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Mecânica dos Solos I ECV 5104 Prof. Dr. Naloan Coutinho Sampa UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA Aula 06 – Classificação dos Solos – Parte I A solução de um problema de engenharia de solos consiste primeiramente em medir a propriedade do solo requerido e depois utilizar o valor medido em uma fórmula racional para determinar a solução do problema. Seguintes exemplos: • parâmetro de permeabilidade → lei de Darcy → fluxo de água no solo; • parâmetro de compressibilidade → teoria de adensamento Terzaghi → recalque; • parâmetro de resistência → leis de estática → estabilidade de talude. Classificação dos Solos - introdução e, γ, Gs, K, Cc, 𝑠𝑢, ϕ’, c’, E, G0, .... f (e, γ, Gs, K, Cc, 𝑠𝑢, ϕ’, c’, E, G0, ....) Fluxo, recalque, estabilidade, .... Entrada Processo Saída Retroalimentação (feedback) A obtenção dos parâmetros de interesse podem ser difícil, demorada e cara. Por isso é de grande importância classificar solos em grupos de comportamentos parecidos. Classificação dos solos consiste em separar solos em grupos com mesmos padrões de comportamento. Permite resolver muitos problemas simples e dá uma orientação do programa experimental/investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema geotécnico. Classificação dos Solos - introdução • Mobilização • coleta de amostras • infraestruturas • ensaios de qualidade • técnico capacitado • interpretação do resultado A classificação dos solos é geralmente feita em duas etapas: • 1ª etapa (identificação visual e táctil) – consiste em classificar o solo com base na textura, aparência, cor, cheiro, presença ou não de matéria orgânica, provável composição mineralógica, etc.; • 2ª etapa (umidade, granulometria, limites de Atterberg, etc.) – consiste em determinar as características físicas do solo por meio dos ensaios realizados no laboratório (ensaios de caracterização). Tipos de solos Procedimentos e Caracterização Areias e solos arenosos Tacto (áspero), observação visual incoerente Areias finas, siltes, areias siltosas ou pouco argilosas Tacto – pequena resistência do torrão seco (esfarela facilmente), torrão seco desagrega rapidamente, quando submerso; dispersão em água (sedimenta rápido e a água permanece turva, por pouco tempo) Argilas e solos argilosos (com pouca areia ou silte) Tacto (úmido: saponáceos; secas: farinhosas); torrão seco bastante resistente, e não desagrega quando submerso; plasticidade; mobilidade da água intersticial Turfas e solos turfosos (orgânicos) Cor: geralmente cinza, castanho-escura, preta; Partículas fibrosas, cheiro característico de matéria orgânica em decomposição; inflamáveis, quando secos, e de pouca ou média plasticidade Classificação dos Solos - introdução Classificação dos Solos – Análise Tátil-Visual https://www.youtube.com/watch?v=3salb890l_E Cores dos Solos • auxilia na visualização e identificação de solos; • auxilia na diferenciação das classes de solos e na delimitação de camadas nos perfis; • fornece indicativo sobre material de origem, teor de matéria orgânica, condições de drenagem, teores de óxidos de Fe e Al, etc. • Principais cores - vermelhos, amarelos, acinzentados, brunos (pardos), brancos e até pretos; Cores dos Solos Cores escuras → presença de matéria orgânica. Presentes nas primeiras camadas. Cores vermelhas → presença de hematita (Fe2O3) e boa condição de drenagem e aeração. Cores claras → presença de minerais claros (quartzo e caulinita). Pode indicar a perda de materiais corantes. Solos ricos em quartzo/calcita/gibsita/sílica → cores claras. Cores acizentadas → saturação do solo com água (redução de ferro). Cores amarelas → presença de goethita (FeO(OH)) e podem indicar condições de boa drenagem, mas com regime mais úmido. Argilas × Areias Argilas Alta capacidade de retenção de água e baixa permeabilidade Elevada Coesão Consistência plástica e pegajosa (molhada) e dura (seca) Menor densidade Maior porosidade total Difícil aeração Superfície específica elevada (partículas finas) Possui estrutura (floculada e dispersa) Elevada capacidade de troca catiônica (CTC) Difícil preparo mecânico (forma grumos) Areias Baixa capacidade de retenção de água e elevada permeabilidade Baixa Coesão Consistência friável (molhada e seca) Maior densidade Menor porosidade total Fácil aeração Superfície específica baixa (partículas grossas) Sem estrutura Baixa capacidade de troca catiônica (CTC) Fácil preparo mecânico Maioria dos sistemas de classificação de solos usam os resultados de testes simples visando obter as características do solo necessárias para o enquadramento em um grupo. A composição granulométrica e limites de Atterberg são denominados propriedades de identificação do solo e são características mais usadas para o enquadramento do solo em um grupo. Vários sistemas de classificação adequados a uma utilização ou método de projeto: • Classificação granulométrica; • Classificação trilinear; – classificação textural • Sistema unificado de classificação dos solos (S.U.C.S.); • Classificação TRB/HRB/AASHTO; • Classificação MCT (Metodologia empregada em solos tropicais). Classificação dos Solos Classificação usado na engenharia Geotécnica e rodoviária Classificação usado na engenharia rodoviária SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS – S.U.C.S • é desenvolvido em 1952 pelos Bureau of Reclamation e Corpos de Engenheiros dos EUA para evitar a proliferação de sistemas de classificação; • é mais utilizado pelos engenheiros geotécnicos; • dá uma indicação geral da permeabilidade, resistência, e compressibilidade de vários grupos de solos com uma orientação de onde esses grupos podem ser usados em diferentes problemas de engenharia (ex.: aterros para estradas, aeródromos, barragens de terra, barragens de rejeito, etc.); • considera a porcentagem de pedregulhos, areias e finos, forma da curva granulométrica, plasticidade e compressibilidade; • fundamenta-se na textura e plasticidade; • divide os solos em 3 grandes grupos e em 15 sub grupos com base na composição granulométrica e na plasticidade; • 1º grupo - solos grossos (GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, SC) • 2º grupo - solos finos (CL, ML, OL, CH, MH, OH) • 3 grupo - solos muito orgânicos (Pt) Classificação dos Solos – S.U.C.S Classificação dos Solos – Fluxograma