-20,3 38,1 Finos: Passante #200 – 0,74 mm 20,3-0 20,3 Total - 100 Fonte: Autor, (2019) Observa-se que o material dominante do solo P3 é areia média, tendo mais predisposição a conter Erodibilidade. 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,060,0 70,0 80,0 90,0 100,0 0,1000 1,0000 10,0000 100,0000P or ce nt ag em q ue p as sa Diâmetro em mm GRANULOMETRIA 50 5.1.4. Granulometria da amostra P4 Tabela 24 Umidade higroscópica solo 04 Umidade higroscópica (%) Cápsula n° 2 Cápsula e solo úmido(g) 102,0 Cápsula e solo seco(g) 98,8 Peso da Cápsula(g) 0,0 Peso da água(g) 3,2 Peso do solo seco(g) 98,8 Umidade higroscópica (%) 3,2 Fonte: Autor, (2019) Observa-se que a umidade do solo P4 é de 3,2%. Tabela 25 Amostra total seca solo 04 Amostra total seca Amostra total úmida(g) 3170,0 Retido no #10 (g) 23,2 Passando na #10 úm.(g) 3146,8 Passando na #10 seca(g) 3048,0 Amostra total seca(g) 3071,2 Fonte: Autor, (2019) Tabela 26 Peneiramento da amostra total solo 04 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA TOTAL PENEIRAS MATERIAL RETIDO PORC. QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL N° mm Pol Peso - g %. Amos. tot. %. acumulada 9,52 0.375 0,0 0,0 0,0 100 4 4,76 0.107 0,0 0,0 0,0 100 10 2,00 0.073 6,7 0,2 0,2 99,8 Fonte: Autor, (2019) 51 Tabela 27 Peneiramento da amostra parcial solo 04 PENEIRAMENTO DA AMOSTRA PARCIAL Peso da amostra úmida 99,60 G Umidade 0 % Peso da amostra seca 99,60 G PENEIRAS MATERIAL RETIDO % que passa da amostra parcial % que passa da amostra total N° mm Peso – g % parcial % acumulada 16 1,19 16,2 16,3 16,3 83,7 75,1 30 0,59 19,2 19,3 35,6 64,4 57,7 40 0,42 11,3 11,4 47,0 53,0 47,5 50 0,297 7,1 7,2 54,2 45,8 41,1 60 0,25 0,0 54,2 45,8 41,1 100 0,149 17,1 17,2 71,4 28,6 25,7 200 0,074 7,1 7,2 78,6 21,4 19,2 Fonte: Autor, (2019) Figura 24 Curva granulométrica 04 Fonte: Autor (2019) 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 0,1000 1,0000 10,0000 100,0000P or ce nt ag em q ue p as sa Diâmetro em mm GRANULOMETRIA 52 Tabela 28 Resumo da granulometria solo 04 Resumo da Granulometria (%) Pedregulho: acima de 4.7cm 100-100 0,0 Areia grossa: 4.76 - 2.0 mm 100-99,8 0,2 Areia média: 2.0 - 0.42 mm 99,8-55,9 43,9 Areia fina: 0.42 - 0.05 mm 55,9-19,2 36,7 Finos: Passante #200 – 0,74 mm 19,2-0 19,2 Total - 100 Fonte: Autor, (2019) Nota-se que o material dominante no solo é areia média, tendo mais predisposição a ocorrência de Erodibilidade. 5.2 Limite de Plasticidade Posteriormente a realização dos ensaios, com os resultados, serão obtidos os valores da umidade para cada amostra de cada solo, conforme Equação 01, sendo para o solo P1: ℎ = (9,56 − 9,23) (9,23 − 8,28) · 100 ℎ = 34,7% Necessita-se verificar a confiabilidade das umidades, e para isso, efetuou- se a média de cada amostra de solo P1, conforme apresentado abaixo: ℎ = ∑ℎ 5 ℎ = 34,7 + 26,0 + 23,8 + 24,0 + 25,5 5 ℎ = 26,8% Foi multiplicado o valor de h por 0,95: ℎ1 = 0,95 · ℎ ℎ1 = 0,95 · 26,83 ℎ1 = 25,50 % e 1,05: ℎ2 = 1,05 · ℎ ℎ2 = 1,05 · 26,83 ℎ2 = 28,20 % 53 Com os resultados obtidos h1 e h2, foi comparado com os valores da umidade, para que todos estivessem dentro intervalo de 5%. Nesse caso analisado, houve um valor fora do intervalo, destacado em vermelho, como mostra Tabela 29: Tabela 29 Valores retirados para obtenção do LP do solo P1 SOLO AMOSTRA UMIDADE (g) 1 1 34,7 2 26,0 3 23,8 4 24,0 5 25,5 Fonte: Autor, (2019) Essa umidade foi retirada, e a média foi refeita usando os quatro valores, sendo apresentada pelo cálculo abaixo: ℎ = 26,0 + 23,8 + 24,0 + 25,5 4 ℎ = 24,85 A partir desse resultado, foi observado que os quatro valores estão respeitando o limite, concluindo