AULA1-Classificação dos Solos

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8/5/2012
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„„DisciplinaDisciplina:: EECEEC328328 –– GeomecânicaGeomecânica
22ºº.. SemestreSemestre 20122012 SalaSala DD 119119 33ªª.. ee 55ªª.. 1010::0000 1212::0000 hh
ClassificaçãoClassificação dosdos SolosSolos
CursoCurso BásicoBásico dede MecânicaMecânica dosdos SolosSolos –– AulaAula 33
SOLO SAPROLÍTICO
Perfil de Alteração de Gnaisse. Área de Empréstimo Abandonada – Belford Roxo
SOLO RESIDUAL 
MADURO
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Depósito sedimentar arenoso (restinga), Margem da Lagoa de Camorim, Jacarepaguá, RJ:
Perfis de alteração e solo transportado, Serra da Perfis de alteração e solo transportado, Serra da BocainaBocaina, SP:, SP:
Linha de 
seixos
Colúvio
Solo residual
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CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS
SOLO Partículas Sólidas
Tamanho
FSOLO Partículas Sólidas
Líquido
Gás
Forma
Composição
• 99% da Massa de Sólidos do Solo:
Oxigênio, Hidrogênio, Sílica e Alumínio +
ESTRUTURA
Cálcio, Sódio, Potássio, Magnésio e Carbono
MINERAIS
+ Matéria Orgânica
ESTRUTURA
Solicitações
+
Comportamento Mecânico
Escavação em Solo Residual para Implantação de Aterro Sanitário – Macaé, RJ
Agosto 2009
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Vista Aérea – ATERRO DE GRAMACHO – Rio de Janeiro 
Rio-Santos, Km454 – 15 Janeiro 2008 Superfície de 
ruptura circular 
Ruptura em Solo - Talude 
(cunha)
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Acidente em Cataguases, abril de 2003
Ruptura de Barragem de Rejeito
NBR 6502 / 1995 – Rochas e Solos (ABNT)
Objetivo:
Definir os termos relativos aos materiais da crosta terrestre, rochas e 
solos para fins de engenharia geotécnica de fundações e obras de terrasolos, para fins de engenharia geotécnica de fundações e obras de terra.
Rocha
“Material sólido, consolidado e constituído por um ou mais minerais, com 
características físicas e mecânicas específicas para cada tipo.”
Solo
“Material proveniente da decomposição das rochas pela ação de agentes 
físicos ou químicos podendo ou não conter matéria orgânica ”físicos ou químicos, podendo ou não conter matéria orgânica.
Sedimento
“Material sólido, mineral ou orgânico, transportado e depositado sobre a 
superfície terrestre.”
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Origem e Formação dos Solos
• Decomposição das Rochas pelos diversos agentes de intemperismo
• Formando mistura de partículas que se deferenciam pelo tamanho e pela 
composição química.composição química.
• O produto final é função da composição da rocha matriz.
NATUREZA DO SOLO - GRÃOS MINERAIS e MATÉRIA ORGÂNICA
QUARTZO - Mineral mais RESISTENTE --- AREIAS e SILTES 
FELDSPATOS – Mais atacados - ARGILO MINERAIS.
Existe uma relação entre a MINERALOGIA e o TAMANHO DOS GRÃOS: 
AREIAS e SILTES - Grãos maiores formados basicamente por grãos de QUARTZO 
ARGILAS - Formadas pelos ARGILO - MINERAIS
Particularidades dos Solos 
• Sistema Particulado – partículas livres para se deslocar entre si.
• Sistema Trifásico – SÓLIDOS + ÁGUA + AR
• Diversidade de materiais naturais
• Heterogeneidade espacial
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CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS
Características importantes:
• Tamanho das partículas sólidas
• Peso; Volume; DensidadePeso; Volume; Densidade
• Consistência / Compacidade
• Quantidade relativa de água
• Arranjo das partículas sólidas
Parâmetros de quantificação
Classificação (diferenciação)
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À FORMA E TAMANHO 
DAS PARTÍCULAS
1. Forma das partículas
Variada: esféricas, arredondadas, angulosas, lamelares
2. Tamanho das partículas – (ABNT)
Pedras e matacões φ > 7,6cm
Pedregulhos / Cascalhos 4,8mm < φ < 7,6cm
Areia 0,05mm < φ < 4,8mm
g
φ
Silte 0,005mm < φ < 0,05mm
Argila φ < 0,005mm
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ANÁLISE GRANULOMÉTRICA - NBR 7181/1984
Peneiras para Ensaios - NBR 5734/
Ver ensaios depois de índices físicos
 0,002 0,005 0,05 0,075 0,42 4,8 76 
 