Abreviação Nome G (gravel) Pedregulho T ip o p ri n c ip a l S (sand) Areia M (mo) Silte C (clay) Argila O (organic) Solo Orgânico W (well) Bem Graduado D a d o s e x tr a s P (poor) Mal Graduado H (high) Alta Compressibilidade L (low) Baixa compressibilidade Pt (peat) Turfas Fluxograma do S.U.C.S Classificação dos Solos – Solos Grossos Critérios para designação dos símbolos e nome dos grupos Classificação do solo Símbolo Nome S o lo s d e g ra n u la çã o g ro ss a M a is d e 5 0 % r et id o n a p en ei ra n º 2 0 0 P ed re g u lh o s M a is d e 5 0 % d a fr aç ão g ro ss a re ti d a n a p en ei ra n º 4 Pedregulhos limpos (c) Menos de 5% de finos Grãos cobrindo toda a escala de granulação 𝐶𝑈 ≥ 4 𝑒 1 ≤ 𝐶𝐶 ≤ 3 GW Pedregulho bem graduado Predominância de um tamanho de grão 𝐶𝑈 < 4 𝑒/𝑜𝑢 𝐶𝐶 < 1 𝑒/𝑜𝑢 𝐶𝐶 > 3 GP Pedregulho mal graduado Pedregulhos com finos (c) Mais de 12% de finos 𝐼𝑃 < 4 − Finos não plásticos (ML ou MH) GM Pedregulho siltoso 𝐼𝑃 > 7 − Finos plásticos (CL ou CH) GC Pedregulho argiloso A re ia s M a is d e 5 0 % d a fr aç ão g ro ss a p a ss a d a n a p en ei ra n º 4 Areias limpas (d) Menos de 5% de finos Grãos cobrindo toda a escala de granulação 𝐶𝑈 ≥ 6 𝑒 1 ≤ 𝐶𝐶 ≤ 3 SW Areia bem graduada Predominância de um tamanho de grão 𝐶𝑈 < 6 𝑒/𝑜𝑢 𝐶𝐶 < 1 𝑒/𝑜𝑢 𝐶𝐶 > 3 SP Areia mal graduada Areias com finos (d) Mais de 12% de finos 𝐼𝑃 < 4 − Finos não plásticos (ML ou MH) SM Areia siltosa 𝐼𝑃 > 7 − Finos plásticos (CL ou CH) SC Areia argilosa Observação: pedregulhos com 5 a 12% de finos requeremsímbolos duplos – GW-GM, GW-GC, GP-GM, GP-GC areias com 5 a 12% de finos requerem símbolos duplos – SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC Pedregulhos e areias com 4 ≤ 𝐼𝑃 ≤ 7 e o ponto cair na área hachurada (CL-ML), use a classificação de símbolos duplos – GM-GC ou SM-SC Classificação dos Solos – solos finos Critérios para designação dos símbolos e nome dos grupos Classificação do solo Símbolo Nome S o lo s fi n o s M ai s d e 5 0 % p as sa d o n a p en ei ra n º 2 0 0 S il te s e ar g il as Inorgânico IP > 7 e situa-se na linha A ou acima desta CL Argila pouco plástica IP < 4 ou situa-se abaixo da linha A ML Silte Orgânico 𝐿𝐿 (𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑒𝑠𝑡𝑢𝑓𝑎) 𝐿𝐿 (𝑠𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑔𝑒𝑚) < 0,75 OL Argila orgânica ou silte orgânico S il te s e ar g il as Inorgânico IP situa-se na linha A ou acima desta CH Argila muito plástica IP situa-se abaixo da linha A MH Silte elástico Orgânico 𝐿𝐿 (𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑒𝑚 𝑒𝑠𝑡𝑢𝑓𝑎) 𝐿𝐿 (𝑠𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑔𝑒𝑚) < 0,75 OH Silte orgânico Solos muito orgânicos, principalmente matéria orgânica, cor escura, odor orgânico, textura fibrosa, alta porosidade Pt Turfa Observação: Siltes e argilas inorgânicos com LL < 50 e 4 ≤ 𝐼𝑃 ≤ 7 e o ponto cair na área hachurada (CL-ML), use a classificação de símbolos duplos – CL-ML Classificação dos Solos – Carta Geral de Classificação % P #200 < 50 (% P - porcentagem passante) G > S : G (pedregulho > areia) % P #200 < 5 GW CU > 4 e 1 ≤ CC ≤ 3 GP CU < 4 e 1 > CC > 3 % P #200 > 12 GC GM 5 < #200 < 12 