Classificação dos solos Geotecnia I - 2013 Prof. : João Guilherme Rassi Almeida Disciplina: Geotecnia 1 Pontifícia Universidade Católica de Goiás

Classificação dos solos

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Prof. : João Guilherme Rassi Almeida

Disciplina: Geotecnia 1

Pontifícia Universidade Católica de Goiás

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Classificar um solo: incluí-lo em um determinado grupo composto por solos de características e propriedades geotécnicas similares.

Objetivo: poder estimar o provável comportamento do solo para uma adequada análise do problema.

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Sistemas de classificação de solos ajudam a organizar ideias e orientar o planejamento das investigações !!!

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

FORMAS DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

• Pela origem → solos residuais e solos transportados (aluviais, coluviais...)

• Pela sua evolução pedogenética → classificação pedológica dos solos.

• Por características peculiares → presença de MO, estrutura,...

• Pelo tipo e comportamento das partículas constituintes → sistemas de classificação baseado em propriedades e índices (mais empregados na engenharia) – granulometria e limites de Atterberg.

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CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS

SOLOS (SUCS)

Baseada tão somente na distribuição granulométrica dos solos. Os solos são classificados pela fração granulométrica dominante e subdominante: argila arenosa, areia siltosa, silte argiloso...

Duas letras:

1ª: principal tipo 2ª: dados complementares.

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G = pedregulho W = bem graduado

S = areia P = mal graduado

M = silte H = alta compressibilidade

C = argila L = baixa compressibilidade

O = orgânico Pt = turfa

SW, CH, CL...


SOLOS (SUCS)

1ª Etapa - verificar a % de finos (menor que 0,075 mm) presente no solo:

Menor que 50%: solo granular (G ou S);

Maior que 50%: solo fino (M, C ou O).

Solos granulares – G ou S:

Observa qual faixa tem maior quantidade;

• Teor de finos < 5%

Bem graduado (W):

Para pedregulho (G): Cu > 4 e 1 < Cc < 3;

Para areia (S): Cu > 6 e 1 < Cc < 3.5

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SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos granulares

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-CC <1 a curva tende a ser descontínua, há falta de grãos com um certo diâmetro;-CC>3 a curva tende a ser muito uniforme na parte central;-(1<CC<3) curva suave


SOLOS (SUCS) - Solos granulares

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• Teor de finos > 12%: a característica secundária f (finos) e não mais a uniformidade de granulometria usar a Carta de Plasticidade (GC, SC, GM ou SM);

• Teor de finos entre 5% e 12%: recomenda-se que sejam apresentadas as duas características intermediárias (ex.: SP-SC, ou seja, areia malgraduada, argilosa);

SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos Silte; Argila ou Orgânico

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• Se a fração fina é predominante classificação em f(índices de consistência) e não da % das frações granulométricas silte ou argila.

• Casagrande → CARTA DE PLASTICIDADE- Solos de comportamento argiloso acima da Linha A- Solos orgânicos e siltosos abaixo da Linha A.

• Característica complementar dos solos finos: compressibilidade- Quanto maior o wL mais compressível o solo;

- A linha B delimita esse comportamento. wL > 50% alta compre. (H); wL < 50% baixa compre. (L).


SOLOS (SUCS) - Solos finos

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• CARTA DE PLASTICIDADE

Linha A

2073,0 LwIP

%50Lw

Linha B


SOLOS (SUCS) - Solos finos

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• CARTA DE PLASTICIDADE

Ex: wL= 70 IP=40

70

CH: argila de alta compressibilidade

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

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- Índices próximos das Linhas A ou B (ou sobre a faixa de IP 4

a 7), consistem em classificações intermediárias e as duas

classificações são apresentadas (ex. SC-SM, CL-CH);


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Para a classificação pela SUCS é necessário:

• Porcentagem de pedregulho – a fração que passa pela #76,2mm e é retida na

#4,75mm (N° 4);

• Porcentagem de areia – a fração que passa na #4,75mm e é retida na #0,075

(N° 200);

• Porcentagem de silte e argila – a fração mais fina que a #0,075mm;

• Coeficiente de uniformidade (Cu) e coeficiente de curvatura (Cc);

• Limite de liquidez e índice de plasticidade da fração do solo que passa na #

4,75mm.


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Para a classificação pela SUCS é necessário:

• Fração fina: porcentagem que passa na # N°200;

• Fração grossa: porcentagem retida na # N° 200;

• Fração de pedregulho: porcentagem retida na # N° 4;

• Fração de areia: porcentagem retida na # N° 200 – porcentagem retida na #

N°4.


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Exercício 1: Com os dados

apresentados a seguir,

classifique os Solos A e B por

meio do SUCS.

Solo A: wL= 30%, wP = 22%;

Solo B: wL= 26%, wP = 20%.

Distribuição granulométrica dos solos

SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

0,075mm

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Exercício 1:

Da curva tem-se:

Solo A%Passa#200 =8%Passa#4 (4,8mm)=100Cu=0,135/0,085Cu=1,59<6

Cc=(0,12)^2/(0,135.0,085)Cc=1,25 > 1

WL=30IP=30-22IP=8 (maior que 7- acima da Linha A)

(SUCS) - Solos finos


SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO

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SOLO A = SP-SC


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SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO

(AASTHO*), (HRB), (TRB)

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• Empregado na engenharia rodoviária Também baseado na granulometria e nos Limites.

São classificados em sete grupos principais: A-1 a A-7.

