Capítulo 3 Professora: Ariel Ali Bento Magalhães

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1 M E C Â N I CA DO S S O L O S Capítulo 3 Professora: Ariel Ali Bento Magalhães arielali@gmail.com

2 A IMPORTÂNCIA DA CLASSIFICAÇÃO A diversidade e a enorme diferença de comportamento apresentada pelos diversos solos perante as solicitações de interesse da engenharia levou ao seu natural agrupamento em conjuntos distintos. Desta tendência, surgiram os sistemas de classificação dos solos. Os objetivos da classificação dos solos, sob o ponto de vista de engenharia, é o de poder estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, o de orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema. A IMPORTÂNCIA DA CLASSIFICAÇÃO É muito discutida a validade dos sistemas de classificação. De um lado, qualquer sistema cria grupos definidos por limites, enquanto solos naturais apresentam características progressivamente variáveis. Pode ocorrer que solos com índices próximos aos limites se classifiquem em grupos distintos, embora possam ter comportamentos mais semelhantes do que de um mesmo grupo de classificação.

3 3.1CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA Utiliza-se da curva granulométrica do solo e uma escala de classificação; A curva granulométrica obtida define a função distribuição do tamanho das partículas do solo enquanto a escala define a posição dos quatro grupos: pedregulhos, areias, siltes e argilas. Para a classificação do solo, a partir da sua curva granulométrica, obtida em laboratório, serão determinadas as porcentagens de cada fração do solo, que será adjetivado pela fração imediatamente abaixo, em termos percentuais. 3.1CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA O solo residual das Minas de Calcáreo Caçapava do Sul apresentou as seguintes percentagens correspondentes a cada fração, segundo a escala da ABNT

4 3.1CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA A fração predominante é a areia, vindo a seguir a fração silte. A subdivisão da fração arenosa mostrou uma predominância da parte fina sobre as demais. Em face dos valores obtidos e da escala adotada o solo será classificado como: areia fina siltosa. Se duas frações, não predominantes, se equivalerem em termos percentuais, o nome do solo continua ser o da fração predominante adjetivado pelas duas outras. Por exemplo, se as frações silte e argila, do exemplo anterior, se equivalessem, com leve predominância da fração silte, o solo passaria a receber o seguinte nome: areia fina silto-argilosa. Os solos neste sistema são classificados em solos grossos, solos finos e altamente orgânicos. Para a fração grossa, foram mantidas as características granulométricas como parâmetros para a sua classificação, enquanto que para fração fina, são utilizados os limites de consistência. Cada tipo de solo terá um símbolo e um nome. Os nomes dos grupos serão simbolizados por um par de letras. Onde o prefixo é uma das subdivisões ligada ao tipo de solo, e o sufixo, às características granulométricas e à plasticidade.

5 Solos Grossos: Os solos grossos são os que possuem mais do que 50% de partículas com tamanhos maiores do que 0,075mm (# 200). Uma subdivisão separa os solos grossos! Pedregulhos, quando mais do que 50% da fração grossa tem partículas com tamanho maior do que 4,8mm (retido na # 4); Areias, quando uma porcentagem maior ou igual, destas partículas, tem tamanho menor que 4,8mm (passa na # 4). Solos Finos: Porcentagem maior ou igual a 50%, de partículas com tamanho menor do que 0,075mm (passando na # 200). Estes solos, foram separados em função do limite de liquidez: <50% e 50%. Cada uma destas subdivisões leva em conta a origem inorgânica ou orgânica do solo. Origem Orgânica: são realizados dois ensaios de limite de liquidez: um com o solo secado em estufa, (LL)s, e o outro nas condições naturais, (LL)n. Se a relação (LL)s/(LL)n < 0,75 o solo deverá ser considerado orgânico.

6 Os solos orgânicos podem se situar, tanto acima quanto abaixo da linha A ; As argilas orgânicas serão representadas por pontos situados sobre ou acima dessa linha, enquanto, os siltes orgânicos estarão abaixo. A quinta região é a hachurada, onde o solo deverá ter o símbolo duplo, CL-ML, representando solos LL < 50% e 4 IP 7. O gráfico de plasticidade deverá ser usado na classificação, tanto dos solos finos quanto da fração fina dos solos grossos.

