Caracterização dos solos

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21/08/2016
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Classificação dos Solos
Os depósitos de solos podem se constituírem de partículas dos
mais diversos tamanhos. O intemperismo físico, caracterizado
pela desintegração, pode gerar partículas de tamanhos cerca de
0,001mm e somente o intemperismo químico, caracterizado
pela decomposição, é capaz de gerar partículas menores que
0,001mm. (BUENO e VILAR, 1984)
Os solos cuja maior porcentagem esteja constituída de
partículas visíveis a olho nú, com diâmetros maiores que 0,074
mm, são denominados solos de grãos grossos ou solos
granulados. (BUENO e VILAR, 1984)
Os solos de granulação grossa apresentam-se compostos de
partículas normalmente equidimensionais, podendo ser
esféricas (solos transportados) ou angulares (solos residuais).
(BUENO e VILAR, 1984)
Tamanho e Forma das Partículas
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SOLOS SOB O PONTO DE VISTA DAS OBRAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL
As obras de construção em, sua grande maioria, se apóiam sobre ou no
interior da crosta terrestre, os materiais que a formam, são eles mesmos,
sob tais pontos de vista, materiais de construção civil.(VARGAS,1977)
Tais materiais podem também ser utilizados nas próprias obras como
materiais de empréstimo. Sob este aspecto dividem-se em solos e
rochas.(VARGAS, 1977).
Assim, o terreno dá sustentação à carga das edificações e determina os
aspectos fundamentais do projeto em função do seu perfil e de
características físicas como elevação drenagem e localização.(CAMPOS,
2012)
No âmbito da mecânica dos solos torna-se importante conhecer os três
tipos básicos de solos: Areia, Silte e Argila(CAMPOS, 2012)
SOLOS SOB O PONTO DE VISTA DAS OBRAS DE CONSTRUÇÃO CIVIL
Assim, o terreno dá sustentação à carga das edificações e
determina os aspectos fundamentais do projeto em função do
seu perfil e de características físicas como elevação drenagem e
localização.(CAMPOS, 2012)
No âmbito da mecânica dos solos torna-se importante
conhecer os três tipos básicos de solos: Areia, Silte e
Argila(CAMPOS, 2012)
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TIPOS BÁSICOS DE SOLOS
Argila: Solo de granulação fina constituído por partículas com
dimensões menores que 0,002 mm, apresentando coesão e
plasticidade. (ABNT NBR 6502)
Areia: Solo não coesivo e não plástico formado por minerais
ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre
0,06 mm e 2,0 mm (ABNT NBR 6502)
Silte: Solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade, e
que exibe baixa resistência quando seco o ar. Suas
propriedades dominantes são devidas à parte constituída
pela fração silte. É formado por partículas com diâmetros
compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm.
CARACTERIZAÇÃO TÁTIL E VISUAL DO SOLO
A partir das características apresentadas pelos solos utilizam-se
de alguns testes rápidos que permitem a sua identificação.
Como os solos são uma mistura de partículas dos mais variados
tamanhos busca-se determinar qual o tamanho que predomina
e depois as demais ocorrências.
A identificação da cor é também uma forma de identificação do
solo. Destas características surgem os nomes, como por
exemplo:
- Argila arenosa vermelha; silte argiloso pouco arenoso marrom;
areia grossa, com pedregulhos, cinza etc.
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- A cor do solo deve ser definida com o mesmo estando úmido;
- O solo pode ser nomeado com até duas cores. Descreve-se
uma cor, depois outra cor;
- Ocorrendo mais de duas cores significativas no solo, ele deve
ser nomeado como cor variegada.
� Cor do Solo
CARACTERIZAÇÃO TÁTIL E VISUAL DO SOLO
Consiste em umedecer uma amostra de solo, amassá-la fazendo
uma pasta e esfregá-la na palma da mão, colocando, em seguida ,
sob água corrente:
- O solo arenoso lava-se facilmente, isto é, os grãos de areia
limpam-se rapidamente das mãos.
- O solo siltoso só limpa depois que bastante água correu sobre
a mão, sendo necessário sempre alguma fricção para limpeza
total.
- O solo argiloso oferece dificuldade de se desprender da palma
da mão, porque os grãos muito finos impregnam-se na pele,
sendo necessário friccionar vigorosamente para a palma da
mão se ver livre da pasta.
Teste de sujar as mãos
CARACTERIZAÇÃO TÁTIL E VISUAL DO SOLO
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Consiste em desagregar completamente uma amostra de solo e
colocar uma porção num recipiente de vidro contendo água.
Agita-se o conjunto, em seguida imobiliza-se o recipiente,
deixando-o em repouso e observa-se o tempo de deposição da
maior parte das partículas do solo:
- Os solos mais arenosos assentam suas partículas em poucos
segundos;
- Os solos argilosos podem levar horas.