assim, o limite de plasticidade do solo P1 como sendo de LP = 25%. Os mesmos cálculos foram feitos para o solo P2, P3 e P4, obtivendo os respectivos valores nas Tabelas 30 e 31, apresentadas abaixo: 54 Tabela 30 Valores retirados do cálculo do LP das amostras P2, P3 e P4 SOLO AMOSTRA UMIDADE (g) 2 1 40,5 2 43,5 3 41,5 4 39,6 5 39,3 SOLO AMOSTRA UMIDADE (g) 3 1 42,4 2 41,9 3 42,2 4 42,3 5 36,7 SOLO AMOSTRA UMIDADE (g) 4 1 34,1 2 30,8 3 29,1 4 31,3 5 32,2 Fonte: Autor, (2019) Os valores em vermelhos da Tabela 30, representam que deram fora do intervalo de 5% da média e foram excluídos. A Tabela 31 apresentam os valores referentes aos limites de plasticidade de cada amostra do solo. Tabela 31 Valores do LP SOLO LIMITE DE PLASTICIDADE % 1 25 2 40 3 42 4 31 Fonte: Autor, (2019) 55 5.3 Limite de Liquidez 5.3.1. Limite de Liquidez para amostra P1 Após a realização dos ensaios, com os resultados, serão obtidos os valores da umidade para cada amostra de cada solo, conforme exemplo da amostra 01, seguidos pela Equação 01: ℎ = (9,35 − 9,10) (9,10 − 8,47) · 100 ℎ = 39,7% A Tabela 32 apresenta os valores das umidades de todas as amostras: Tabela 32 Umidade das amostras para obtenção do LL AMOSTRA UMIDADE 1 39,7 45,8 51,6 55,8 55,9 AMOSTRA UMIDADE 2 55 55,1 80,7 82,4 86,4 AMOSTRA UMIDADE 3 64,6 61,5 69,5 74,7 75,3 AMOSTRA UMIDADE 4 39,8 45,8 51,7 51,7 64,7 Fonte: Autor, (2019) 56 Através da umidade calculada e do número de golpes anotado, foi possível construir um gráfico de dispersão com escala logarítmica, onde no eixo x se apresenta o número de golpes (N) e no eixo y, a umidade em porcentagem (h%), conforme Figura 25: Figura 25 Gráfico do LL da Amostra 01 Fonte: Autor, (2019) O Limite de Liquidez é determinado pela norma como sendo a umidade para número de golpes igual a 25, que resulta no valor de 48%, nesse caso. Para confirmação do LL, o Excel gera uma equação, descrita a seguir: ℎ = −8,341 ln(25) + 74,321 ℎ = 47,47 ℎ = 48 % h = -8,341ln(N) + 74,321 35 40 45 50 55 60 5 25 U m id ad e (h % ) Nº de golpes (N) Limite de Liquidez Amostra 01 57 5.3.2. Limite de Liquidez das amostras P2, P3 e P4 Do mesmo modo, foi realizado para as amostras P2, P3 e P4, obtivendo os respetivos gráficos nas Figuras 26, 27 e 28 e valores de LL na Tabela 33: Figura 26 Gráfico do LL da Amostra 02 Fonte: Autor, (2019) Figura 27 Gráfico do LL da Amostra 03 Fonte: Autor, (2019) h = -8,341ln(N) + 74,321 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 5 25 U m id ad e (h % ) Nº de Golpes (N) Limite de Liquidez da Amostra 02 h = -13,47ln(N) + 91,739 30 35 40 45 50 55 60 65 70 5 25 U m id ad e (h % ) Nº de Golpes (N) Limite de Liquidez da Amostra 03 58 Figura 28 Gráfico de LL da Amostra 04 v Fonte: Autor, (2019) De forma resumida, temos a Tabela 22 com os valores de LL das amostras: Tabela 33 Valores de LL AMOSTRA LL (%) 1 48 2 47 3 48 4 48 Fonte: Autor, (2019) h = -13,71ln(N) + 92,347 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 5 25 U m id ad e (h % ) Nº de golpes (N) Limite de Liquidez da Amostra 04 59 5.4 Índice de Plasticidade Definido o limite de liquidez e plasticidade das amostras foi elaborado o índice de plasticidade de cada uma, utilizando a Equação 03, apresentando os resultados na Tabela 34: Tabela 34 Valores de IP AMOSTRA LL LP IP 1 48 25 23 2 47 40 7 3 48 42 6 4 48 31 17 Fonte: Autor, (2019) 60 6 CLASSIFICAÇÃO DAS AMOSTRAS Através do método Rodoviário e Unificado, foi feitaa classificação do solo, conforme Tabela 35, para as amostras P1, P2, P3 e P4: Tabela 35 Classificação do solo AMOSTRA GRUPO e IG Materiais que predominam (Método Rodoviário) MÉTODO UNIFICADO S.U.C. MÉTODO