 
 100 
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 50 
A
 B 
Pe
rc
en
ta
ge
m
 q
ue
 p
as
sa
 
 
 
0,001 0,01 0,1 1 10 100 
 Diâmetro equivalente (mm) 
 0 
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• Tipos de Distribuição Granulométrica - Uniforme
Bem Graduado 
Granulometria Aberta ou Descontínua
Curva Granulométrica
PEDREGULHOAREIA
ARGILA SILTE
GROSSOMÉDIOFINOGROSSAMÉDIAFINA
ABNT
PENEIRAS
40
50
60
70
80
90
100
ag
em
 q
ue
 P
as
sa
 
0
10
20
30
40
50
60
ce
nt
ag
em
 R
et
id
a
PENEIRAS: 200 100 60 40 2030 10 8 4 3/8 3/4 1 1 1/2
0
10
20
30
0,001 0,01 0,1 1 10
Po
rc
en
ta
Diâmetro dos Grãos (mm)
70
80
90
100
Po
rc
SOLO D
sa
10
60
D
DCNU =
Coeficiente de Não Uniformidade
60%
10%
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Mesmo diâmetro médio (D50)
Diâ t E i l t ( )
%
 q
ue
 p
as
Mesmo Diâmetro Médio 
10D
Diâmetro Equivalente (mm)
CNU < 2 – Solo Uniforme
CNU > 2 – Solo Bem Graduado
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10
60%
30%
CCC < 1
< 1
Coeficiente de Curvatura
( )
( )6010
2
30
DD
DCC ×=
( )
( )6010
2
30
DD
DCC ×=
10%
0,001 0,01 0,1 1 10 100
( )6010( )
Distribuição Normal
3 < CC < 1 Falta de grãos com determinado tamanho
60%
10%
0,001 0,01 0,1 1 10 100
30% CC > 3> 
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Predominância de um determinado tamanho
ATIVIDADE DAS ARGILAS ou Indice de Atividade de Skempton 
• Indicam a influência dos finos argilosos no comportamento do solo 
I
μ2% <=
pIAc
Ac < 0,75 - inativa
Ac > 1,25 - ativa
0,75 < Ac <1,25 – normal
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60 
ha
 “
B”
 Linha “A” → IP = 0,73.(ωL – 20) 
A il i â i
Alta Plasticidade Média 
Plasticidade Baixa Plasticidade 
CARTA DE PLASTICIDADE
 
 
 
 
 
 
 IP = 4 a 7 
 L
in
Siltes 
â i
Argilas inorgânicas 
de baixa 
compressibilidade 
Argilas 
inorgânicas de 
média 
compressibili-
dade 
Argilas inorgânicas 
de alta 
compressibilidade 
Argilas orgânicas 
Siltes inorgânicos de alta 
compressibilidade Ín
di
ce
 d
e 
Pl
as
tic
id
ad
e 
(I
P)
 %
 
 
 
 
 