GW-GM, GW-GC, GP-GM, GP-GC S > G : S (areia > pedregulho) % P #200 < 5 SW CU > 6 e 1 ≤ CC ≤ 3 SP CU < 6 e 1 > CC > 3 % P #200 > 12 SC SM 5 < #200 < 12 SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC % P #200 > 50 (% P - porcentagem passante) C CL CH M ML MH O OL OH Comportamentos Típicos – S.U.C.S Previsão do comportamento dos solos da classificação S.U.C.S Solo Comportamento como fundação Quando compactado 𝛄𝐝,𝐦𝐚𝐱 - Proctor normal Como material de barragens e estradascompressibilidade Resistência permeabilidade g/cm³ S o lo s d e g ra n u lo m et ri a g ro ss a GW Bom a excelente Desprezível Excelente permeável 2,00-2,22 Excelente GP Bom a excelente Desprezível Boa muito desprezível 1,80-2,00 Boa GM Bom a excelente Desprezível Boa semipermeável a permeável 1,92-2,20 Boa GC Bom a excelente Muito pequena Regular a boa Impermeável 1,84-2,10 Boa SW Bom a excelente Desprezível Excelente Permeável 1,76-2,10 Excelente SP Bom a mau Muito pequena Boa Permeável 1,60-1,92 Regular SM - Pequena Boa semipermeável a permeável 1,76-2,00 Regular SC Bom a mau pequena Regular a boa impermeável 1,68-2,00 Boa S o lo s d e g ra n u lo m et ri a f in a ML Muito mau Média Regular semipermeável a permeável 1,52-1,92 Regular CL Bom a mau Média Regular Impermeável 1,52-1,92 regular a boa OL Mau Média Baixa semipermeável a permeável 1,28-1,60 Regular MH Mau Alta Baixa a regular semipermeável a permeável 1,12-1,52 Má CH Regular a mau Alta Baixa impermeável 1,20-1,68 Má OH Muito mau Alta Baixa impermeável 1,10-1,60 Má Classifique o solo pelo Sistema Unificado de Classificação dos Solos e apresente alguns comportamentos esperados, sabendo que os resultados obtidos no laboratório são os seguintes: • Granulometria ✓% passante na #10 = 99 ✓% passante na #40 = 81 ✓% passante na #200 = 60 • Limites de Atterberg nas frações passantes pela #40 ✓LL = 31% ✓LP = 11% Exemplo 1 Solução 1. mais que 50% passam pela peneira #200 → solo fino 2. LL < 50% 3. IP = 31 – 11 = 20% → IP = 20 > 7 → CL 4. Solo classificado como CL. É um solo argiloso de baixa plasticidade. Quanto à fundação, o comportamento varia de bom a mau. Exemplo 1 Duas amostras foram coletadas no campo e levadas para o laboratório. Após a realização de alguns ensaios, o bolsista apresentou os seguintes resultados: Granulometria solo 1 ✓% passante pela #4 = 100 ✓% passante pela #200 = 9 ✓𝐷10 = 0,086𝑚𝑚 ✓𝐷30 = 0,122𝑚𝑚𝑚𝑚 ✓𝐷60 = 0,137𝑚𝑚 • Limites de Atterberg solo 1 ✓LL = 33% ✓LP = 22% Pede-se para classificar os dois solos. Exemplo 2 Granulometria solo 2 ✓% passante pela #10 = 100 ✓% passante pela #200 = 62 • Limites de Atterberg solo 2 ✓LL = 25% ✓LP = 19% Solução – solo 1 1. menos que 50% passam pela #200 → solo grosso 2. - 100% de fração grossa passam na #4 → areias 3. % passante pela #200 = 9 → 5 < %P #200 < 12 → classificação requer símbolo duplo 4. IP = 33 – 22 = 11% → IP = 11 > 7 → SC 5. 𝐶𝑈 = 𝐷60 𝐷10 = 0,137 0,086 = 1,6 < 6 6. 