2 - Ident e Classificação de Solos

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Mecânica dos Solos I Aulas Teórico - Práticas 
 
Universidade de Coimbra - Laboratório de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil ICS 1/12 
 
IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS 
1. Para a identificação e a classificação de 4 solos (A, B, C e D) realizaram-se ensaios 
laboratoriais que incluíram análises granulométricas (peneiração e sedimentação), a 
determinação dos limites de consistência ou de Atterberg e a determinação dos principais 
índices físicos. 
A peneiração forneceu os resultados abaixo indicados. 
Número do 
Peneiro 
Percentagem de passados 
Solo A Solo B Solo C Solo D 
¾ 90 – – – 
3/8 56 – 100 – 
4 47 – 95 – 
10 44 – 83 – 
20 40 95 74 – 
40 – 80 63 – 
60 29 10 54 – 
80 – 3 – – 
140 – – 42 – 
200 4 1 37 91 
Do ensaio de sedimentação do solo C resultou que 31 % das partículas eram menores que 
0,05 mm, 22 % menores que 0,025 mm, 20 % menores que 0,012 mm e 6 % menores que 
0,002 mm. 
Do ensaio de sedimentação do solo D concluiu-se que 78 % das partículas eram menores 
que 0,04 mm, 61 % menores que 0,02 mm e 40 % menores que 0,002 mm. 
Em relação à determinação dos limites de Atterberg ou de consistência, verificou-se que: 
i) o solo C é não plástico; 
ii) o índice de plasticidade (IP) da fracção fina do solo C é igual a 3,5 %; 
iii) o solo D é plástico e inorgânico. 
Relativamente aos principais índices físicos, os resultados obtidos foram: 
Solo A Solo B Solo C Solo D 
G =2,70 Gs =2,68 Gs =2,63 Gs =2,60 
w =15% w =0 % w =7 % w =40 % 
 =18,1 kN/m3  =17,6 kN/m3  =18,4 kN/m3  =17,6 kN/m3 
a) Trace as curvas granulométricas dos quatro solos. 
b) Classifique granulometricamente os solos B, C e D. 
c) Para os três primeiros solos, determine os valores do diâmetro efetivo, do coeficiente 
de uniformidade e do coeficiente de curvatura. Em relação à extensão da granulometria 
ou graduação das partículas, diga como podia classificar estes solos. 
d) Calcule os índices de vazios naturais ou de ocorrência dos solos B e C. 
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e) Atendendo aos valores dos índices de vazios encontrados na alínea anterior e às curvas 
granulométricas, diga, justificando, qual dos dois solos, B ou C, deverá ser mais 
compressível. 
f) Determine os limites de Atterberg ou de consistência (wL, wP, IP) do solo D. 
g) Determine a atividade da fração argilosa presente no solo D. Poderá esta fração 
argilosa ser da família das montmorilonites? Justifique. 
h) Em termos de expectativa, que será de esperar da compressibilidade do solo D? 
Justifique. 
i) De acordo com a classificação unificada (ASTM D2487 - 85), como classificaria os 
quatro solos estudados? 
j) Na construção de um aterro para uma auto-estrada, qual dos quatro solos anteriores lhe 
parece ser o mais apropriado para ser utilizado? Justifique. 
k) Na construção de uma barragem de terra, que função poderia desempenhar o solo D? 
2. Alguns parâmetros físicos e de identificação de dois solos arenosos estão expostos no 
seguinte quadro: 
Solos w ( % ) Gs  ( kN/m3 ) % cascalho D10 CU CC emax emin 
A 12,0 2,65 21,0 0 0,20 3,0 0,75 1,00 0,40 
B 15,0 2,60 19,0 15 0,10 14,1 1,50 0,85 0,18 
a) Justificando, trace qualitativamente as curvas granulométricas dos dois solos. 
b) Em termos de compressibilidade e de permeabilidade, compare os dois solos. 
c) Na construção de um aterro que se pretende resistente, qual dos dois solos deveria em 
princípio utilizar? Justifique. 
3. Considere os dois seguintes solos inorgânicos: 
 Solo A Solo B 
% Areia 20 % 3 % 
% Silte 51 % 35 % 
% Argila 29 % 62 % 
wL 75 % 130 % 
wP 30 % 35 % 
w 65 % 28 % 
S 100 % 95 % 
 s (kN/m
3
) 26,0 26,0 
a) Determine os índices de vazios de ocorrência de cada um dos solos. Comente os 
resultados. 
b) Calcule o peso volúmico dos dois solos. 
c) Serão do mesmo tipo as frações argilosas presentes nos dois solos? Justifique. 
d) Algum dos solos apresenta elevada propensão para ser expansivo? Justifique. 
e) Compare os dois solos no que se relaciona com a consistência e a compressibilidade. 
f) Classifique granulometricamente os dois solos. 
g) Classifique os dois solos de acordo com a classificação unificada (ASTM D2487-85) 
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4. Na Figura 1 representa-se um maciço terroso constituído por três camadas sobrejacentes a 
um maciço rochoso granítico. O nível freático coincide com a superfície do terreno. O 
Quadro 1 contém elementos quanto à origem e alguns parâmetros físicos dos solos e na 
Figura 3 ilustra-se as respetivas curvas granulométricas. Justificando cuidadosamente, 
responda às questões que se seguem
A
B
C
Maciço Granítico
0,0 m
-8,0 m
-18,0 m
Variável
 
