Disciplina: Mecânica dos Solos e Fundações

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1 Disciplina: Mecânica dos Solos e Fundações Classificação dos Solos - continuação Profº Caio Rubens Tipos de classificação usuais: Classificação Unificada: Considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo quando trata-se de solo predominantemente fino. Classificação Rodoviária (HRB): Mais utilizada na engenharia rodoviária, também considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo. Classificações regionais: Classificação MCT para solos tropicais, solos que tem peculiaridades de comportamento somente encontrados em regiões de clima tropical. Classificação pela origem do solo: Considera a origem pedológica do solo (rocha que lhe deu origem) e a formação do solo. 2 1

2 Classificação Rodoviária Esse sistema é bastante empregado na engenharia rodoviária mundial. Baseado, assim como a classificação pelo sistema unificado, na granulometria do solo e nos limites de Atterberg (LL, IP). Também se inicia a classificação pela verificação da porcentagem que passa na peneira 200 (% P#200), peneira de abertura 0,075mm. A diferença nesta classificação é que nesta classificação os solos de graduação grosseira são aqueles que apresentam menos de 35% passado na peneira 200 (abertura 0,075mm). 3 Os solos de graduação grosseira (% P #200 < 35%) formam os grupos A-1, A-2 e A-3. Os solos com mais de 35% passando na peneira 200 (0,075mm), são os solos finos, e formam os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. Dentro dos grupos de solos de graduação grosseira as subdivisões são definidas pela granulometria, por meio da % que passa nas peneira de aberturas 2,0mm (#10), 0,42mm (#40) e 0,075mm (#200). Dentro dos grupos de solos de graduação fina as subdivisões são definidas pelos limites de Atterberg (LL e IP). 4 2

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4 Tipos de classificação usuais: Classificação Unificada: Considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo quando trata-se de solo predominantemente fino. Classificação Rodoviária (HRB): Mais utilizada na engenharia rodoviária, também considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo. Classificações regionais: Classificação MCT para solos tropicais, solos que tem peculiaridades de comportamento somente encontrados em regiões de clima tropical. Classificação pela origem do solo: Considera a origem pedológica do solo (rocha que lhe deu origem) e a formação do solo. 7 Classificações Regionais No Brasil o sistema rodoviário é mais empregado em obras rodoviárias e o sistema unificado para grandes obras de terra como as barragens. Engenheiros de fundações, em geral, empregam classificações regionais. Sistemas de classificação convencionais nem sempre confirmam a experiência local. Argila porosa vermelha (espigão da Av. Paulista) Silte de alta compressibilidade (MH) pela classificação unificada limites de Atterberg o localizam abaixo da linha A. 8 4

5 Discrepâncias diferença entre os solos existentes no Brasil e os solos existentes nos países de clima temperado onde as classificações convencionais foram elaboradas. Metodologia de classificação MCT (miniatura compactada tropical) Sistema de Classificação proposto pelo prof. Job Shuji Nogami (EPUSP). Nesta classificação não são considerados os índices de Atterberg. 9 A classificação utiliza corpos-de-prova compactados em diferentes energias e se baseia em parâmetros obtidos em ensaios realizados nesses corpos-de-prova. Classifica o solo pelo seu estado não pelas partículas que o constituem. A classificação divide os solos em 2 grandes grupos: Lateríticos (L) e Não Lateríticos (N). O grupo dos não lateríticos se subdivide em: arenoso (A, A ), argiloso (G ) e siltoso (S ) O grupo dos lateríticos se subdivide em: arenosos (A, A ) e argilosos (G ). 10 5

6 Para esta classificação são determinados os coeficientes: c relacionado a granulometria do solo (areia, silte ou argila) e a deformabilidade d relativo a eficiência da compactação e - relacionado à laterização do solo (indica se o solo é ou não laterítico) Pi relacionado ao comportamento do solo na presença de água. Exemplo típico de solo laterítico terra roxa

7 13 Tipos de classificação usuais: Classificação Unificada: Considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo quando trata-se de solo predominantemente fino. Classificação Rodoviária (HRB): Mais utilizada na engenharia rodoviária, também considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo. Classificações regionais: Classificação MCT para solos tropicais, solos que tem peculiaridades de comportamento somente encontrados em regiões de clima tropical. Classificação pela origem do solo: Considera a origem pedológica do solo (rocha que lhe deu origem) e a formação do solo. 14 7