 0 100 30 50
Siltes inorgânicos de 
baixa compressibilidade 
orgânicos
Siltes inorgânicos 
de média 
compressibilidade 
Limite de Liquidez (ωL) % 
SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS 
Primeiro Nível – granulometria
G Pedregulho (gravel)
S Areia (sand)
M Silte (mo)
C Argila (Clay)
O Solo Orgânico
Segundo Nível - característica importante de diferenciação
W B d d (W ll)W Bem graduado (Well)
P Mal graduado (Poor)
H Alta plasticidade (High)
L Média a baixa plasticidade (Low)
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1ª. Diferenciação: % que passa na # 200 (% finos)
Se % passa na # 200 > 50% - SOLO FINO ( C ou M)
Se % que passa na # 200 < 50% - SOLO GROSSO (G ou S) Se % que p ss # 00 50% S G SS (G ou S)
2ª. Diferenciação: Para SOLOS GRANULARES (% de finos # 200)
Se % que passa na # 200 < 5% - solo puramente granular
Classificar o tipo de distribuição granulométrica 
(GW ou GP SW ou SP)
S % # 200 12 % C d Pl i id d ( l l fi )Se % que passa na # 200 > 12 % - Carta de Plasticidade (solo granular com finos)
( GC ou GM SC ou SM)
Se % que passa na # 200 entre 5 % e 12 % - utilizar os dois critérios 
(GW-GC SP-SM, etc)
3ª. Diferenciação para Solos Granulares com % que passa na # 200 < 5%
Se predomina % de pedregulho (# 4)
GW Se CNU > 4 e 1 < CC < 3
GP Se CNU < 4 ou 1 > CC > 3 (descontinuidades)
Se predomina % de areia
SW Se CNU > 6 e 1 < CC < 3
SP Se CNU < 6 ou 1 > CC > 3 (descontinuidades)
3ª. Diferenciação para Solos Granulares com % que passa na # 200 > 12%
Carta de Plasticidade
Se Ip > 7 e acima da linha A - GC ou SC
Se Ip < 4 e abaixo da linha A - GM ou SM
Se 4 < Ip < 7 ou sobre a linha A - GM ou SM
Solos Granulares com % passa na # 200 entre 5 % e 12 % 
Usar os dois critérios – simbolo duplo
GW-GC GW-GM SP-SC, etc...
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2ª. Diferenciação: Para SOLOS FINOS (CARTA DE PLASTICIDADE )
MH LL > 50% e abaixo da Linha A
ML LL < 50% e abaixo da Linha A
MH LL > 50% e acima da Linha A
MH LL < 50% e acima da Linha A
Se 4 < IP < 7 e sobre a Linha A - dupla simbologia CL - ML
SOLOS ORGÂNICOSTURFAS - Pt
Fina Média Grossa
17 24 16
Composição Granulométrica ( % ) ( Escala ABNT )
02815
PedregulhoAreiaSilteArgila
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GRUPO Fundação Comportamento após compactação (uso como 
material de construção)
Correlação do SUCS com as propriedades de engenharia
material de construção)
Trabalha-
bilidade 
Drenabilida
de 
Resistência Deforma-
bilidade 
GW Excelente Excelente Permeável Excelente Desprezível 
GP Excelente Boa Muito 
permeável 
Boa Desprezível 
GM Boa a Boa Semipermeáv Boa DesprezívelGM Boa a 
Excelente 
Boa Semipermeáv
el a 
impermeável 
Boa Desprezível 
GC Excelente Boa Impermeável Boa a regular Muito baixa 
 
 
GRUPO Fundação Comportamento após compactação (uso como 
material de construção)
Trabalha-
bilidade
Drenabili
dade
Resistência Deforma-
bilidade
SW Excelente Excelente Permeável Excelente Desprezível
SP Boa Regular Permeável Boa Muito baixa
SM Regular a Regular Semipermeável Boa BaixaSM Regular a 
Boa
Regular Semipermeável
a impermeável
Boa Baixa
SC Excelente Boa Impermeável Boa a
regular
Baixa
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GRUPO Fundação Comportamento após compactação (uso como material 
de construção) 
Trabalha- Drenabilidade Resistência Deforma-Trabalha-
bilidade 
Drenabilidade Resistência Deforma-
bilidade 
ML Regular a 
ruim 
Regular Semipermeável 
a impermeável 
Regular Média 
CL Ruim Boa a 
regular 
Impermeável Regular Média 
OL Ruim a 
muito ruim 
Regular Semipermeável 
a impermeável 
Baixa Média 
MH Ruim a Ruim Semipermeável Regular a AltaMH Ruim a 
muito ruim 
Ruim Semipermeável 
a impermeável 
Regular a 
baixa 
Alta
CH Ruim a 
muito ruim 
Ruim Impermeável Baixa Alta 
OH Muito ruim Ruim Impermeável Baixa Alta