Teste de dispersão em água
CARACTERIZAÇÃO TÁTIL E VISUAL DO SOLO
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Teste do cordão
CARACTERIZAÇÃO TÁTIL E VISUAL DO SOLO
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IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS
Solos Arenosos: há predominância da areia composta de grãos grossos
médios e finos, todos visíveis a olho nu.
A areia como característica principal não possui coesão, sendo seus
grãos facilmente separáveis uns dos outros.
Os solos arenosos possuem grande permeabilidade, ou seja, a água
circula com muita facilidade entre os grãos e seca rapidamente na
ausência da água.
Solos Argilosos: caracteriza-se pelos grãos microscópicos, de
cores vivas e muito impermeáveis. Devido ao tamanho dos
grãos as argilas possuem algumas características, a saber:
- Permitem serem moldadas com água;
- Possuem dificuldades de desagregação;
- Permitem taludes com ângulos bastante 
verticalizados.
- Ao contrário das areias que possuem grãos esferoidais 
seus grãos são lamelas microscópicas;
- Devido à sua característica impermeável são 
preferidas nas construções de barragens de terra.
IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS
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Solos Siltosos: situa-se entre a areia e a argila é um pó como
a argila mas não possui coesão apreciável, nem tampouco
plasticidade que se deva considerar, quando molhado.
Outros nomes populares:
- Piçarra: rocha muito decomposta e que pode ser escavada 
com pá ou picareta;
- Turfa: argila com muita matéria orgânica, geralmente 
encontrada em pântanos ou locais com água permanente 
(rios, lagos), no presente ou no passado remoto.
- Saibro: terreno formado basicamente por argila misturada 
com areia.
IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS
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Solos – Parte 3
Propriedades Índices
1. Introdução
Os solos apresentam-se na natureza compostos por
elementos das três fases físicas (ar ,água e sólido) em maior
ou menor proporção
A envoltória do solo constitui-se do agrupamento de
partículas sólidas que apresentam-se entremeadas de vazios
que podem estar preenchidos com água e/ou ar. O ar é
extremamente compressível e a água pode fluir através do
solo. Portanto quando da avaliação quantitativa do
comportamento do solo há necessidade de levar em conta as
ocorrências destas fases físicas. (BUENO e VILAR, 1984)
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Propriedades Índices
1. Introdução
Consideram-se determinadas características da fase sólida como
também das três fases em conjunto passíveis de mensuração,
seja mediante as relações entre as fases, seja por meio da
avaliação do comportamento do solo diante de algum ensaio
convencional.
A determinação das propriedades índices aplica-se na
classificação e identificação do solo, uma vez que elas podem
ser correlacionadas com as características mais complexas do
solo como por exemplo a compressibilidade.
Nesta fase estudam-se os índices físicos, a granulometria e
estados de consistências.
Índices Físicos
Conceito:
São relações entre as diversas fases em termos de massas e
volumes os quais procuram caracterizar as condições físicas a que
se encontram.
As figuras a seguir apresentam, respectivamente:
• um elemento de solo constituído das três fases como poderia
ocorrer na natureza (Fig. a) e
• o elemento solo mostrado esquematicamente com a divisão das
três fases de modo a facilitar as deduções referentes às relações
entre os diversos índices (Fig. b).
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Índices Físicos
Na figura esquemática (b) as fases estão separadas e indicadas em
volumes (lado esquerdo da figura) e em massas (lado direito da
figura).
Figuras
Fonte: (BUENO e VILAR,1984)
Índices Físicos
As três relações de volumes mais utilizadas são:
- Porosidade; Índice de vazios e Grau de saturação
Porosidade (n): definida pela relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume total 
da amostra (V)
Índice de vazios (e): é definido pela relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume 
dos sólidos (Vs)
S
V
V
V
e =
V
Vvn =
Graus de saturação (Sτ): representa a relação entre o volume de água (VW) e o 
volume de vazios (Vv) 
V
W
V
V
S =τ
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Índices Físicos
Relação entre massas: a mais utilizada é o teor de umidade (W) 
que é a relação entre a massa de água (Mw) e a massa de sólidos
(MS) presentes na amostra
Com referência à relação entre massas e volumes mais usuais 
tem-se:
- Massa específica natural;
- Massa específica dos sólidos;
- Massa específica da água
S
W
M
M
W =
Massa específica natural (γ) é a relação entre a massa do 
elemento e o volume desse elemento.