7 OBSERVAÇÕES:

8 UTILIZAR OS FLUXOGRAMAS PARA FACILTAR!!

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10 LEMBRANDO: C.U. = Coeficiente Uniformidade = D 60 /D 10 QUANTO MAIOR O C.U. mais bem graduado é o solo!!!

11 Se o C.U. indica a amplitude do tamanho dos grãos, o Cc indica o formato da curva granulométrica! 3.2 EXERCÍCIO 1) Com os dados obtidos no laboratório em ensaios de granulometria e plasticidade para três amostras de solo (solo A, B e C), apresentados abaixo, determine: a) diâmetro efetivo, b) coeficiente de curvatura, c) coeficiente de uniformidade, d) índice de plasticidade, f) classifique estas amostras de acordo com SUCS (Sistema Unificado de Classificação dos solos).

12 3.2 EXERCÍCIO 3.2 EXERCÍCIO Resolução: a) D 10 A = 0,07; D 10 B = 0,007 e D 10 C = 0,0 b) D 60 A = 0,45 D 60 B = 0,10 D 60 C = 0,011 D 30 A = 0,18 D 30 B = 0,044 D 30 C = 0,0 CcA = 1,0 ; CcB = 2,8 ; CcC = 0 c) CuA = 6,4 ; CuB = 14,3; CuC = d) IPA = NP ; IP B = 15 ; IP C = 30

13 3.2 EXERCÍCIO Classificação SUCS Solo A Solo Grosso (% Retido na Peneira 200 > 50% ok! ) 5%<Pp200< 12% ; Cu > 6; 1<Cc< 3 ok! Fino: ML ou MH?? Silte de Baixo LL SW-SH (areia bem graduada com silte) Solo B Solo Grosso (% Retido na Peneira 200 > 50% ok! ) Pp200> 12% ; GRÁFICO DE PLASTICIDADE Fino: ML ou CL?? Silte de Baixo LL SC-SH (areia argilo-siltosa) Solo C Solo Fino (% Retida Peneira 200 < 50% ok!) Abaixo da Linha A MH (silte elástico) P pedr < 15% 3.3 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (HRB- HIGHWAY RESEARCH BOARD) Esta classificação fundamenta-se na granulometria, limite de liquidez e índice de plasticidade dos solos, sendo proposta para ser utilizada na área de estradas. Um parâmetro adicionado nesta classificação é o índice de grupo (IG), que é um número inteiro variando de 0 a 20. O índice de grupo define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento. Os valores extremos do IG representam solos ótimos para IG = 0 e solos péssimos para IG = 20.

14 3.3 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (HRB- HIGHWAY RESEARCH BOARD) IG = 0,2. a + 0,005. a. c + 0,01. b. d a = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 35%. Se o valor de a for negativo adotase zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo. a = Pp,200-35% (0-40). b = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 15%. %. b = Pp,200-15% (0-40) c = valor do limite de liquidez menos 40%. Se o valor de c for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo. c = LL - 40% (0-20) d = valor do índice de plasticidade menos 10%. d = IP - 10% (0-20) 3.3 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (HRB- HIGHWAY RESEARCH BOARD) Os solos são classificados em sete grupos, de acordo com a granulometria (peneiras de nº 10, 40, 200) e de conformidade com os intervalos de variação dos limites de consistência e índice de grupo. Os solos se dividem em dois grupos: solos grossos (quando a % passante na peneira nº 200 é inferior a 35%) e solos finos (quando a % passante na peneira nº 200 é superior a 35%). A classificação é feita da esquerda para a direita do quadro apresentado. Número da Peneira Abertura (mm) 10 2, , ,074

15 3.3 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (HRB- HIGHWAY RESEARCH BOARD) Exemplo: Considerando a distribuição granulométrica a seguir, classificar o solo segundo o Sistema Rodoviário HRB. Adotar, LL = 35%, LP = 15%.

16 3.3 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (HRB- HIGHWAY RESEARCH BOARD) Resolução: Cálculo de IG: Pp200 = 40% ; a = 40% - 35% = 5% ; b = 40% - 15% = 25% LL = 35% ; c = 35% - 40% = -5% - Adotar 0. IP = = 20% ; d = 20% 10% = 10% Portanto, IG = 0, , , = 3,5 3.3 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (HRB- HIGHWAY RESEARCH BOARD) Pp10 = 98% Pp40 = 90% Pp200 = 40% TIPO DE SOLO A6