 Figura 1 
Quadro 1 
Solo Origem 
d
min
 
(kN/m
3
) 
d
max
 
(kN/m
3
) 
e Gs 
1 Residual (*) (*) 0,55 2,61 
2 Sedimentar 13,5 21,5 0,31 2,60 
3 Sedimentar 13,0 18,4 0,90 2,60 
(*) Grandezas que não se determinam neste tipo de 
solos 
 
 
 
 
Figura 2 
a) Determine o índice de compacidade dos solos 2 e 3. 
b) Justificando, estabeleça a correspondência entre os solos 1, 2 e 3 do quadro e as 
camadas A, B e C da Figura 2. 
c) Sabendo que o solo residual se pode classificar granulometricamente como areia 
siltosa, estabeleça a correspondência entre os solos 1, 2 e 3 do Quadro 1 e as curvas 
granulométricas I, II e III da Figura 2. Justifique. 
d) Determine o teor em água natural do solo residual. 
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5. Na Figura 3 estão representadas 4 curvas granulométricas. 
 
Figura 3 
a) Determine os coeficientes de uniformidade e de curvatura para os solos B e C. 
b) Qual dos dois solos anteriores terá um menor índice de vazios mínimo? Justifique. 
c) Sabendo que os limites de consistência determinados para os solos A e D foram de 
(wL=45 %; wP=20 %) e (wL=75 %; wP=25 %), respetivamente, tente identificar o tipo de 
fração argilosa presente em cada um deles. 
d) Sabendo que os teores em água dos dois solos A e D são de 25 % e 70 %, 
respetivamente, refira as expectativas, em termos comparativos, em relação à 
compressibilidade e à resistência dos dois solos. Justifique. 
e) Estime, aproximadamente, o índice de vazios natural do solo D. 
6. Para a caraterização de um maciço, efetuou-se uma sondagem que detetou a presença de 
cinco estratos terrosos sobrejacentes ao maciço rochoso. 
Dois dos solos constituintes desses estratos são de natureza granular: i) areia grossa 
uniforme solta; ii) areia siltosa muito compacta. Os outros três, são solos finos: i) argila 
ou silte pouco plástico de consistência média; ii) argila plástica mole a muito mole; iii) 
argila muito plástica e rija. 
 Na Figura 4 inclui-se os resultados dos ensaios para a determinação dos limites de 
consistência dos cinco solos, bem como o valor do teor em água natural de três deles. 
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Figura 4 
 
a) Justificando, estabeleça a sequência estratigráfica do maciço. 
b) Para o solo fino mais plástico, estime a percentagem de fração argilosa presente, 
sabendo que se trata de ilite (A = 0,9). 
c) Dos dois solos de caraterísticas granulares presentes no maciço, qual deles será o mais 
permeável? E o mais compressível? Justifique. 
 
 
 
