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Mecânica dos Solos I 
TEMA III: Relacoes Vulometricas, Conciestencia e Clasificação dos solos
Docente: Eng. Roberto Chuquela, MSc
SUMARIO: 
1- Índices físicos dos solos
2- Pasticidade e Consistência dos solos
3- Classificação dos solos
 
A diversidade e a enorme diferença de comportamento apresentada pelos diversos solos perante as solicitações de interesse da engenharia, levou ao seu natural agrupamento em conjuntos distintos.
O objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista de engenharia, é o de poder estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, o de orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise do problema.
Assim sabendo, que os solos mesmos “diferentes” porém com propriedades semelhantes podem ser classificados em grupos ou subgrupos, buscando simplificar o entendimento das características dos solos.
INTRODUCAO 
Os sistemas de classificação podem partir de aspectos qualitativos e quantitativos.
A identificação “qualitativa“ pode ser feita através de testes visuais e tácteis, rápidos e específicos a cada tipo de solo.
A identificação “quantitativa“ exige aspectos precisos, tais como conhecer o tamanho das partículas, o formato provável, no caso de solos granulares. Quanto se tratar de solos finos analisar o tamanho das partículas torna-se inviável, sendo necessário outras parâmetros, como os limites de consistência. 
A identificação “quantitativa“ exige aspectos precisos, ou seja, realização de ensaios como granulometria e plasticidade
No aspecto “mais” prática pode-se dizer que é necessário haver várias classificações que possam atender mais especificamente aos vários campos da geotecnia.
Um sistema de classificação que atenda aos interesses da área de estradas pode não atender com a mesma eficiência à área de fundações.
Muitas das características físicas, químicas e biológicas dos solos são relacionadas à sua textura, fazendo de sua determinação uma das mais básicas análises de solos.
O Sistema de Classificação baseado apenas na textura utiliza a curva granulométrica e uma escala de classificação.
A curva granulométrica define a distribuição das diferentes dimensões das partículas enquanto a escala define aposição relativa aos quatros grupos: pedregulhos, areias, siltes e argilas.
Existem várias escalas, mas as diferenças entre elas alteram sutilmente o nome dado ao solo.
Classificação Granulométrica
Classificação Granulométrica
Escala de classificação
Para a classificação do solo, segundo a textura, a partir da curva granulométrica obtida em laboratório, serão determinadas as percentagens de cada fração de acordo com a escala adotada.
Classificação Granulométrica
A fração predominante dará nome ao solo, que será adjetivado pela fração imediatamente inferior em termos percentuais. Nos seguimtes modos:
Exemplo:
Para a classificação granulométrica também pode ser feita através dos diagramas triangulares (triângulo de FERET ou CLASSIFICAÇÃO TRILINEAR).
Nos diagramas triangulares, fazem-se corresponder aos três lados do triângulo as percentagens respectivas de argila, silte e areia.
Os lados do triângulo são então divididos em segmentos representando as percentagens de 0 a 100 para cada uma dessas frações, num sentido previamente estabelecido.
Classificação Granulométrica
Classificação Granulométrica (CLASSIFICAÇÃO TRILINEAR)
Triângulo de FERET
Se o solo, além de argila, silte e areia, contêm pedregulho, um artifício tem que ser feito para ser classificado pela CLASSIFICAÇÃO TRILINEAR.
EXEMPLO: Deseja-se classificar um solo com pedregulho cuja composição granulométrica é:
Pedregulho =14%
Areia = 21%
Silte = 56%
Argila = 9%
Procedimentos:
a) Verificar a quantidade percentual de argila, silte e areia; esta quantidade é: 100 - 14 = 86
b) Multiplica-se as percentagens, menos a do pedregulho pelo índice 100/86 de ordem a expressar essas percentagens em termos do peso do material excluindo o pedregulho, a composição granulométrica pode ser assim obtida:
Classificação Unificada (ASTM D2487 - 85) 
O sistema foi proposto por Casagrande em 1929, e tornou-se amplamente utilizado na construção de campos de pouso durante a 2ª Guerra Mundial, sendo utilizado até o dias de hoje para diversos fins geotécnicos. 
1. Solos de granulação grossa, que são naturalmente os pedregulhos e areia, cujo material que passa na peneira nº 200 é menor que 50%.
