Classificação dos Solos
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Classificação dos Solos

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
ÁREA DE GEOTECNIA

MECÂNICA DOS SOLOS

Volume I

Paulo César Lodi

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SUMÁRIO Pág

1.1. INTRODUÇÃO 03

1.2. ORIGEM DOS SOLOS 05
Tamanho das Partículas 07
Constituição Mineralógica 08

Sistema Solo-água 11

Estrutura dos Solos 12

1.3. TIPOS DE SOLOS EM FUNÇÃO DA ORIGEM 15

1.4. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS 20
1.4.1. Classificação Táctil Visual dos Solos 21
1.4.2. Classificação Genética Geral 23

1.4.3. Classificação Granulométrica 23
Índices de Consistência 27
Conceitos Importantes 31

Atividade das Argilas 32
1.4.4. Classificação Unificada (SUCS) 36
1.4.5. Classificação segundo a AASHTO 39

1.5. ÍNDICES FÍSICOS 42
1.5.1. Relações entre Volumes 42
1.5.2. Relações entre Massas e Volumes 43

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CITADAS E CONSULTADAS 46

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1.1. INTRODUÇÃO

Por ser o solo um material natural, cujo processo de formação não depende de
forma direta da intervenção humana, o seu estudo e o entendimento de seu
comportamento depende de uma série de conceitos desenvolvidos em ramos afins de
conhecimento. A mecânica dos solos é o estudo do comportamento de engenharia do
solo quando este é usado ou como material de construção ou como material de
fundação. Ela é uma disciplina relativamente jovem da engenharia civil, somente
sistematizada e aceita como ciência em 1925, após trabalho publicado por Terzaghi
(Terzaghi, 1925), que é conhecido, com todos os méritos, como o pai da mecânica dos
solos.

Sendo um material de origem natural, o processo de formação do solo, o qual é
estudado pela geologia, irá influenciar em muito no seu comportamento. O solo é um
material trifásico, composto basicamente de ar, água e partículas sólidas. A parte fluida
do solo (ar e água) pode se apresentar em repouso ou pode se movimentar pelos seus
vazios mediante a existência de determinadas forças. O movimento da fase fluida do
solo é estudado com base em conceitos desenvolvidos pela mecânica dos fluidos.
Podem-se citar ainda algumas disciplinas, como a física dos solos, ministrada em cursos
de agronomia, como de grande importância no estudo de uma mecânica dos solos mais
avançada, denominada de mecânica dos solos não saturados. Além disto, o estudo e o
desenvolvimento da mecânica dos solos são fortemente amparados em bases
experimentais, a partir de ensaios de campo e laboratório.

A aplicação dos princípios da mecânica dos solos para o projeto e construção de
fundações é denominada de "Engenharia de Fundações". A Engenharia Geotécnica (ou
Geotecnia) pode ser considerada como a junção da mecânica dos solos, da engenharia
de fundações, da mecânica das rochas, da geologia de engenharia e mais recentemente
da geotecnia ambiental, que trata de problemas como transporte de contaminantes pelo
solo, avaliação de locais impactados, proposição de medidas de remediação para áreas
impactadas, projetos de sistemas de proteção em aterros sanitários, etc.

As aplicações de campo da mecânica dos solos são as seguintes:

Fundações: As cargas de qualquer estrutura têm de ser, em última
instância, descarregadas no solo através de sua fundação. Assim a
fundação é uma parte essencial de qualquer estrutura. Seu tipo e detalhes
de sua construção podem ser decididos somente com o conhecimento e
aplicação de princípios da mecânica dos solos.

Obras subterrâneas e estruturas de contenção: Obras subterrâneas como
estruturas de drenagem, dutos, túneis e as obras de contenção como os
muros de arrimo, cortinas atirantadas somente podem ser projetadas e
construídas usando os princípios da mecânica dos solos e o conceito de
"interação solo-estrutura".

Projeto de pavimentos: o projeto de pavimentos pode consistir de
pavimentos flexíveis ou rígidos. Pavimentos flexíveis dependem mais do
solo subjacente para transmissão das cargas geradas pelo tráfego.
Problemas peculiares no projeto de pavimentos flexíveis são o efeito de

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carregamentos repetitivos e problemas devidos às expansões e contrações
do solo por variações em seu teor de umidade.

Escavações, aterros e barragens: A execução de escavações no solo
requer freqüentemente o cálculo da estabilidade dos taludes resultantes.
Escavações profundas podem necessitar de escoramentos provisórios,
cujos projetos devem ser feitos com base na mecânica dos solos. Para a
construção de aterros e de barragens de terra, onde o solo é empregado
como material de construção e fundação, necessita-se de um
conhecimento completo do comportamento de engenharia dos solos,
especialmente na presença de água. O conhecimento da estabilidade de
taludes, dos efeitos do fluxo de água através do solo, do processo de
adensamento e dos recalques a ele associados, assim como do processo
de compactação empregado é essencial para o projeto e construção
eficientes de aterros e barragens de terra.

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1.2. ORIGEM DOS SOLOS

O termo solo é aplicado na Engenharia Geotécnica para designar o material
granular que cobre a maior parte da superfície terrestre. Seu significado difere daquele
empregado na área agronômica que considera apenas os horizontes superficiais de
pequena espessura que podem conter matéria orgânica. No contexto geotécnico, o solo
pode ser definido como o material resultante da desagregação das rochas apresentando
um índice de vazios maior que a rocha que o originou. É, portanto, constituído por um
conjunto de partículas sólidas, água e gases. Normalmente, é a fase sólida que irá
caracterizar o solo e esta pode variar em sua forma e tamanho. As demais fases (líquida
e gasosa) correspondem à porosidade do solo.

A origem dos solos está relacionada à decomposição que ocorre nas rochas
presentes na crosta terrestre. Essa decomposição é resultante da ação dos agentes
físicos, químicos e biológicos (intemperismo). Esses agentes podem ocorrer
simultaneamente na natureza e acabam por se complementarem no processo de
formação das rochas. Isso fica demonstrado quando analisamos o efeito da temperatura
e da água nas rochas. Variações climáticas podem levar ao trincamento das rochas e, por
conseguinte, a água irá penetrar essas trincas atacando quimicamente os minerais. Pode
ocorrer também, que o congelamento da água nas trincas leve ao fissuramento da rocha
devido às tensões geradas. MACHADO (2002) ressalta que os processos de
intemperismo físico reduzem o tamanho das partículas, aumentando sua área de
superfície e facilitando o trabalho do intemperismo químico. Já os processos químicos e
biológicos podem causar a completa alteração física da rocha e alterar suas propriedades
químicas.

O Intemperismo físico não altera a composição química da rocha. Os principais
tipos são: as variações de temperatura, o repuxo coloidal, ciclos gelo/degelo e alívio de
pressões em maciços rochosos.

Variações de Temperatura: da física sabemos que todo material varia de
volume em função de variações na sua temperatura. Estas variações de
temperatura ocorrem entre o dia e a noite e durante o ano, e sua
intensidade será função do clima local. Acontece que uma rocha é
geralmente formada de diferentes tipos de minerais, cada qual possuindo
uma constante de dilatação térmica diferente, o que faz a rocha deformar
de maneira desigual em seu interior, provocando o aparecimento de
tensões internas que tendem a fraturá-la. Mesmo rochas com uma
uniformidade de componentes não têm uma arrumação que permita uma
expansão uniforme, pois grãos