Massa específica dos sólidos (γs) é determinada dividindo-se a 
massa dos sólidos (MS) pelo volume ocupado por esses sólidos
V
M
=λ
S
S
S V
M=λ
Massa específica da água (γW) define-se como:
W
W
W V
M=λ Nos casos práticos definir como 1 g/cm³ 
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Fonte: NOGUEIRA, 1988
Fonte: Adaptado de NOGUEIRA, 1988
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Solos – Parte 4
Distribuição Granulométrica
Distribuição Granulométrica
Os solos, em sua fase sólida, contém partículas de diferentes tamanhos e
formas e em proporções as mais variadas. Com a determinação do
tamanho das partículas e as respectivas porcentagens de ocorrência
permite obter a função de distribuição de partículas do solo que é
denominada distribuição granulométrica.
Obtenção:
Para os materiais granulares, areias e pedregulhos, a obtenção se dá
através do processo de peneiramento de uma amostra seca em estufa.
Para os materiais finos, siltes e argilas, utiliza-se do processo de
sedimentação dos sólidos em um meio líquido.
Para solos compostos por partículas tanto na fração grossa quanto na fina
faz-se a análise granulométrica conjunta.
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Peneiramento
O ensaio de peneiramento consiste na separação dos sólidos, de
um solo, nas suas diversas frações que se realiza através de um
conjunto de peneiras de aberturas padronizadas e um vibrador.
O conjunto de peneiras é normalizado pela ABNT:NBR 5734/80 é
formado por 52 peneiras de malhas quadradas com aberturas
variando de 108 mm a 0,037 mm.
As tabelas, a seguir, indicam as peneiras em dois subconjuntos:
para agregados e para solos.
Obs. Embora existam peneiras com aberturas menores que
0,075 mm (#200), por dificuldades práticas não são utilizadas no
peneiramento do solo.(NOGUEIRA, 1988)
Fonte: Adaptado de NOGUEIRA, 1988
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Fonte: Adaptado de NOGUEIRA, 1988
Fonte: www.bertel.com.br
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Série de peneiras
Fonte: www.splabor.com.br
Sequência de um peneiramento
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Exemplo de um Peneiramento: MS = 120g
Fonte: Adaptador de NOGUEIRA, 1988
100,0
Gráfico da Curva Peneiramento Anterior
Fonte: NOGUEIRA, 1988
A curva de distribuição granulométrica tem como finalidade
principal a classificação textural do solo
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Gráfico de Curvas Granulométricas Típicas
Fonte: VARGAS, 1977
3 min
� Interpretação do gráfico semilogarítmico das curvas granulométricas
- Nas abscissas colocam-se os logaritmos dos diâmetro dos grãos;
- Nas ordenadas as porcentagens, em peso, dos diâmetros dos grãos 
de diâmetros inferiores aos da abscissa correspondente.
� Ex. O solo representado pela curva granulométrica 1 tem:
- 90% dos seus grãos de diâmetros inferiores a 2 mm;
- 60% dos seus grãos de diâmetros inferiores a 0,2 mm;
- 10% dos seus grãos de diâmetros inferiores a 0,002 mm;
- Na parte inferior da figura foi desenhada uma escala granulométrica 
(Escala Granulométrica Internacional) que estabelece os diâmetros 
de grão das diferentes frações do solo:
� Pedregulho φ > 2 mm;
� Areia grossa 2 > φ > 0,2 mm;
� Areia fina 0,2 > φ > 0,02 mm;
� Silte 0,02 > φ > 0,002 mm;
� Argila φ < 0,002 mm. Fonte: VARGAS, 1977
Fonte: VARGAS, 1977
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Terminologia de Rochas e Solos conforme ABNT-NBR 6502/95
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Sedimentação
É um processo utilizado para solos finos, siltes e argilas com
partículas menores que 0,075 mm. O cálculo dos diâmetros
equivalentes é feito a partir dos resultados obtidos durante a
sedimentação de uma massa de sólidos em um meio líquido.
A base teórica para o cálculo do diâmetro equivalente vem da
Lei de Stokes, que afirma que a velocidade de queda de uma
partícula esférica de massa específica conhecida, em um meio
líquido rapidamente atinge um valor constante que é
proporcional ao quadrado do diâmetro da partícula.
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Análise Granulométrica Conjunta
Para a maioria dos solos, que possuem tanto a fração grossa
quanto a fina, um ensaio de peneiramento ou de sedimentação
não permite obter sua distribuição granulométrica. Assim, será
preciso realizar um ensaio que contemple as duas partes,
chamado de análise granulométrica conjunta.
O ensaio consiste em colocar uma amostra do solo peneirado
por lavagem na peneira # 200 para separar as duas frações. Com
o material retido na peneira será feito o peneiramento e com o
que passa na peneira será feita a sedimentação.
A figura a seguir mostra as curvas granulométricas de alguns
solos.
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Solos – Parte 5
Compacidade e Consistência
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Compacidade e Densidade Relativa
A compacidade é uma característica da maior ou menor densidade 
dos solos não coesivos (areias ou siltes arenosos).