2.Solos de granulação fina, são os siltes e argilas, cujo material que passa na peneira nº 200 é maior que 50%.
Para esta classificação são assumidos “símbolos” (Letras), que representam cada um desses materiais, onde:
Cada grupo é dividido em subgrupos de acordo com suas propriedades índices mais significativas.
W (wellgraded) → bem graduado
P (poorlygraded) → mal graduado
H (high) → alta compressibilidade, ou alta plasticidade, ou seja com limite de liquidez maior que 50%
L (low) → baixa compressibilidade, ou baixa plasticidade, ou seja com limite de liquidez menor que 50%
Para a classificação correta de acordo com o sistema, é importante conhecer as informações a seguir:
1. Percentagem de pedregulho, ou seja, a fração que passa pela peneira de 76,2 mm e fica retida na peneira nº4 (4,75 mm)
2. Percentagem de areia, ou seja, a fração que passa pela peneira nº4 (4,75 mm), e fica retida na peneira nº 200.
3. Percentagem de silte e argila, ou seja, a fração que passa na peneira nº 200.
4. Coeficiente de curvatura (Cc) e coeficiente de uniformidade (Cu).
5. Limite de liquidez e índice de plasticidade da porção do solo que passa pela peneira nº 40
1. Solos de granulação grosseira, o solo será classificado como pedregulho ou areia, dependendo de qual destas duas frações granulométricas predominar. 
Por exemplo, se o solo tem 30% de pedregulho, 40% de areia e 30% de finos, ele será classificado como areia – S.
a) Identificado que um solo é areia ou pedregulho, importa conhecer sua característica secundária. Se o material tiver poucos finos, menos de que 5% passando na peneira nº 200, deve-se verificar como é a sua composição granulométrica. Os solos granulares podem ser “bem graduados (GW e SW)” ou “mal graduados (GP e SP)”.
Esta característica dos solos granulares é expressa pelo “coeficiente de uniformidade” e pelo “coeficiente de curvatura”.
Se os solos finos contêm argilas plásticas, os solos são do tipo GC ou SC. 
A característica complementar dos solos finos é indicada em sua compressibilidade, sendo utilizados os termos:
Alta compressibilidade (H = high) e baixa compressibilidade (L= low), para os solos M, C ou O
Aquelas com fração fina, principalmente os siltes, são enquadrados em GM ou SM.
b) Quando o solo de granulação grosseira tem mais do que 12% de finos, a uniformidade da granulometria já não aparece como característica secundária, pois importa mais saber das propriedades destes finos. 
O que determinará esta classificação será o posicionamento do ponto representativo dos índices de consistência (IP) na Carta de Plasticidade.
c) Quando o solo de graduação grosseira tem de 5 a 12% de finos, o Sistema recomenda que se apresentem as duas características secundárias, uniformidade de granulometria e propriedades dos finos. 
Assim, ter-se-ão classificações intermediárias, como, por exemplo, SP-SC, areia mal graduada, argilosa. 
2. Solos de granulação fina (siltes e argilas) 
Quando a fração fina do solo é predominante, ele será classificado como silte (M), argila (C) ou solo orgânico (O), não em função da porcentagem das frações granulométricas silte ou argila, pois o que determina melhor o comportamento argiloso são os índices de consistência.
Para a classificação destes solos, basta a localização do ponto correspondente ao par de valores IP e LL na Carta de Plasticidade. 
os solos de comportamento argiloso se faziam representar por um ponto acima de uma reta inclinada, denominada Linha A, solos orgânicos, ainda que argilosos, e solos siltosos são representados por pontos localizados abaixo da Linha A; queno seu trecho inicial, é substituía por uma faixa horizontal correspondente a IP de 4 a 7. 
Como característica complementar dos solos finos, é indicada sua compressibilidade. 
Assim, o Sistema adjetiva secundariamente como de alta compressibilidade (H) ou de baixa compressibilidade (L) os solos M, C ou O, em função do LL ser superior ou inferior a 50, respectivamente, como se mostra na Carta. 
Quando se trata de obter a característica secundária de areia e pedregulhos, este aspecto é desconsiderado.
Quando os índices indicam uma posição muito próxima às linhas A (ou sobre a faixa de IP 4 e 7), é considerado um caso intermediário e as duas classificações são apresentadas. 
