Introdução Dada a infinidade de solos que existem na natureza é necessário um sistema de classificação que indique características geotécnicas comuns de um determinado grupo de solos a partir de ensaios simples de identificação. Portanto, a elaboração de um sistema de classificação deve partir dos conhecimentos qualitativos e quantitativos existentes, ao longo do tempo ir acumulando informações e corrigindo distorções, até que em um mesmo grupo possam estar colocados solos com características semelhantes. A identificação fornecerá dados para um conhecimento qualitativo, enquanto os ensaios de laboratório resultarão dados quantitativos sobre o solo. Conclui-se que a classificação dos solos permite resolver alguns problemas simples e serve de apoio na seleção de um dado solo quando se podem escolher vários materiais a serem utilizados.
Classificação textural O sistema de classificação dos solos, quanto à textura, utiliza-se da curva granulométrica do solo e uma escala de classificação proposta por uma associação. A curva granulométrica obtida como mostrado na Unidade 3, define a função distribuição do tamanho das partículas do solo enquanto a escala define a posição dos quatro grupos: pedregulhos, areias, siltes e argilas. Não há uma escala única, em face das divergências existentes, mas as diferenças entre elas não alteram, sensivelmente, o nome dado ao solo.
Teste visual e táctil: após misturar-se uma pequena quantidade de solo com água, nota-se que as areias são ásperas ao tacto, apresentam partículas visuais a olho nu e permitem muitas vezes o reconhecimento de minerais; o silte é menos áspero que a areia, mas perceptível ao tacto; as argilas quando misturadas com água e trabalhadas entre os dedos, apresentam uma semelhança com pasta de sabão escorregadia e, quando secas, os grãos finos das argilas proporcionam uma sensação de farinha ao tacto. Teste de sujar as mãos: após se fazer uma pasta (solo + água) na palma da mão, coloca-se esta sob água corrente observando a lavagem do solo. O solo arenoso lavase facilmente escorrendo rapidamente da mão. O solo siltoso só se limpa depois de um certo fluxo de água necessitando também de certa fricção para a limpeza total. Finalmente, as argilas apresentam uma certa dificuldade de se soltarem das mãos apresentando características de um barro. Nesse tipo de teste é possível se detectar a presença de areia (quartzo) pela sensação dos dedos com a pasta formada e pelo brilho 4 que exibem.
Teste de desagregação do solo submerso: colocando-se um torrão de solo parcialmente imerso em recipiente com água, verifica-se a desagregação da amostra. Essa desagregação é rápida quando os solos são siltosos e lenta quando os solos são argilosos. Teste de resistência dos solos secos: Um torrão de solo seco pode apresentar certa resistência quando se tenta desfazê-lo com a pressão dos dedos. As argilas apresentam grande resistência enquanto que os siltes e areias apresentam baixa resistência. Teste de dispersão em água: colocando-se uma pequena quantidade de solo numa proveta com água e agitando-se a mistura, procura-se verificar o tempo para a deposição das partículas conforme o tipo de solo. Os solos arenosos depositam rapidamente (30 a 60 segundos); os solos siltosos levam entre 15 a 60 minutos e, os solos argilosos, podem levar horas em suspensão. Os solos orgânicos são classificados de acordo com sua coloração que geralmente é cinza ou escura. Possuem odor característico de material em decomposição e são inflamáveis quando secos. 5
Importante ressaltar que esse tipo de classificação fornece resultados mais qualitativos do que quantitativos. Análises mais elaboradas devem ser feitas para a quantificação das fracções predominantes de areia, silte e argila em cada solo. 6
Classificação granulumétrica As partículas dos solos possuem diferentes tamanhos e a medida desses tamanhos é feita através da análise granulométrica do solo. Essa, por sua vez, é representada através de uma curva de distribuição granulométrica em escala semilog com o eixo das ordenadas contendo as porcentagens que passam ou que ficam retidas, em peneiras pré-determinadas, e o eixo das abscissas com o diâmetro equivalente das partículas.
Curvas granulométricas de solos com diferentes graduações No caso de solos granulares, estes poderão ser denominados de bem graduados ou mal graduados. O solo bem graduado é caracterizado por uma distribuição contínua de diâmetros equivalentes em uma ampla faixa de tamanho de partículas. 8
LIMITES DE CONSISTÊNCIA DE UM SOLO Os ensaios de determinação dos limites de consistência (limite de plasticidade, wp, e limite de liquidez, wl) destinam-se a avaliar as características de plasticidade de um solo fino. A avaliação das características de plasticidade de um solo fino, nomeadamente dos seus limites de plasticidade e de liquidez, é determinante para a correcta previsão dos aspectos fundamentais do seu comportamento, o qual depende fortemente da presença de água. A caracterização da plasticidade de um solo envolve a quantificação de valores característicos do teor em água, aos quais correspondem alterações significativas do comportamento do solo.
Classificação H.R.B (Highway Research Board) ou A.A.S.H.O. (American Association State Highway Officials) 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 Igiguais a zerro e solos péssimos para IG = 20. Portanto, este índice estabelece uma ordenação dos solos dentro de um grupo, conforme suas aptidões, sendo pior o solo que apresentar maior IG. A determinação do índice de grupo baseia-se nos limites de Atterberg (LL e IP) do solo e na porcentagem de material fino que passa na peneira número 200 (0,075mm). Seu valor é obtido utilizando a seguinte expressão: IG = 0,2. a + 0,005. a. c + 0,01. b. d
Classificação H.R.B (Highway Research Board) ou A.A.S.H.O. (American Association State Highway Officials) onde: a = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 35%. Se o valor de a for negativo adota-se 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%. %. Se o valor de b for negativo adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo. 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%. Se o valor de d for negativo adota-se zero, e se for d = superior IP - 10% a (0 20, - 20) adota-se este valor como limite máximo.
Sistema Unificado de Classificação dos Solos (S.U.C.S.) Este sistema é oriundo do Airfield Classification System idealizado por Arthur Casagrande, e inicialmente utilizado para classificação de solos para construção de aeroportos, e depois expandido para outras aplicações, e normalizado pela American Society for Testing and Materials (ASTM). 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 mais representativos para a sua classificação, enquanto que para fração fina, Casagrande optou por usar os limites de consistência, por serem parâmetros mais importantes do que o tamanho das partículas.
Sistema Unificado de Classificação dos Solos (S.U.C.S.) Solos grossos Os solos grossos ou granulares são os que possuem partículas menores que 75mm e que tenham mais do que 50% de partículas com tamanhos maiores do que 0,075mm (# 200). Uma subdivisão separa os solos grossos em pedregulhos, quando mais do que 50% da fração grossa tem partículas com tamanho maior do que 4,8mm (retido na # 4), e areias, quando uma porcentagem maior ou igual, destas partículas, tem tamanho menor que 4,8mm (passa na # 4). Sempre que as porcentagens de finos estiver entre 5 e 12%, o solo deverá ser representado por um símbolo duplo, sendo o primeiro o do solo grosso (GW, GP, SW, SP), enquanto que o segundo símbolo dependerá da região onde se localizar o ponto representativo dos finos desse solo.
Classificação textural Exemplo Dado o solo residual das Minas de calcáreo, apresentado como exercicio, o qual apresentou as seguintes percentagens correspondentes a cada fração, segundo a escala da ABNT. A fração predominante é a areia, vindo a seguir a fração silte. Da observação dos valores, nota-se que o solo possui ainda pequena quantidades de argila, e pedregulhos. 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.
MATERIA L QUANTIDADE EM % AREIA 55 15 ARGILA 45 25 SILTE 0 60