Soluções dos problemas propostos 
1. b) Solo A - Areia; Solo B - Areia; Solo C - Areia Siltosa; Solo D - Argila Siltosa 
c) Solo A: D10 = 0,093 mm ; Cu = 107,5 ; Cc = 0,08 ; solo mal graduado 
 Solo B: D10 = 0,25 mm ; Cu = 1,5 ; Cc = 0,89; solo mal graduado 
 Solo C: D10 = 0,0035 mm ; Cu = 100,0 ; Cc = 1,82 ; solo bem graduado 
d) Solo B: e = 0,52; Solo C: e = 0,53 
e) Solo C 
f) wL = 42%; wp = 26%; Ip = 16% 
g) A = 0,40; não é montmorilonite 
h) Alta compressibilidade 
i) Solo A: GP, cascalho mal graduado com areia 
 Solo B: SP, areia limpa mal graduada; 
 Solo C: SM, areia siltosa com cascalho; 
 Solo D: CL, argila magra 
j) Solo C 
k) Núcleo impermeabilizante 
2. b) Solo A menos compressível e mais permeável 
 c) Solo B 
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3. a) Solo A: e = 1,69; Solo B: e = 0,77. 
b) Solo A:  = 15,9 kN/m
3
 ; Solo B:  = 18,8 kN/m
3
. 
c) Solo A: A = 1,5; Solo B: A = 1,53; as frações argilosas poderão ser do mesmo tipo. 
d) Solo B 
e) Solo A: Ic = 0,22; Solo B: Ic = 1,07; solo A muito mais compressível que solo B. 
f) Solo A: silte argiloso; 
 Solo B: argila. 
g) Solo A: CH, argila gorda com areia; 
 Solo B: CH, argila gorda. 
4. a) Solo 2: emin = 0,21 , emax = 0,93 , Dr = 86 % ; Solo 3: emin = 0,41 , emax = 1,0; 
Dr = 17 %. 
b) Solo 1 – Camada C; Solo 2 – Camada B; Solo 3 – Camada A. 
c) Solo 1 – Curva II; Solo 2 – Curva III; Solo 3 – Curva I. 
 d) Solo 1 (C, II): w = 21 % 
5. a) Solo B: Cu = 3, Cc = 1,33 (solo mal graduado); Solo C: Cu = 100, Cc = 2,25 (solo bem 
graduado). 
 b) O solo C. 
 c) A fração argilosa presente em ambos os solos é muito ativa. Mais ativa a do solo A, 
pelo que será maior a percentagem de montmorolinite nela presente. 
 d) O solo A é muito menos compressível e muito mais resistente que o solo D. 
 e) Solo D; e = 1,82 (considerando Gs = 2,60) 
6. a) 1 – Areia grossa uniforme solta; 2 – Argila plástica mole a muito mole; 3 – Argila ou 
silte pouco plástico de consistência média; 4 – Argila muito plástica e rija; 
 b) %Argila = 67% 
 c) Areia grossa uniforme solta – mais permeável e mais compressível. 
 
 
 
 
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ANEXO 
1. Limites de consistência do solo D (Exercício 1) 
Limite de Liquidez 
Cápsula (n.º) 1 2 3 4 
Amostra hum. + cápsula (g) 26,10 21,25 21,19 22,23 
Amostra seca + cápsula (g) 22,10 18,74 18,82 19,45 
Peso da cápsula (g) 13,28 13,06 13,23 12,75 
Peso da água (g) 
Amostra seca (g) 
Teor de humidade (%) 
N.º de golpes 13 17 26 28 
 
 
Diagrama 
10035
N.º de golpes
w
(%)
10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90
 
 
 
Limite de Plasticidade 
Cápsula (n.º) 5 6 7 8 
Amostra hum. + cápsula (g) 17,44 17,96 17,18 17,23 
Amostra seca + cápsula (g) 16,56 16,94 16,36 16,36 
Peso da cápsula (g) 13,05 13,18 13,01 12,95 
Peso da água (g) 
Amostra seca (g) 
Teor de humidade (%) 
Teor de humidade médio (%) 
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2. Curva granulométrica 
 
 
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3. Triângulo de Feret 
 
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4. Classificação Unificada 
Classificação de solos (ASTM D 2487-85) 
Critérios para designação dos símbolos e nome dos grupos utilizando ensaios de laboratório (a) 
Classificação do Solo 
Símbolo 
do Grupo 
Nome do Grupo 
(b) 
SOLOS GROSSOS 
 
 
 
 
 
Mais de 50% retido 
no peneiro n.º 200 
Cascalho 
 
 
Mais de 50% da 
fracção grossa 
retida no peneiro 
n.º4 
Cascalhos limpos (c) 
 
Menos de 5% de finos 
U CC 4 e 1 C 3   (e) GW 
Cascalho bem 
graduado (f) 
U CC 4 e/ou 1 C 3   (e) GP 
Cascalho mal 
graduado (f) 
Cascalhos com finos (c) 
 
Mais de 12% de finos 
Finos classificados como 
ML ou MH 
GM 
Cascalho siltoso 
(f), (g), (h) 
Finos classificados como 
CL ou CH 
GC 
Cascalho argiloso 
(f), (g), (h) 
Areias 
 
50% ou mais da 
fracção grossa 
passa no 
peneiro n.º4 
Areias limpas (d) 
Menos de 5% de finos 
U CC 6 e 1 C 3   (e) SW 
Areia bem 
graduada (i) 
U CC 6 e/ou 1 C 3   (e) SP 
Areia mal 
graduada (i) 
Areias com finos (d) 
Mais de 12% de finos 
Finos classificados como 
ML ou MH 
SM 
Areia siltosa 
(g), (h), (i) 
Finos classificados como 
CL ou CH 
SC 
Areia argilosa 
(g), (h), (i) 
SOLOS FINOS 
 
 
 
