Universidade Paulista Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Professora Moema Castro, MSc. 1 Material de apoio 2 Curso básico de mecânica dos solos (Carlos Souza Pinto, Oficina de Textos, 2006); COMPLEMENTOS DE MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS AULA 04 Goiânia, 2016/2. 3 OBJETIVO IMPORTÂNCIA CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS U.S.C.S. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS H.R.B. Sumário Objetivo 4 O objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista de engenharia, é poder estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema.
Importância 5 Importância 6 Existem várias formas de classificar os solos, como pela sua origem, pela sua evolução, pela presença ou não de matéria orgânica, pela estrutura, pelo preenchimento dos vazios. Os sistemas baseados no tipo e no comportamento das partículas que constituem o solo são os mais conhecidos na engenharia de solos. Os sistemas de classificação que se baseiam nas características dos grãos que constituem os solos têm como objetivo a definição de grupos que apresentam comportamentos semelhantes sob os aspectos de interesse da Engenharia Civil. Neste sistemas, os índices empregados são geralmente a composição granulométrica e os Índices de Atterberg. Classificação dos Solos Classificação Genética 7 Classificação Geotécnica Classificação técnica dos solos Classificações Pedológicas Horizontes superficiais (A e B) Classificações Geológicas Para fins geotécnicos Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS) Unified Soil Classification System (USCS) Sistema Rodoviário de Classificação Classificação Highway Research Board (HRB) 8 UNIFIED SOIL CLASSIFICATION SYSTEM (USCS) SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS (SUCS) CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA DE CASAGRANDE
9 Elaborado pelo professor Casagrande para obras de aeroportos e atualmente bastante utilizado em barragens. Classificação Unificada 10 Para a classificação por esse sistema, o primeiro aspecto a considerar é a porcentagem de finos presentes no solo. Os solos são identificados pelo conjunto de duas letras: Tipo principal de solo Dados complementares G Gravel Pedregulho W Bem graduado S Sand Areia P Mal graduado M Silte H Alta compressibilidade C Clay Argila L Baixa compressibilidade O Solo orgânico Pt ( Peat ) Turfas Considerando-se finos o material que passa na peneira nº200 (0,075mm), tem-se: % que passa na #200 (0,075mm) Classificação < 50 G ou S Grosseira > 50 M, C ou O Fina Classificação geral - Símbolos 11 Escala granulométrica dos solos (ASTM) 12 Solos Grossos (menos que 50 % passando na # 200) Solos finos (mais que 50 % passando na # 200) Solo Limite Líquido Graduação G - Cascalho S - Areia M - Silte C - Argila O - Orgânico Pt - Turfa H: Alta LL (LL>50) L: Baixa LL (LL<50) W: Bem graduado P: Mal graduado Pedregulho Areia G M F G M F 76 4.75 #4 0,2 #10 0,425 #40 0.075 #200 Silte Argila <0,005
SOLOS GRANULARES Classificado como G ou S; Característica secundária poucos finos 13 Inferior a 5% passando na peneira nº 200, verifica-se sua composição granulométrica: Bem graduados existência de grãos de diversos diâmetros. Mal graduados predominância de partículas com certo diâmetro. SOLOS GRANULARES Coeficiente de Não Uniformidade Onde: 14 CNU = D 60 /D 10 D 60 diâmetro abaixo do qual se situam 60% em peso das partículas. D 10 diâmetro que, na curva granulométrica, corresponde à porcentagem que passa igual a 10%. Quanto maior o CNU, mais bem graduada é a areia. Pedregulho bem graduado CNU = 4 Areia bem graduada CNU = 6 15 SOLOS GRANULARES 16 SOLOS GRANULARES Coeficiente de Curvatura CC = (D 30 )²/(D 10 x D 60 ) Detecta melhor o formato da curva granulométrica; Permite identificar eventuais descontinuidades ou concentração muito elevada de grãos mais grossos no conjunto. O material é bem graduado quando o CC está entre 1 e 3.
18 SOLOS DE GRANULAÇÃO FINA (SILTE E ARGILAS) Classificados em função do IP e do LL Carta de Plasticidade de Casagrande 17 Carta de plasticidade de Casagrande 19 20 SOLOS DE GRANULAÇÃO FINA (SILTE E ARGILAS) Orgânicos coloração diferente dos siltes coloração escura típica: marrom-escuro, cinza-escuro ou preto Compressibilidade alta quando LL > 50 baixa quando LL < 50
21 SOLOS DE GRANULAÇÃO FINA (SILTE E ARGILAS) Classificação técnica dos solos 22 ESQUEMA SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS (SUCS) 23 24
Cont. Classificação técnica dos solos 26 HIGHWAY RESEARCH BOARD (HRB) - SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO - 25 Sistema Rodoviário de Classificação (HRB) 27 Sistema Rodoviário de Classificação (HRB) 28 Highway Research Board (HRB) EUA Emprego em engenharia rodoviária; Baseado na granulometria e limites de Atterberg; Solos grossos menos de 35% passando na peneira nº 200 (A-1, A-2 e A-3); Solos finos mais de 35% passando na peneira nº 200 (A-4, A-5, A-6 e A-7)
Sistema de classificação HRB 29 Classificação técnica dos solos 30 - CLASSIFICAÇÕES REGIONAIS - Classificação pela origem RESIDUAIS Solo residual maduro Saprolito ou solo saprolítico Rocha alterada 31 TRANSPORTADOS Solos coluvionares ou coluviões Solos aluvionares ou aluviões Eólicos -- Drifts (por geleiras) Classificação pela origem 32 Solos residuais Aqueles cujas decomposições da rocha se encontram no próprio local em que se formaram; Velocidade de decomposição da rocha maior que a velocidade de remoção por agentes externos; Condições de regiões tropicais são favoráveis, maiores ocorrências de solos residuais nessas regiões
Classificação pela origem Solos residuais 33 Solo residual maduro superficial ou sotoposto a um horizonte poroso ou húmico, e que perdeu toda a sua estrutura original da rocha-mãe e tornou-se relativamente homogêneo; Saprolito ou solo saprolítico solo que mantém a estrutura original da rocha-mãe, mas perdeu a consistência de rocha. Também chamado de solo residual jovem ou solo de alteração de rocha; Rocha alterada horizonte em que a alteração progrediu ao longo de fraturas ou zonas de menor resistência, deixando intactos grandes blocos da rocha original. Classificação pela origem 34 Solos transportados - Levados ao seu local atual por algum agente de transporte Solos coluvionares ação da gravidade (escorregamentos); Solos aluvionares carreamento pela água; Depósitos eólicos transporte pelo vento; Drifts transporte por geleiras (Europa e EUA). Solos Orgânicos 35 São aqueles solos que contém uma quantidade apreciável de matéria decorrente de decomposição de origem vegetal ou animal, em vários estágios de decomposição. Geralmente argilas ou areias finas, os solos orgânicos são de fácil identificação pela cor escura e pelo odor característico. São geralmente muito problemáticos por serem muito compressíveis. Solos Lateríticos 36 Típicos da evolução de solos em clima quente com chuvas moderadas e intensas; Fração argila constituída por minerais cauliníticos e elevada concentração de ferro e alumínio na forma de óxidos e hidróxidos (coloração avermelhada); Apresentam-se na natureza geralmente não-saturados pequena capacidade de suporte (estado natural); Quando compactados empregados em pavimentação e aterros (não apresenta expansão na presença de água).