Classificação dos solos - Sena Geologia e Engenharia

Transcrição

Universidade de Várzea
Grande
Classificação dos solos
Geotecnia Ambiental
Prof. : Marcel sena Campos
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 Classificar um solo: incluí-lo em um determinado grupo
composto por solos de características e propriedades geotécnicas
similares.
Objetivo: poder estimar o provável comportamento do solo para
uma adequada análise do problema.
Sistemas de classificação de solos ajudam a organizar
ideias e orientar o planejamento das investigações !!!
2
 FORMAS DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
• Pela origem → solos residuais e solos transportados
(aluviais, coluviais...)
• Pela sua evolução pedogenética → classificação
pedológica dos solos.
• Por características peculiares → presença de MO,
estrutura,...
• Pelo tipo e comportamento das partículas
constituintes → sistemas de classificação baseado em
propriedades e índices (mais empregados na
engenharia) – granulometria e limites de Atterberg.
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 A classificação a partir dos tamanhos das partículas é uma
das formas mais comuns. Como a fração argila pode
diferenciar amplamente nas suas propriedades físicas, a
classificação apenas pelo tamanho é inadequada quando os
solos contem finos, especialmente os argilominerais.
 Sistemas de classificação mais elaborados têm surgido,
levando em conta os limites de Atterberg associada à
granulometria
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Diagrama Triangular FERET
 Não leva em conta a curva
granulométrica
Não considera a
Plasticidade que tem
importância na resistência,
compressibilidade e
permeabilidade dos solos
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Principais sistemas de classificação;
 Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.);
 Sistema de classificação “Highway Research
Board” (H.R.B.);
 Índice de Grupo.
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 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS)
Baseada tão somente na distribuição granulométrica dos solos.
Os solos são classificados pela fração granulométrica dominante
e subdominante: argila arenosa, areia siltosa, silte argiloso...
Os solos são classificados em três grandes grupos:
a)Solos grossos: mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na
peneira # 200.
b)Solos finos: menos que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira
# 200.
c)Turfas: solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente
compressíveis.
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SOLOS (SUCS)
Duas letras:
SW, CH, CL...
1ª: principal tipo
2ª: dados complementares.
G = pedregulho
W = bem graduado
S = areia
P = mal graduado
M = silte
H = alta compressibilidade
C = argila
L = baixa compressibilidade
O = orgânico
Pt = turfa
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SOLOS (SUCS)
1ª Etapa - verificar a % de finos (menor que 0,075 mm)
presente no solo:
Menor que 50%: solo granular (G ou S);
Maior que 50%: solo fino (M, C ou O).
Solos granulares – G ou S:
Observa qual faixa tem maior quantidade;
• Teor de finos < 5%
Bem graduado (W):
Para pedregulho (G): Cu > 4 e 1 < Cc < 3;
Para areia (S): Cu > 6 e 1 < Cc < 3.
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SOLOS (SUCS) - Solos granulares
-CC <1 a curva tende a ser
descontínua, há falta de grãos com
um certo diâmetro;
-CC>3 a curva tende a ser muito
uniforme na parte central;
-(1<CC<3) curva suave
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SOLOS (SUCS) - Solos granulares
• Teor de finos > 12%: a característica secundária f
(finos) e não mais a uniformidade de granulometria 
usar a Carta de Plasticidade (GC, SC, GM ou SM);
• Teor de finos entre 5% e 12%: recomenda-se que sejam
apresentadas as duas características intermediárias (ex.:
SP-SC, ou seja, areia malgraduada, argilosa);
11
12
Classificação dos solos grossos pelo SUCS.
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SOLOS (SUCS) – SOLOS FINOS
Silte; Argila ou Orgânico
• Se a fração fina é predominante  classificação em f(índices
de consistência) e não da % das frações granulométricas silte ou
argila.
• Casagrande → CARTA DE PLASTICIDADE
- Solos de comportamento argiloso  acima da Linha A
- Solos orgânicos e siltosos  abaixo da Linha A.
• Característica complementar dos solos finos:
compressibilidade
- Quanto maior o wL mais compressível o solo;
- A linha B delimita esse comportamento. wL > 50% alta compre.
(H); wL < 50% baixa compre. (L).