 
50% ou mais 
passado no peneiro 
n.º 200 
Siltes e Argilas 
 
 
Lw 50% 
Inorgânico 
IP 7 e situa-se na linha A 
ou acima desta (j) 
CL 
Argila magra 
(k), (l), (m) 
IP 4 ou situa-se abaixo 
da linha A (j) 
ML Silte (k), (l), (m) 
Orgânico 
L
L
w (seco em estufa)
0,75
w (sem secagem)
 OL 
Argila orgânica 
(k), (l), (m), (n) 
Silte orgânico 
(k), (l), (m), (o) 
Siltes e Argilas 
 
 
Lw 50% 
Inorgânico 
IP situa-se na linha A ou 
acima desta 
CH 
Argila gorda 
(k), (l), (m) 
IP situa-se abaixo da linha 
A 
MH 
Silte elástico 
(k), (l), (m) 
Orgânico 
L
L
w (seco em estufa)
0,75
w (sem secagem)
 OH 
Argila orgânica 
(k), (l), (m), (p) 
Silte orgânico 
(k), (l), (m), (q) 
Solos altamente orgânicos, principalmente matéria orgânica, cor escura e odor orgânico Pt Turfa 
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Classificação de solos (ASTM D 2487-85) – Continuação 
 
a) Baseado no material passado no peneiro 3” (75mm) 
b) Se a amostra virgem tiver blocos e/ou calhaus junte “com blocos e/ou calhaus” ao nome do grupo 
c) Cascalho com 5% a 12% de finos preciso de dois símbolos: 
GW – GM : Cascalho bem graduado com silte 
GW – GC : Cascalho bem graduado com areia 
GP – GM : Cascalho mal graduado com silte 
GP – GC : Cascalho mal graduado com areia 
d) Areia com 5% a 12% de finos preciso de dois símbolos: 
SW – SM : Areia bem graduada com silte 
SW – SC : Areia bem graduada com argila 
SP – SM : Areia mal graduada com silte 
SP – SC : Areia mal graduada com argila 
e) 
U 60 10C D D 
    
2
C 30 10 60C D D D  
f) Se o solo contém 15% de areia, junte “com areia” ao nome do grupo 
g) Se os finos se classificam como CL – ML, use dois símbolos: GC-GM, SC-SM 
h) Se os finos são orgânicos, junte “com finos orgânicos” ao nome do grupo 
i) Se o solo contém 15% de cascalho, junte “com cascalho” ao nome do grupo 
j) Se os limites de Atterberg se situam na zona sombreada da carta de plasticidade, o solo é um CL – ML, argila siltosa 
k) Se o solo contém 15 a 30% retido no peneiro n.º 200, junte “com areia” ou “com cascalho” conforme o predominante 
l) Se o solo contém 30% retido no peneiro n.º 200, predominantemente arenoso, junte “arenoso” ao nome do grupo 
m) Se o solo contém 30% retido no peneiro n.º 200, predominantemente cascalho, junte “cascalhento” ao nome do 
grupo 
n) IP 4 e situa-se na linha A ou acima desta 
o) IP 4 ou situa-se abaixo da linha A 
p) IP situa-se na linha A ou acima desta 
q) IP situa-se abaixo da linha A 
 
Carta de Plasticidade de Casagrande 
 
Nota: Os resultados que conduzam a pontos acima da linha “U” são provavelmente irrealistas pelo que os 
correspondentes ensaios deverão ser repetidos cuidadosamente 
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Classificação de solos (ASTM D 2487-85) – Continuação 
 
SÍMBOLO 
DE 
GRUPO 
PROPRIEDADES IMPORTANTES 
PERMEABILIDADE 
QUANDO COMPACTADO 
RESISTÊNCIA AO CORTE 
QUANDO COMPACTADOE 
SATURADO 
COMPRESSIBILIDADE 
QUANDO COMPACTADO 
E SATURADO 
TRABALHABILIDADE 
COMO MATERIAL DE 
CONSTRUÇÃO 
GW Permeável Excelente Desprezável Excelente 
GP Muito Permeável Boa Desprezável Boa 
GM Semipermeável a impermeável Boa Desprezável Boa 
GC Impermeável Boa a razoável Muito baixa Boa 
SW Permeável Excelente Desprezável Excelente 
SP Permeável Boa Muito baixa Razoável 
SM Semipermeável a impermeável Boa Baixa Razoável 
SC Impermeável Boa a razoável Baixa Boa 
ML Semipermeável a impermeável Razoável Média Razoável 
CL Impermeável Razoável Média Boa a razoável 
OL Semipermeável a impermeável Fraca Média Razoável 
MH Semipermeável a impermeável Razoável a fraca Alta Fraca 
CH Impermeável Fraca Alta Fraca 
OH Impermeável Fraca Alta Fraca 
Pt – – – –