𝐶𝐶 = 𝐷30 2 𝐷60∙𝐷10 = 0,122 2 0,137∙0,086 = 1,3 > 1 7. - 𝐶𝑈 < 6 ou 𝐶𝐶 < 1 → SP 8. Solo classificado como SP-SC. É uma areia argilosa mal graduada. Exemplo 2 Solução – solo 2 1. mais que 50% passam pela #200 → solo fino 2. LL < 50% 3. IP = 25 – 19 = 6% → IP = 6 < 7 e 6 > 4 → Símbolo duplo 4. Solo classificado como CL-ML. É uma argila siltosa de baixa plasticidade. Exemplo 2 HIGHWAY RESEARCH BOARD – H.R.B. OU AASHTO OU SISTEMA RODOVIÁRIO • Foi desenvolvido em 1929 como sistema de classificação da Administração de Vias Públicas, porém a versão atual foi proposta por um comitê da Highway Research Board em 1945; • Foi elaborada principalmente para uso dos engenheiros rodoviários e classifica subleitos em rodovias; • A classificação original classificava os solos em 8 grupos. Na versão atual o solo é classificado em 7 grupos: A-1 a A-7; • Materiais granulares constituem os grupos A-1, A-2 e A-3, sendo que 35% ou menos das partículas passam pela peneira nº 200; • Os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7 são compostos principalmente de siltes e argilas, sendo que mais de 35% das partículas passam pela peneira nº 200. Classificação dos Solos – HRB/AASHTO Esse sistema de classificação é baseado nos seguintes critérios: • Tamanho dos grãos • Pedregulho – passa na peneira com abertura de 75mm e fica retida na peneira nº10 (2mm); • Areia – passa na peneira nº10 (2mm) e fica retida na peneira nº 200 (0,075mm); • Silte e argila – passam na peneira nº 200 (0,075mm). • Plasticidade • Termo siltoso – quando IP ≤ 10; • Termo argiloso – quando IP ≥ 11. • As pedras de mão e matacões (>75mm) devem ser removidas, contudo as suas porcentagens são registradas. A classificação é feita de esquerda para direita. O primeiro grupo da esquerda, no qual os dados se enquadram, é a classificação correta. A-3 é colocado antes do A-2. Classificação dos Solos Grossos – HRB/AASHTO Classificação dos Solos Grossos – HRB/AASHTO Classificação dos materiais de subleito de rodovias Classificação geral Materiais granulares (35% ou menos da amostra total passam pela peneira nº200) Classificação do grupo A-1 A-3 A-2 A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 Análise granulométrica (porcentagem que passa) Nº10 máx. 50 Nº40 máx. 30 máx. 50 mín. 51 Nº200 máx. 15 máx. 25 máx. 10 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 35 Índice do grupo - IG 0 0 0 máx. 4 Características da fração na peneira nº40 Limite de liquidez máx. 40 mín. 41 máx. 40 mín. 41 Índice de plasticidade máx. 6 NP máx. 10 máx. 10 mín. 11 mín. 11 Tipos comuns de materiais constituintes significativos Fragmentos de pedra, pedregulho e areia Areia fina Pedregulho e areia siltosos ou argilosos Classificação geral como subleito De excelente a bom Classificação dos Solos Grossos – HRB/AASHTO Fluxograma para classificação dos solos grossos – HRB/AASHTO Classificação dos Solos Finos – HRB/AASHTO Classificação dos materiais de subleito de rodovias Classificação geral Materiais finos (argilo-siltosos) (mais de 35% da amostra total passam pela peneira nº200) Classificação do grupo A-4 A-5 A-6 A-7 A-7-5 IP ≤ LL − 30 A-7-6 IP > LL − 30 Análise granulométrica (porcentagem que passa) Nº10 Nº40 Nº200 mín. 36 mín. 36 mín. 36 mín. 36 Índice do grupo - IG máx. 8 máx. 12 máx. 16 máx. 20 Características da fração que passa através da peneira nº40 Limite de liquidez máx. 40 mín. 41 máx. 40 mín. 41 Índice de plasticidade máx. 10máx. 10 mín. 