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SOLOS (SUCS) - Solos finos
CARTA DE
PLASTICIDADE
1) A linha A: IP = 0,73(LL - 20)
• acima - solos argilosos
• abaixo - solos siltosos
2) A linha B: LL = 50%
• direita - solos compressíveis e muito plásticos
• esquerda - solos de baixa compressibilidade e de baixa a média plasticidade
3) A linha U: IP = 0,9(LL - 8)
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• CARTA DE PLASTICIDADE
Ex: wL= 70
IP=40
CH: argila de alta
compressibilidade
70
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17
Geotecnia I - 2013
 (SUCS) - Solos finos
- Índices próximos das Linhas A ou B (ou sobre a faixa de IP 4
a 7), consistem em classificações intermediárias e as duas
classificações são apresentadas (ex. SC-SM, CL-CH);
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c) Turfa
São solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente
compressíveis.
Incorporam florestas soterradas em estágio avançado de
decomposição. Estes solos formam um grupo independente de
símbolo Pt (“peat”).
300% < LL < 500% → permanecendo a sua posição na carta de
plasticidade notavelmente acima da linha A.
100 < IP < 200.
19
20
Distribuição granulométrica dos solos
Exercício 1: Com os dados
apresentados a seguir,
0,075mm
classifique os Solos A e B por
meio do SUCS.
Solo A: wL= 30%, wP = 22%;
Solo B: wL= 26%, wP = 20%.
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 (SUCS) - Solos finos
Exercício 1:
Da curva tem-se:
Solo A
%Passa#200 =8
%Passa#4 (4,8mm)=100
Cu=0,135/0,085
Cu=1,59<6
Geotecnia I - 2013
Cc=(0,12)^2/(0,135.0,085)
Cc=1,25 > 1
WL=30
IP=30-22
IP=8 (maior que 7- acima da
Linha A)
22
23
Geotecnia I - 2012
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
SOLO A = SP-SC
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(AASTHO*), (HRB), (TRB)
• Empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo,
proposto pelo Bureau of Public Roads e revisto pelo
HRB(1945). Normatizado pela AASHTO M145 (1973 
Também baseado na granulometria e nos Limites.
São classificados em sete grupos principais: A-1 a A-7.
- Os grupos A-1, A-2 e A-3 (materiais granulares)  35% ou
menos passam na # 0,075 mm
- Os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7 (materiais mais finos)  mais
de 35% passam na # 0,075 mm
*American Association of State Highway and Transportation.
25
Sistema de classificação do H.R.B.
Classificação da AASHTO. Solos grossos.
26
Sistema de classificação do H.R.B.
Classificação da AASHTO. Solos
finos.
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 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO),
(HRB), (TRB)
*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da
esquerda para direita
28
29
(AASTHO), (HRB), (TRB)
Avaliação da qualidade do subleito →
Índice de grupo (IG) com os grupos e subgrupos do solo. Este
índice vem entre parênteses após a designação do grupo e
subgrupo.
Atenção:
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Calcular o IG de um solo A-6 em que 65% de
material passa na peneira 200, o LL = 40% e o IP
= 12,5%.
IG =30 * (0,2) + 0,01(50)*(2,5)
IG = 6 + 0,01*125
IG = 6 + 1,25
IG = 7,25 = 7
31
A qualidade do desempenho de um solo como subleito é
inversamente proporcional ao IG.
IG=0 solo ótimo quanto a capacidade de suporte
IG=20 solo péssimo quanto à capacidade de suporte
subleito
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Exercício 2: Classifique os solos pelo sistema TRB (calcule IG)
e SUCS.
Descrição
Solo A
Solo B
Solo C
% passante na peneira n. 10
(2,0 mm)
83
100
48
% passante na peneira n. 40
(0,42 mm)
48
92
28
% passante na peneira n.
200 (0,075 mm)
20
86
6
wL (%)
20
70
-
IP (%)
5
32
NP
33
SOLO A
*O solo será classificado no 1º
Grupo de encaixe da esq. para
direita  A-1-B
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 COMPARAÇÃO ENTRE HRB E SUCS
G = pedregulho
W = bem graduado
S = areia
P = mal graduado
M = silte
H = alta compressibilidade
C = argila
L = baixa compressibilidade
O = orgânico
Pt = turfa
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 QUANTO A SUA ORIGEM
Quanto a origem dos solos pode-se classifica em dois grandes
grupos:
 Solos residuais - encontram-se no próprio local que se formaram
solos residual jovem (saprolítico), solo residual maduro, rocha
alterada.
