Capítulo 3 Classificação dos Solos Geotecnia I SLIDES 05 Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt prof.douglas.pucgo@gmail.com
Introdução Por que classificar solos? A classificação dos solos é a tentativa de agrupar solos com características semelhantes Os sistemas existentes são empíricos e embasados nos resultados da granulometria e da plasticidade do solo Origem do solo Classificação pedológica Textural Tátil-visual Geotécnica: SUCS, HRB/ASSHO, MCT 2
Introdução Parâmetros da curva granulométrica Diâmetro efetivo (D 10 ): É o diâmetro ou abertura da peneira correspondente a porcentagem de 10% que passa 10% das partículas (em peso) possuem diâmetro menor que o D 10 Mostra uma noção da quantidade de finos 3
Introdução Parâmetros da curva granulométrica Coeficiente de não uniformidade (CNU): CNU D 60 = diâmetro correspondente a 60% que passa na curva granulométrica D D CNU 5 granulometria muito uniforme 5 < CNU 15 uniformidade média CNU > 15 granulometria desuniforme 60 10 4
Introdução Parâmetros da curva granulométrica Coeficiente de curvatura (Cc): Cc D D 10 D 30 = diâmetro correspondente a 30% que passa na curva granulométrica 30 2 D 1 Cc 3 solo bem graduado Cc < 1 ou Cc > 3 solo mal graduado 60 5
Introdução Obs.: O CNU indica a amplitude do tamanho dos grãos e o CC detecta melhor o formato da curva granulométrica e permite identificar eventuais descontinuidades ou concentração mais elevada de uma certa faixa de tamanho. 6
Introdução 7
Sistema SUCS Sistema Unificado de Classificação de Solos Desenvolvido por Casagrande para construção de aterros em aeroportos durante a 2ª Guerra Mundial e modificada posteriormente para ser usado em barragens, fundações e outras construções Ideia: os solos grossos podem ser classificados de acordo com a sua curva granulométrica, ao passo que o comportamento de engenharia dos solos finos está intimamente relacionado com a sua plasticidade 8
Sistema SUCS Sistema Unificado de Classificação de Solos Solos grossos (pedregulho e areia): + 50% retido na #200 Classificação Geral Solos finos (silte e argila): + 50% passa na #200 Turfas: solos altamente orgânicos, compressíveis e fibrosos 9
Sistema SUCS Letras utilizadas na classificação: Prefixo Sufixo G (gravel) S (sand) C (clay) M (mo) O (organic soil) Pt (peat) pedregulho areia argila silte solo orgânico turfa W (well graded) P (poor graded) H (high) L (low) O (organic soil) C ou M bem graduado mal graduado alta compressibilidade baixa compressibilidade solo orgânico solo grosso argiloso ou siltoso 10
Sistema SUCS 11
Carta de Plasticidade 12
Sistema SUCS Observações PEDREGULHOS: 1) Para o trecho acima da linha A, com 4 < IP < 7, é uma zona de transição em que o solo recebe nome duplo: GC- GM ou GM-GC. 2) Pedregulhos com finos em quantidade de finos intermediárias (entre 5 e 12%), usa-se uma representação de nome duplo, de acordo com a melhor aproximação. Escolhe-se GW ou GP + GC ou GM. Ex.: GW-GC, GW- GM, GP-GC ou GP-GM. 13
Sistema SUCS Observações AREIAS: 1) No intervalo de 4 < IP < 7, usa-se nome duplo: SC-SM ou SM-SC. 2) Areias com finos em quantidade de finos intermediárias (entre 5 e 12%), usa-se uma simbologia dupla, de acordo com a melhor aproximação. Escolhe-se SW ou SP + SC ou SM. Ex.: SW-SC, SW-SM, SP-SC ou SP-SM. Observação SOLOS FINOS: Se LL < 50 e 4 < IP < 7: notação dupla = ML-CL 14
Sistema SUCS Observações SOLOS ORGÂNICOS: Possuem baixa plasticidade (abaixo da linha A) e com aspecto típico (cor escura e cheiro característico). OL (solo orgânico com baixa compressibilidade): LL < 50 OH (solo orgânico com alta compressibilidade): LL > 50 Turfas e solos pantanosos (Pt) Altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis 300 % < LL < 500 % 100 % < IP < 200 % 15