11 mín. 11 Tipos comuns de materiais constituintes significativos Solos siltosos Solos argilosos Classificação geral como subleito Mediano a ruim Classificação dos Solos Finos – HRB/AASHTO Fluxograma para classificação dos solos finos – HRB/AASHTO Classificação dos Solos – HRB/AASHTO Faixa do LL e IP para solos dos grupos A-2, A-4, A-5, A-6 e A-7 %P #10 %P #40 %P #200 IP % P # 2 0 0 < 3 5 A-1-a < 50 < 30 < 15 < 6 A-1-b < 50 < 25 < 6 A-3 > 50 < 10 NP A-2 A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 % P # 2 0 0 > 3 5 A-4 A-5 A-6 A-7-5 A-7-6 A-2-7 A-2-5A-2-4 A-2-6 10 IP LL 40 A-7-6 A-7-5 A-5A-4 A-6 10 IP LL 40 A-7-6 ou A-2-7 A-7-5 ou A-2-7 A-5 ou A-2-5A-4 ou A-2-4 A-6 ou A-2-6 10 IP LL40 Índice de grupo (IG) – é usado para avaliar a qualidade de solo como material de subleito de rodovias. É escrito entre parênteses depois da definição do grupo e subgrupo. 𝐼𝐺 = 𝑃200 − 35 0,2 + 0,005 𝐿𝐿 − 40 + 0,01 𝑃200 − 15 𝐼𝑃 − 10 𝐼𝐺 = 0,2𝑎 + 0,005𝑎 ∙ 𝑐 + 0,01𝑏 ∙ 𝑑 • 𝑎 = 𝑃200 − 35 (𝑠𝑒 𝑃200 > 75 → 𝑎 = 40 𝑒 𝑠𝑒 𝑃200 < 35 → 𝑎 = 0 ∴ 𝑎 = 0,40 • 𝑏 = 𝑃200 − 15 (𝑠𝑒 𝑃200 > 55 → 𝑏 = 40 𝑒 𝑠𝑒 𝑃200 < 15 → 𝑏 = 0 ∴ 𝑏 = 0,40 • 𝑐 = 𝐿𝐿 − 40 (𝑠𝑒 𝐿𝐿 > 60 → 𝑐 = 20 𝑒 𝑠𝑒 𝐿𝐿 < 40 → 𝑐 = 0 ∴ 𝑐 = 0,20 • 𝑑 = 𝐼𝑃 − 10 (𝑠𝑒 𝐼𝑃 > 30 → 𝑑 = 20 𝑒 𝑠𝑒 𝐼𝑃 < 10 → 𝑑 = 0 ∴ 𝑑 = 0,20 Índice de Grupo – HRB/AASHTO Função do limite de liquidez Função do índice de plasticidade Porcentagem que passa pela peneira nº 200 𝐼𝐺 = 𝑃200 − 35 0,2 + 0,005 𝐿𝐿 − 40 + 0,01 𝑃200 − 15 𝐼𝑃 − 10 𝐼𝐺 = 0,2𝑎 + 0,005𝑎 ∙ 𝑐 + 0,01𝑏 ∙ 𝑑 Índice de Grupo – HRB/AASHTO Regras para determinar o índice de grupo: 1) Se IG for negativo, é adotado o valor igual a 0; 2) Valor de IG, a, b, c e d são arredondados para o inteiro mais próximo. Ex.: 2,2 ≈ 2; 3,8 ≈ 4 3) Não existe um valor máximo para IG, porém muitos consideram o 𝑰𝑮𝐦á𝐱 = 𝟐𝟎; 4) 𝐈𝐆 = 𝟎 para solos dos grupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 e A-3; 5) 𝐼𝐺 = 0,01 𝑃200 − 15 𝐼𝑃 − 10 para solos dos grupos A-2-6 e A-2-7 Quanto menor for o valor do IG, melhor é a qualidade do desempenho de um solo como material de subleito. • 𝑰𝑮 = 𝟎 – material com ótima capacidade de suporte; • 𝑰𝑮 = 𝟐𝟎 – material com péssima capacidade de suporte. Índice de Grupo – HRB/AASHTO Comportamentos Típicos – HRB/AASHTO Quadro geral da classificação HRB Classe Grupo Comportamento sob o pavimento Principais características Índice de grupo S o lo s d e g ra n u lo m e tr ia g ro ss a ( 3 5 % o u m en o s p as sa n d o n a p en ei ra n º 2 0 0 ) Pedregulho A-1 Ótimo Bem graduado 0 A-2 Satisfatório Bem ligante máx. 4 Areia A-3 Precário quanto ao ligante Bom com base Sem finos 0 S o lo s d e g ra n u lo m e tr ia f in a (m ai s d e 3 5 % p as sa n te n a p en ei ra n º 2 0 0 ) Solos siltosos A-4 Precário quanto a inchamento devido às chuvas Siltes e argilas de baixa plasticidade máx. 8 A-5 Contra-indicado total como base Tolerado como sub-base Siltes elásticos máx. 12 Solos argilosos A-6 Contra-indicado como base ou sub- base Argilas inorgânicas de média e alta plasticidade máx.16 A-7 Empregado só com finalidades especiais Grande maioria de argilas inorgânicas e solos orgânicos máx. 20 Descrição do grupo e sub-grupos Grupos e Subgrupos Descrição do solo A-1 Mistura