8 Classificação pela origem do solo Pela sua origem os solos podem ser classificados em 2 grandes grupos: residual e transportado. Solos residuais São aqueles originários da decomposição das rochas que se encontram no próprio local em que se formaram. Velocidade de decomposição da rocha maior que a velocidade de remoção pelos agentes externos Velocidade de decomposição chuvas, temperaturas e vegetação; Condições das regiões tropicais são favoráveis a rápida degradação das rochas; 15 Maiores ocorrências de solos residuais nas regiões tropicais inclusive Brasil; Solos residuais se apresentam em horizontes com o grau de intemperização decrescente: Solo residual maduro: superficial ou sotaposto a um horizonte poroso, perdeu toda estrutura da rocha-mãe e tornou-se relativamente homogêneo. Saprolito ou solo saprolítico: mantém a estrutura original da rocha-mãe, inclusive veios e fissuras, mas perdeu toda a consistência. Visualmente parece uma rocha alterada, mas apresenta pequena resistência ao manuseio (residual jovem). 16 8

9 Rocha alterada: horizonte em que a alteração progrediu ao longo de fraturas ou zonas de maior resistência, deixando intactos grandes blocos da rocha original. 17 Solos residuais grande interesse indicação da rocha mãe que condiciona a composição física do solo. Residuais de basalto: argilosos Residuais de gnaisse: siltosos Residuais de granito: areia, silte e argila (proporções iguais). Solos Transportados São aqueles que foram levados ao seu atual local por algum agente de transporte. Suas características são função do agente transportador. 18 9

10 Solos coluvionares: formados pela ação da gravidade. Solos aluvionares: solos resultantes do carreamento pela água. Sua constituição depende da velocidade das águas no momento da deposição. Podem ser essencialmente arenosos ou muito argilosos. Solos eólicos (depósitos eólicos): solos resultantes do transporte pelo vento. O transporte eólico provoca o arredondamento das partículas do solo, em virtude do atrito constante. Drifts: originários do transporte por geleiras, muito frequentes na Europa, com pequena ocorrência no Brasil. 19 Solos Orgânicos São aqueles que contém elevada quantidade de matéria orgânica decorrente de decomposição de origem vegetal ou animal, em vários estágios de decomposição. Solos muito compressíveis problemáticos No Brasil depósitos litorâneos (dezenas de metros), várzeas de rios e córregos (3 a 10m) Elevado índice de vazios Sedimentação recente baixa capacidade de suporte Elevada compressibilidade 20 10

11 Concentração de folhas e caules em decomposição - Turfas Materiais altamente deformáveis e Muito permeáveis, por isso Recalques devidos a carregamentos externos ocorrem rapidamente 21 Tipos de classificação usuais: Classificação Unificada: Considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo Classificação Rodoviária (HRB): Mais utilizada na engenharia rodoviária, também considera o tamanho dos grãos e os índices de consistência do solo. Classificações regionais: Classificação MCT para solos tropicais, solos que tem peculiaridades de comportamento somente encontrados em regiões de clima tropical. Classificação pela origem do solo: Considera a origem pedológica do solo (rocha que lhe deu origem) e a formação do solo

12 Exercícios 1) A massa específica natural (ρn) de um solo é de 2000 kg/m3. O teor de umidade é de 10%. Supondo-se que massa específica dos sólidos é 2700 kg/m3, a) Determinar o índice de vazios b) Determinar a porosidade c) Determinar a massa específica seca 2) São conhecidos, para um determinado solo: γn = 1,8gf/cm3, w= 12% e γs = 2,7 gf/cm3. Pede-se calcular: a) S (grau de saturação) b) e (índice de vazios) c) n (porosidade) 23 Exercícios 3) Um solo apresenta umidade (w) de 25%, massa específica dos sólidos (ρs) de 2,45g/cm3, massa específica natural (ρn) de 1,87g/cm3. Calcule: Massa específica aparente seca (ρd) a) Índice de vazios (e) b) Grau de saturação (S) c) Porosidade (n) 4) Ensaios de caracterização de dois solos indicaram que o solo A tinha LL = 70% e IP=30%, enquanto o solo B tinha LL=55% e IP=25%. Amostras desses dois solos foram amolgadas e água foi adicionada de forma que os dois ficassem com teor de umidade de 45%. É possível prever qual dos dois solos ficará mais consistente neste teor de umidade? 24 12

13 Exercícios 5) As curvas granulométricas apresentadas na Figura 1, correspondem a solos com as seguintes características: Pede-se: a) Determinar o coeficiente de não uniformidade (CNU) e o coeficiente de curvatura (CC) dos solos j, k, i b) Qual o índice de atividade da argila dos solos a, b, g? c) Qual a porcentagem do solo c que passa na peneira #200 (abertura de 0,075mm) 25 Exercícios 26 13