Exemplos: SC-SM, CL-CH, etc.
 
Fluxograma:
O sistema de classificação AASHTO (Associação Americana de Rodovias Estaduais e Autoridades de Transporte)
O sistema é utilizado exclusivamente para o uso em obras rodoviárias, como objetivo principal de classificar os materiais que compõem o subleito (cama da que suportará os esforços distribuídos de um pavimento). 
CLASSIFICAÇÃO AASHTO 
Nesta classificação os solos são reunidos em grupos e subgrupos:
Conjunto materiais granulares (#200 < 35%): Classificados em grupos de A-1, A-2 e A-3.
 - Dentro desse grupo há subgrupos que classificam os solos como A-1-a ou A-2-7.
Conjunto materiais finos (#200 > 35%): Classificados como A-4, A-5, A-6 e A-7.
Na analise Granilometrica é baseado nos seguintes critérios:
1 -Tamanho dos grãos:
Pedregulho: é a fração que passa na peneira com abertura de 75 mm e fica retida na peneira padrão americano número 10 ( 2,0 mm).
Areia: é a fração que passa na peneira padrão americano número 10 (2,0 mm) e fica retida na peneira padrão americano número 200 ( 0,075 mm)
Silte e Argila: é a fração que passa na peneira padrão americano número 200.
O procedimento de análise parte da granulometria, limites de consistência e cálculo do Índice de grupo.
2 - Plasticidade:
 A terminologia siltosa será aplicada quando as porções finas do solo apresentam índice de plasticidade de 10 ou menos.
 A terminologia argilosa será aplicada quando as porções finas apresentam índice de plasticidade de 11 ou mais.
3 - Caso sejam encontradas pedras de mão e matacões (materiais maiores que a fração pedregulho), elas serão removidas da porção da amostra de solo que será usada para determinar a classificação. No entanto, a percentagem desse material é registrada (para fins de granulometria)
Carta de Plasticidade
3. A equação Indece de Grupo, se base na percentagem que passa na peneira nº 200, o limite de liquidez e o índice de plasticidade.
A classificao dos solos segundo o TRB (HRB), Determina-se o grupo do solo, por eliminação da esquerda para adireita. O primeiro grupo a partir da esquerda, com o qual os valores do solo ensaiado coincidir, será a classificação correta.
São regras para determinar o índice de grupo:
1. Se a equação resultar em um valor negativo para IG, o valor é considerado como 0.
2. O valor do índice de grupo calculado é arredondado para o valor inteiro mais próximo. Por exemplo : “ Se IG = 3,4 o índice de grupo será 3, porém se IG = 3,5 o índice de grupo será 4.
3. Não há limite superior para o índice de grupo.
4. Para os solos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 a A-3 o IG é sempre zero.
5. Para solos do grupo A-2-6 e A-2-7, utiliza-se apenas a ultima parcela da equação.
Aula Pratica
Um solo com 42% que passa #200 e 82% que passa #10 e com LL= 43% e LP= 37%. Classifique, segundo o Sistema rodoviário.
Um solo com 18% que passa #200 e 39% que passa #40 e com LL= 46% e LP= 43%. Classifique, segundo o Sistema rodoviário. 
Solos mal graduados, como areias finas, são difíceis de serem compactados para alcançar altas densidades e são menos desejáveis (ex: solo A-3).
Solos contendo grande quantidade de finos são inadequadas como material de subleito. Estes são classificados de A-4 a A-7, na ordem de crescente de adequação como material de subleito.
Argila com altos valores de LL e LP estão sujeitos a amplas variações na resistência durante os ciclos de secagem e umedecimento, o que é muito indesejável. Quando estes solos estão presentes em quantidades suficientes, o solo é enquadrado como A-6 e A-7.
Imposições práticas.
Bibliografía:
Cristiane Salerno Schmitz . Mecânica dos Solos .Centro Federal de Educação Tecnológica de Pelotas.CEFET-RS.Curso Técnico de Edificações Valente ,Mário Nuno.
Dalvan José Reinert e José Miguel Reichert. Propriedades física do solo. universidade federal de santa maria.Centro de ciências rurais .
Homero Pinto Caputo. Mecânica dos Solos e suas aplicações.