bem graduada de fragmentos de pedra e pedregulho, areia grossa, areia média, areia fina com ou sem material fino, material não plástico ou de fraca plasticidade. • A-1-a predominam os materiais graúdos, pedra e pedregulho com ou sem material fino bem graduado • A-1-b predomina a areia média, com ou sem material fino bem graduado. A-3 São constituídos de areia fina de deserto ou praia, sem material fino (argila ou silte), ou com pequena quantidade de silte não plástico, e areia fina fluvial mal graduada, com pouca areia grosso e pedregulho. A-2 Solos granulares variados, com graduação irregular, com pouco material fino e que não se encaixam nas faixas anteriores (A-1 e A-3). • A-2-4 e A-2-5 materiais granulares cuja a fração que passa na peneira n 40 apresenta as mesmas características dos solos A-4 (A-2-4) e A-5 (A-2-5). Contém, ainda, alguma quantidade de pedregulho e silte com IP maior que o IP dos solos A-1, e areia fina com silte não plástico acima dos limites do solo A-3. • A-2-6 e A-2-7 semelhante aos solos A-2-4 e A-2-5 exceto na fração passante na peneira n 40, apresenta argila plástica semelhante aos solos A-6 (A-2-6) e A-7(A-2-7). Comportamentos Típicos – HRB/AASHTO Descrição do grupo e sub-grupos Grupos e Subgrupos Descrição do solo A-4 Solos siltosos não-plásticos ou moderadamente plásticos com % passante na n 200 >=35%. A-5 Solos semelhantes ao A-4, com material diatomáceo ou micaceo (alto LL). A-6 Solos argilosos com % passante na n 200 >=35%, podendo incluir misturas argilo-arenosas com até 64% de areia ou pedregulho, sujeitos a grandes variações volumétricas. A-7 Solos semelhantes ao A-6, porem mais elásticos, alto LL e com grandes variações volumétricas. A-7-5 Com moderado IP em relação a LL. A-7-6 Solos com alto IP em relação a LL. Comportamentos Típicos – HRB/AASHTO Importante: • O melhor material de subleito é um solo bem graduado constituído principalmente de pedregulho e areia, contendo pequena quantidade de finos para servir de liga (A-1). • Solos mal graduados, como areias finas, são difíceis de serem compactados para alcançar altas densidades e são menos desejáveis para suportar pavimentos (A-3). • Solos contendo grande proporção de finos são inadequados como materiais de subleito. Estes são classificados de A-4 a A-7, na ordem decrescente de adequação como material de subleito. • Argilas com elevados LL e IP estão sujeitas a amplas variações na resistência durante os ciclos de secagem e umedecimento, que são indesejáveis. Dependendo da quantidade de argila, pode ser A-6 ou A-7. Comportamentos Típicos – HRB/AASHTO S.U.C.S versus HRB/AASHTO Grupo de solos - AASHTO Grupo de solos comparáveis - SUCS Mais provável possível Possível, mas improvável A-1-a GW, GP SW, SP GM, SM A-1-b SW, SP, GM, SM GP - A-3 SP - SW, GP A-2-4 GM, SM GC, SC GW, GP, SW, SP A-2-5 GM, SM - GW, GP, SW, SP A-2-6 GC, SC GM, SM GW, GP, SW, SP a-2-7 GM, GC, SM, SC - GW, GP, SW, SP A-4 ML, OL CL, SM, SC GM, GC A-5 OH, MH, ML, OL - SM, GM A-6 CL ML, OL, SC GC, GM, SM A-7-5 OH, MH ML, OL, CH GM, SM, GC, SC A-7-6 CH ML, OL, SC OH, MH, GC, GM, SM Liu (1967) S.U.C.S versus HRB/AASHTO Grupo de solos - SUCS Grupo de solos