- Os grupos A-1, A-2 e A-3 (materiais granulares) 35% ou menos passam na # 0,075 mm

- Os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7 (materiais mais finos) mais de 35% passam na # 0,075 mm

*American Association of State Highway and Transportation.


(AASTHO), (HRB), (TRB)

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*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe de cima para baixo



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• Critérios para classificação:

-Tamanho dos grãosPedregulho= fração que passa na # 75 mm e fica retida na 2 mm;Areia= fração que passa na # 2 mm e fica retida na # 0,075mm;Silte e argila= fração que passa na # 0,075mm.

-PlasticidadeO termo siltoso é aplicado quando as frações finas do solo têm um IP ≤ 10, já o argiloso IP ≥ 11.

-Se seixos e pedras (>75mm)Registra-se sua presença, mas são excluídos pra classificação.


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*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da esq. para direita



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Avaliação da qualidade do subleito →Índice de grupo (IG) com os grupos e subgrupos do solo. Este índice vem entre parênteses após a designação do grupo e subgrupo.

)10)(15(01,0)]40(005,02,0)[35( 075.0075.0 IPPwPIG mmLmm

- Se Eq. < 0 (valor negativo) IG = 0;- IG = número inteiro;- IG (A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 e A-3) = 0;- O IG dos A-2-6 e A-2-7 são calculados só com a segunda parcela da Equação.



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A qualidade do desempenho de um solo como subleito é inversamente proporcional ao IG.IG=0 solo ótimo quanto a capacidade de suporteIG=20 solo péssimo quanto à capacidade de suporte

subleito



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Exercício 2: Classifique os solos pelo sistema TRB (calcule IG) e SUCS.

Descrição Solo A Solo B Solo C

% passante na peneira n. 10 (2,0 mm)

83 100 48


48 92 28


20 86 6

wL (%) 20 70 -

IP (%) 5 32 NP


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*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da esq. para direita A-1-B

SOLO A

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS COMPARAÇÃO ENTRE TRB E SUCS

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G = pedregulho W = bem graduado

S = areia P = mal graduado

M = silte H = alta compressibilidade

C = argila L = baixa compressibilidade

O = orgânico Pt = turfa

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS COMPARAÇÃO ENTRE SUCS E TRB

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CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO A SUA ORIGEM

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Quanto a origem dos solos pode-se classifica em dois grandes grupos:

Solos residuais - encontram-se no próprio local que se formaram solos residual jovem (saprolítico), solo residual maduro, rocha alterada.

Solos transportados - são aqueles que foram levados ao seu atual local por algum agente de transporteSolo coluvionar, solo aluvionar, solos eólicos, drifts.


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Solos residuais


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Solos residuais -solo residual maduroSuperficial ou sotoposto a um horizonte “poroso” ou “húmico”, e que perdeu toda a estrutura original da rocha-mãe.

-solo saprolítico (residual jovem ou solo de alteração de rocha)Solo que mantém que a estrutura original da rocha-mater, mas perdeu a consistência / resistência de rocha.

-rocha alteradaHorizontes com fraturas e regiões de menor resistência, existem grandes blocos de rocha original


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Solos residuais


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Solos residuais - saprolítico


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Solos residuais – rocha alterada


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Solos transportados -solo coluvionarSolos formados por ação da gravidade

-solo aluvionarSolos resultantes do carreamento pela água fluvial.

-solo eólicoSolos transportados pelo vento.

-driftsSolos transportados por geleiras.


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Solos transportados - solos coluvionares

Solo coluvionar

Solo residual


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Solos transportados - solos aluvionares


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Solos transportados - solos eólicos


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Solos transportados - drifts

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical

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Solos tropicais x Solos temperados

-Limitações das classificações tradicionais:

- Condições ambientais diferentes das encontradas no Brasil;

- Podem classificar solos de gênese diferente como sendo

pertencentes à mesma classe;

- Limitações quanto à correlação entre as propriedades-índices

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical

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- NOGAMI E VILLIBOR (1980) Comportamento peculiar dos solos tropicais

Solos Tropicais

Solos Lateríticos

Solos Saprolíticos


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SOLO LATERÍTICO

- Solo superficial, típicos de partes bem drenadas das regiões tropicais úmidas;

- Solo residual ou não, intemperizado em condições tropicais, rico em minerais de argila. Compõe a camada superficial chamada de horizonte laterítico;

- Predomínio de caulinita e elevado teor de óxidos e hidróxidos de ferro e

alumínio;

- Estes últimos normalmente fazem o recobrimento ou ligações entre os

argilominerais e presença de quartzo, que é resistente a intemperização;

- Quando compactado apresentam: elevada resistência, baixa

permeabilidade e baixa deformabilidade.


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SOLO SAPROLÍTICO

-Resulta da decomposição ou desagregação in situ da rocha mantendo ainda, de maneira nítida, a estrutura da rocha que lhe deu origem;

- Geralmente corresponde a camada mais profunda do perfil do solo tropical;

-Podem predominar outros argilominerais como a ilita e montmorilonita e

minerais primários na zona menos intemperizada;

- Importante!!!!! Os argilominerais nestes solos não se encontram recobertos

por óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio.


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SOLO LATERÍTICO E SAPROLÍTICO

Solo saprolítico

Solo laterítico

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Agregações dos Solos Lateríticos

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40,0

60,0

80,0

100,0

0,0010 0,0100 0,1000 1,0000 10,0000 100,0000

Diâmetro das partículas (mm)

% p

ass

a

Sem defloculante Com defloculante


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Ensaios de laboratório – Solo Laterítico?

- Método expedito (Método da Pastilha);

- Compactação mini-MCV e Perda de massa por imersão


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