Sistema rodoviário HRB / AASHO Classificação H.R.B (Highway Research Board) ou A.A.S.H.O. (American Association State Highway Officials) Baseado na experiência rodoviária quanto ao desempenho dos sub-leitos Considera os resultados do ensaio de granulometria e limites de consistência Parâmetro adicional: Índice de Grupo (IG) Expressa a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento 0 IG 20 (quanto menor, melhor) 16
Sistema rodoviário HRB / AASHO Índice de Grupo (IG) IG = a.(0,2 + 0,005.c) + 0,01.b.d a = P 200 35 => 0 a 40 b = P 200 15 => 0 b 40 c = LL 40 => 0 c 20 d = IP 10 => 0 d 20 P 200 = % do material que passa na #200 LL = limite de liquidez (%) IP = índice de plasticidade (%) 17
Sistema rodoviário HRB / AASHO Índice de Grupo (IG) IG = a.(0,2 + 0,005.c) + 0,01.b.d Os valores de a, b, c, d deverão ser expressos em números inteiros e positivos, assim como o valor do IG. As diferenças só podem ser utilizadas dentro do intervalo permitido. Caso ultrapasse o limite, usar o limite. 18
Sistema rodoviário HRB / AASHO Sete grupos de classificação Dois grupos: Solos grossos (quando a % passante na peneira nº 200 é inferior a 35%) 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 Em geral os solos granulares tem índice de grupo compreendidos entre 0 e 4, os siltosos entre 1 e 12 e os argilosos entre 1 e 20 19
GEOTECNIA I Prof. MSc. Douglas Obs.: M. A. Bittencourt Grupo A-7-5: IP LL - 30 20
Exemplo Classifique os solos abaixo de acordo com o sistema unificado e sistema rodoviário, e também, calcule o Índice de Grupo. SOLO Índices Físicos Granulometria % em peso que passa nas peneiras Classificação dos Solos LL% IP% 3/4" 3/8 4 10 40 200 SUCS H.R.B. 1 39,2 11,8 100 100 100 99 98 96 2 39,0 14,7 100 100 100 98 97 93 3 35,5 4,9 100 97 91 85 77 57 4 39,5 11,8 98 72 64 60 55 35 5 43,2 23,3 94 85 80 74 69 35 6 42,7 16,3 69 46 32 28 26 19 7 45,7 17,9 54 27 17 12 11 9 8 32,0 9,8 81 60 42 28 25 20 9 40,9 15,3 53 37 29 26 24 22 10 42,0 16,1 78 57 25 11 10 6 NP = NÃO PLÁSTICO IG 21
SOLO Índices Físicos Granulometria % em peso que passa nas peneiras Classificação dos Solos LL% IP% 3/4" 3/8 4 10 40 200 SUCS H.R.B. 11 34,0 6,1 83 63 50 45 42 26 12 37,0 17,1 76 37 20 12 10 7 13 30,9 11,6 100 100 100 99 95 86 14 NP NP 100 100 99 97 92 82 15 34,5 7,1 100 100 99 98 93 83 16 NP NP 100 98 97 96 91 82 17 44,9 19,9 100 100 96 95 92 67 18 38,2 17,8 100 100 100 99 94 80 19 44,1 10,8 100 98 92 80 76 68 20 NP NP 56 36 28 23 22 15 21 35,4 14,7 100 80 55 38 36 32 22 NP NP 89 73 54 37 32 22 23 33,3 12,1 91 75 52 38 36 28 24 31,8 6,1 85 71 52 39 35 24 25 NP NP 92 57 33 22 19 14 NP = NÃO PLÁSTICO IG 22
Exemplo Classifique os solos abaixo de acordo com o sistema unificado e sistema rodoviário, e também, calcule o Índice de Grupo. SOLO Índices Físicos Granulometria % em peso que passa nas peneiras Classificação dos Solos IG LL% IP% 3/4" 3/8 4 10 40 200 SUCS H.R.B. 1 39,2 11,8 100 100 100 99 98 96 ML A-6 9 2 39,0 14,7 100 100 100 98 97 93 CL A-6 10 3 35,5 4,9 100 97 91 85 77 57 CL-ML A-4 4 4 39,5 11,8 98 72 64 60 55 35 GM A-2-6 0 5 43,2 23,3 94 85 80 74 69 35 SC A-2-7 3 6 42,7 16,3 69 46 32 28 26 19 GM A-2-7 0 7 45,7 17,9 54 27 17 12 11 9 GM-GP A-2-7 0 8 32,0 9,8 81 60 42 28 25 20 GC A-2-4 0 9 40,9 15,3 53 37 29 26 24 22 GC A-2-7 0 10 42,0 16,1 78 57 25 11 10 6 GC-GP A-2-7 0 NP = NÃO PLÁSTICO 23
SOLO Índices Físicos Granulometria % em peso que passa nas peneiras Classificação dos Solos IG LL% IP% 3/4" 3/8 4 10 40 200 SUCS H.R.B. 11 34,0 6,1 83 63 50 45 42 26 GM A-2-4 0 12 37,0 17,1 76 37 20 12 10 7 GC-GP A-2-6 0 13 30,9 11,6 100 100 100 99 95 86 CL A-6 9 14 NP NP 100 100 99 97 92 82 ML A-5 8 15 34,5 7,1 100 100 99 98 93 83 ML A-5 8 16 NP NP 100 98 97 96 91 82 ML A-5 8 17 44,9 19,9 100 100 96 95 92 67 CL A-7-6 11 18 38,2 17,8 100 100 100 99 94 80 CL A-6 11 19 44,1 10,8 100 98 92 80 76 68 ML A-7-5 8 20 NP NP 56 36 28 23 22 15 GM A-1-b 0 21 35,4 14,7 100 80 55 38 36 32 GC A-2-6 1 22 NP NP 89 73 54 37 32 22 GM A-1-b 0 23 33,3 12,1 91 75 52 38 36 28 GC A-2-6 0 24 31,8 6,1 85 71 52 39 35 24 GM A-2-4 0 25 NP NP 92 57 33 22 19 14 GM A-1-a 0 NP = NÃO PLÁSTICO 24