UNIFICADO CLASSIFICAÇÃO 1 A-2-7 (2) Areia e areia siltosa ou argilosa CL SC Areia e Argila 2 A-2-5 (0) Areia e areia siltosa ou argilosa ML SM Areia e Silte 3 A-2-5 (0) Areia e areia siltosa ou argilosa ML SM Areia e Silte 4 A-2-7 (0) Areia e areia siltosa ou argilosa CL SC Areia e Argila Fonte: Autor, (2019) Tabela 36 Classificação dos solos através de Autores CRITÉRIO LL LP IP Passante #40 Passante #200 CLASSIFICAÇÃO MEIRELES ≤21% ≤8% Não erodível MENDES >17% >32% P2 e P3 Baixa resistência a erosão SANTOS E CASTRO <50% 20% P1 e P4 Altamente erodíveis FRAGASSI ≤32% ≤17% P4 Bom comportamento a erosão MEIRELES 20%<%< 40% e %≤20 Passíveis a forte erosão FRAGASSI 49%≤%≤96% P1, P2 e P3 Boa a regular resistência erosão Fonte: Autor, (2019) Segundo Meireles (1967), a determinação do solo estudada não apresenta erosão, pois, o valor mínimo encontrado de LL é 47%. A amostra P2 e P3 apresenta IP menor a 8%, entretanto, não é determinado como erodivel pelo LL não estar dentro dessas condições. 61 Por Mendes (2011), a amostra P2 e P3 apresenta desempenho ruim em relação à resistência à erosão, pois LP é maior que 32% e LL é maior que 17%. Através de Santos e Castro (1967), os solos P1 e P4, apresentam baixa plasticidade, sendo altamente erodíveis, pois exibindo valor de LL menor que 50% e IP próximo de 20%. Por Fragassi (2001) e Mendes (2006), apenas o solo P4 apresenta comportamento bom a regular em relação a resistência à erosão, pois o LP obtém valor menor a 32% e o IP menor igual a 17%. Segundo Meireles (1967), os solos da amostra P1, P2 e P3, apresentam características passíveis a forte erosão, por apresentar % do material passante na peneira #200 maior que 20% e menor que 40%. O solo da amostra P4, apresenta característica de forte erosão, por apresentar % do material passante da peneira #200 menor que 20%. O item sugerido por Fragassi (2001) indica que as amostras P1, P2 e P3 apresentam características boas a regulares a resistência à erosão, pois entra na condição de apresentar % do material passante na peneira #40 maior que 49% e menor que 96%. 62 7 CONCLUSÃO A análise de solos é de imensa importância para a engenharia, pois através dela, é possível conhecer as características e propriedades do terreno, para que assim, seja feita as melhorias e soluções cabíveis e necessárias, para que, não afete as construções. O caso de erodibilidade apresentado nesse trabalho é de alta relevância, pois mesmo se tratando do estudo de um loteamento com o perfil pouco íngreme, ele é de suma importância, para fins de obras residenciais, como o caso estudado nesse trabalho. O solo em estudo apresentou presença de erosão, na maioria das amostras coletadas, pelos critérios estabelecidos por determinados autores, analisados nesse trabalho, porém, em apenas uma das análises apresentou que as quatro amostras são passíveis a erosão, de acordo com o critério de Meireles. Desse modo, é aconselhável que novos estudos sejam realizados para outros pontos do loteamento e com outras profundidades, para que se certifique dos resultados encontrados. Portanto, o solo em estudo classifica-se como erodível, por apresentar erodibilidade em todos os pontos em diferentes avaliações. Assim, pode-se concluir que toda a área destinada ao crescimento de uma cidade principalmente em zonas que possuem superfícies íngremes, devem ser submetidas a ensaios para apresentar as características do solo existentes no local, para que o engenheiro responsável possa atribuir as necessárias soluções, se preciso. 63 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 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