 Solos transportados - são aqueles que foram levados ao seu atual
local por algum agente de transporte
Solo coluvionar, solo aluvionar, solos eólicos, drifts.
36
Geotecnia I - 2012
 Solos residuais
37
 Solos residuais
-solo residual maduro
Superficial ou sotoposto a um horizonte “poroso” ou “húmico”, e
que perdeu toda a estrutura original da rocha-mãe.
-solo saprolítico (residual jovem ou solo de alteração de rocha)
Solo que mantém que a estrutura original da rocha-mater, mas
perdeu a consistência / resistência de rocha.
-rocha alterada
Horizontes com fraturas e regiões de menor resistência, existem
grandes blocos de rocha original
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 Solos residuais
39
 Solos residuais - saprolítico
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Geotecnia I - 2012
 Solos residuais – rocha alterada
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 Solos transportados
-solo coluvionar
Solos formados por ação da gravidade
-solo aluvionar
Solos resultantes do carreamento pela água fluvial.
-solo eólico
Solos transportados pelo vento.
-drifts
Solos transportados por geleiras.
42
 Solos transportados - solos coluvionares
Solo coluvionar
Solo residual
43
 Solos transportados - solos aluvionares
44
 Solos transportados - solos eólicos
45
 Solos transportados - drifts
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 CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical
O Sistema Unificado de Classificação dos Solos não se mostra
satisfatório para solos tropicais em face do seu comportamento
diferenciado. Uma classificação mais apropriada aos solos tropicais,
com ênfase em projetos de estradas, foi proposta por (Nogami e
Vollibor,1961), separando-se os solos em dois grupos: um de
comportamento laterítico e outro não laterítico. O sistema de
classificação MCT (Mini-CompactoTropical) procura determinar as
características dos solos por meio de ensaios realizados com corpos
de prova de dimensões reduzidas, compactados dinamicamente e
considerando também a granulometria e propriedades pedológicas.
47
- NOGAMI E VILLIBOR (1980)
Comportamento peculiar dos solos tropicais
Solos
Tropicais
Solos
Lateríticos
Solos
Saprolíticos
48
 SOLO LATERÍTICO
- Solo superficial, típicos de partes bem drenadas das regiões tropicais
úmidas;
- Solo residual ou não, intemperizado em condições tropicais, rico em minerais
de argila. Compõe a camada superficial chamada de horizonte laterítico;
- Predomínio de caulinita e elevado teor de óxidos e hidróxidos de ferro e
alumínio;
- Estes últimos normalmente fazem o recobrimento ou ligações entre os
argilominerais e presença de quartzo, que é resistente a intemperização;
- Quando
compactado
apresentam:
elevada
resistência,
baixa
permeabilidade e baixa deformabilidade.
49
 SOLO SAPROLÍTICO
-Resulta da decomposição ou desagregação in situ da rocha mantendo ainda, de
maneira nítida, a estrutura da rocha que lhe deu origem;
- Geralmente corresponde a camada mais profunda do perfil do solo tropical;
-Podem predominar outros argilominerais como a ilita e montmorilonita e
minerais primários na zona menos intemperizada;
- Importante!!!!! Os argilominerais nestes solos não se encontram recobertos
por óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio.
50
 SOLO LATERÍTICO E SAPROLÍTICO
Solo laterítico
Solo saprolítico
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53
54
-Limitações - Condições ambientais diferentes das encontradas
no Brasil;
- Podem classificar solos de gênese diferente como sendo
pertencentes à mesma classe;
- Limitações quanto à correlação entre as propriedades-índices
- Só aplicável a solos passantes na peneira #10 (2 mm)
- Relacionada a propriedades dos solos compactados. Amostras
indeformadas?
- Ensaios demorados e trabalho quando visa somente a
classificação dos solos
55

Classificação dos solos - Sena Geologia e Engenharia

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