Solo com maior compacidade � mais compacto � mais denso
Solo com menor compacidade � menos compacto � mais fofo
Características desse tipo de solo relacionada ao seu maior ou menor peso por 
unidade de volume.
A Massa específica aparente seca ( λS ) como o Índice de Vazios 
(e) poderão dar uma ideia do estado de compacidade de uma 
areia:
Areia mais compacta � maior ( λS ) e menor (e)
O comportamento mecânico dos solos não coesivos (areias e
siltes arenosos) determina-se, fundamentalmente, pelo grau
de compacidade com que ele se encontra. Para esta medição
foi introduzido o conceito de Compacidade Relativa ou
Densidade Relativa definida pela expressão:
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Furo 3
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Consistência e resistência à compressão simples
Consistência refere-se sempre aos solos coesivos (argila e
siltes argilosos) e é definida como a maior ou menor dureza
em que uma argila é encontrada na natureza.
A dureza de um solo argiloso varia inversamente com o seu
teor de umidade, ou seja, à medida que a umidade de uma
massa argilosa diminui, a argila vai se tornando mais dura.
Para teores de umidade grandes, ela é mole, como a lama,
para pequenos teores de água, ela é dura, como um tijolo
(VARGAS, 1970)
(LL )(LP )
Variação do estado físico das argilas com a sua umidade
Fonte: VARGAS, 1977
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Limite de Liquidez (LL): teor de umidade que separa o estado de consistência
líquido do estado plástico pelo qual o solo apresenta pequena resistência ao
cisalhamento.
Limite de Plasticidade (LP): é o teor de umidade que que separa o estado 
plástico do semi-sólido
Limite de Contração (LC): é o teor de umidade que separa o estado semi-
sólido do sólido. Observa-se na figura que a partir deste valor a amostra
continuará a secar a volume constante.
Índice de Plasticidade (IP): define o teor de umidade, no qual o solo se
encontra no estado plástico
LP = LL - LP
Índice de Consistência (IC)
� Se a umidade “h” for maior que “h2” (LL ) o solo terá uma consistência fluida;
� Se “h” estiver entre “h2” (LL ) e “h1” (LP ) sua consistência será plástica;
� Se “h” for menor que “h1” (LP ) sua consistência será dura
(LL )(LP )
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Fonte: VARGAS, 1977
Fonte: ftp://ftp.ifes.edu.br/
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Fonte: VARGAS, 1977
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Fonte: VARGAS, 1977
Índice de Consistência (IC)
IC < 0 Consistência muito mole (vaza) fluido
0,0 < IC < 0,5 Consistênciaplástica mole
0,5 < IC < 0,75 Consistência plástica média
0,75 < IC < 1,0 Consistência plástica rija
IC > 1,0 Consistência dura
Fonte: VARGAS, 1977
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Índice de Consistência pela coesão
A consistência de uma argila pode ser também obtida a
partir da maior ou menor coesão, que é definida como
a maior ou menor dureza que um torrão de argila
apresenta ao se tentar deformá-lo.
Trata-se de medir a consistência de um solo coesivo
através do puncionamento de um cone sobre a
superfície da amostra de solo. A consistência será
definida como a pressão necessária para fazer o cone
penetrar, por exemplo, 1cm na amostra.
Fonte: VARGAS, 1977
Consistência através do “Ensaio de Compressão Simples”
RS < 0,5 kgf/cm² Consistência mole
0,05 < RS < 1,5 kgf/cm² Consistência média
1,5 < RS < 4,0 kgf/cm² Consistência rija
RS > 4,0 kgf/cm² Consistência dura
Ensaio: “molda-se um corpo de prova cilíndrico, tendo, por
exemplo uma área de 10 cm² e uma altura de 9 a 10 cm.
Comprime-se este corpo de prova em uma máquina de ensaio
adequada até rompê-lo. A carga de ruptura dividida pela área
média do cilindro é chamada ‘resistência a compressão
simples’”.(VARGAS, 1977, p 30)
Fonte: VARGAS, 1977
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“Ensaio a Compressão Simples”
Fonte: VARGAS, 1977
A identificação e a classificação das amostras de um solo
deverá ser feita segundo a ABNT-NBR 6250/80.
A identificação será feita com os testes visuais e táteis
procurando definir características granulométricas de
plasticidade, origem orgânica ou marinha se o solo é
residual e cores predominantes.
Com o valor do SPT obtido em cada metro, os solos são
classificados quanto a compacidade (solos grossos) ou
consistência (solos finos) conforme mostrado na tabela a
seguir.
Fonte: NOGUEIRA, 1988
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Classificação Conforme SPT
Adaptado de NOGUEIRA, 1988