comparáveis - AASHTO Mais provável possível Possível, mas improvável GW A-1-a - A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 GP A-1-a A-1-b A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 GM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A-2-7 A-2-6 A-2, A-5, A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a GC A-2-6, A-2-7 A-2-4 A-4, A-6, A-7-6, A-7-5 SW A-1-b A-1-a A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 SP A-3, A-1-b A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 SM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A-2-7 A-2-6, A-4 A-5, A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a SC A-2-6, A-2-7 A-2-4, A-6, A-4, A-7-6 A-7-5 ML A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6 - CL A-6, A-7-6 A-4 - OL A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6 - MH A-7-5, A-5 - A-7-6 CH A-7-6 A-7-5 - OH A-7-5, A-5 - A-7-6 Pt - - - Liu (1967) Determine o índice de grupo de 3 solos com base nas seguintes informações: • Granulometria ✓% passante pela #200 = 81 → solo 1 ✓% passante pela #200 = 32 → solo 2 ✓% passante pela #200 = 53 → solo 3 • Limites de Atterberg ✓LL = 75% | LP = 33% → solo 1 ✓LL = 36% | LP = 29% → solo 2 ✓LL = 51% | LP = 35% → solo 3 Exemplo 1 Solução: 𝑰𝑮 = 𝟎, 𝟐𝒂 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝒂 ∙ 𝒄 + 𝟎, 𝟎𝟏𝒃 ∙ 𝒅 • Solo 1: P200 = 81%, LL=75% e IP = 42% → 𝐼𝐺 = 0,2 ∙ 40 + 0,005 ∙ 40 ∙ 20 + 0,01 ∙ 40 ∙ 20 = 𝟐𝟎 • Solo 2: P200 = 32%, LL=36% e IP = 7% → 𝐼𝐺 = 0,2 ∙ 0 + 0,005 ∙ 0 ∙ 0 + 0,01 ∙ 17 ∙ 0 = 𝟎 • Solo 3: P200 = 53%, LL=51% e IP = 16% → 𝐼𝐺 = 0,2 ∙ 18 + 0,005 ∙ 18 ∙ 11 + 0,01 ∙ 38 ∙ 6 = 𝟕 Exemplo 1 Classifique o solo combase no sistema AASHTO/H.R.B e apresente alguns comportamentos esperados, sabendo que os resultados obtidos no laboratório são os seguintes: • Granulometria ✓% passante pela #10 = 42 ✓% passante pela #40 = 35 ✓% passante pela #200 = 20 • Limites de Atterberg nas frações passantes pela #40 ✓LL = 25% ✓LP = 20% Exemplo 2 Solução 1. menos que 35% passam pela #200 → solo grosso 2. - - menos que 25% passam pela #200 3. menos que 25% passam pela #200 e menos de 50% passam pela #40 e IP = 25 – 20 = 5% → e IP < 6 → A-1-b 4. Solo classificado como A-1-b(0). É um solo com predominância de areia média, com ou sem material fino. É bem graduado, e apresenta comportamento ótimo sob o pavimento. Exemplo 2 Classifique o solo com base no sistema AASHTO/H.R.B e apresente alguns comportamentos esperados, sabendo que os resultados obtidos no laboratório são os seguintes: • Granulometria ✓% passante pela #200 = 96 • Limites de Atterberg ✓LL = 62% ✓LP = 21% Exemplo 3 Solução 1. mais que 36% passam pela #200 → solo fino 1. IP = 62 – 21 = 41% → IP >11% → argila 2. LL = 62% > 41% 3. - 𝐼𝐺 = 0,2𝑎 + 0,005𝑎 ∙ 𝑐 + 0,01𝑏 ∙ 𝑑 = 0,2 ∙ 40 + 0,005 ∙ 40 ∙ 20 + 0,01 ∙ 40 ∙ 20 = 20 4. - LP < 30% → A-7-6 5. - Solo classificado como A-7-6(20). É um solo argiloso, podendo ser argila inorgânica e solo orgânico. Este tipo de solo está sujeito a amplas variações na resistência durante os ciclos de secagem e umedecimento e por isso não é indicado para camada de subleito. Exemplo 3
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