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Classificação dos Solos Prof. Talles Mello www. tallesmello. com. br

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 Textural Tátil-visual Geotécnica: SUCS, HRB/ASSHO, MCT Objetivo: poder estimar o provável comportamento do solo para uma adequada análise do problema 2

Nos diagramas triangulares, fazem-se corresponder aos três lados do triângulo as porcentagens respectivas de argila, silte e pedregulho e areia. Os lados do triângulo são então divididos em segmentos representando as porcentagens de 0 a 100 para cada uma dessas frações, num sentido previamente estabelecido Triângulo de Ferret TRILINEAR

Classificação Trilinear: Exemplo 01 • Lemo tem significado literal “barro” ou “terra”. Designa uma mistura em proporção variável de areia, silte e argila, com propriedades mal definidas

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 Sistema Unificado de Classificação dos Solos SUCS

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø 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. . . Duas letras: SW, CH, CL. . . 1ª: principal tipo • G (gravel) → pedregulhos • S (sand) → areias • M (mo) → siltes inorgânicos e areias finas • C (clay) → argilas inorgânicas • O (organic) → siltes e argilas orgânicas 2ª: dados complementares. • W (well graded) → bem graduado • P (poorly graded) → mal graduado • H (high) → alta compressibilidade • L (low) → baixa compressibilidade

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS: 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

SUCS Para a classificação pela SUCS é necessário: • Porcentagem de pedregulho – a fração que passa pela #76, 2 mm e é retida na #4, 75 mm (N° 4); • Porcentagem de areia – a fração que passa na #4, 75 mm e é retida na #0, 075 (N° 200); • Porcentagem de silte e argila – a fração mais fina que a #0, 075 mm; • Coeficiente de uniformidade (Cu) e coeficiente de curvatura (Cc); • Limite de liquidez e índice de plasticidade da fração do solo que passa na # 4, 75 mm.

- 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);

Carta de Plasticidade: Solos Finos Linha A • 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 w. L mais compressível o solo; - A linha B delimita esse comportamento. w. L > 50% alta compre. (H); w. L < 50% baixa compre. (L). Linha B

SUCS: EXEMPLO DA UTILIZAÇÃO DA CARTA DE PLASTICIDADE Ex: w. L= 70 IP=40 CH: argila de alta compressibilidade 70

Grosso Exame de Solo Táctil-Visual Orgânico – Pt Estrutura fibrosa, cor escura, cheiro. Teor de umidade alto, restos de vegetais ou animais Fino Em casos limites, determinar % partículas Ø 0, 074 mm (#200) Finos % partículas Ø < 0, 074 mm (#200) >50% Grossos % partículas Ø < 0. 074 mm (#200) <50% Ensaios LL - LP partículas Ø < 0, 42 mm (#40) Ensaio de peneiramento % que passa # 4 < 50 % que passa # 4 > 50 Areias (S) da fração grossa Pedregulho (G) % passa # 200 > 12 % passa # 200 < 5 LL – LP Solo passante # 40 Curva granulométrica LINHA A Abaixo ou IP<4 Acima 4<IP<7 GM GM-GC % passa # 200 entre 5 - 12 Acima IP > 7 Bem graduada GC GW Mal graduada GP Bem graduada SW % passa # 200 > 12 LINHA A Abaixo ou IP<4 Mal graduada SM A 4< Acima 4<IP<7 Abaixo CH ML - CL Cor, cheiro, LL, LP: solo natural e seco em estufa Acima IP > 7 Acima IP<7 SM-SC Abaixo ou IP < 4 CL LL – LP Solo passante # 40 Curva granulométrica SP LL > 50 Acima % passa # 200 < 5 Casos Limites Símbolo duplo função da plasticidade e granulometria LL < 50 Orgânicos SC OL Inorgânicos ML Orgânicos OH Inorgânicos MH

Grossos % Partículas Ø < 0. 074 mm (#200) < 50% % que passa # 4 < 50 % que passa # 4 > 50 Pedregulho (G) % que passa # 200 > 12 LL – LP Solo que passa # 40 Areias (S) da fração grossa % que passa # 200 < 5 % que passa # 200 entre 5 - 12 Casos limites símbolo duplo função da plasticidade e granulometria Curva granulométrica LINHA A Acima IP > 7 Abaixo IP < 4 Bem graduada Acima 4<IP<7 GM GM-GC GC GW Mal graduada GP % que passa # 200 < 5 Curva Solo que passa # 40 % que passa # 200 > 12 LL – LP granulométrica LINHA A Abaixo IP < 4 Bem graduada SW A u l a 8 – CLASSIFICAÇÃO D O S S O L O S P r o f ª C a m i l a Regina E b e r l e Mal graduada SP Acima IP > 7 Acima 4<IP<7 SM SM-SC SC

Finos % partículas Ø < 0, 074 mm (#200) > 50% Ensaios LL - LP partículas Ø < 0, 42 mm (#40) LL > 50 LL < 50 Acima CL Abaixo ou IP < 4 Cor, cheiro, LL, LP: solo natural e seco em estufa Orgânicos Inorgânicos OL ML Abaixo Acima 4 < IP < 7 Acima Cor, cheiro, LL, LP: solo natural e seco em estufa Orgânicos ML - CL OH A u l a 8 – CLASSIFICAÇÃO D O S S O L O S P r o f ª C a m i l a Regina E b e r l e Inorgânicos MH CH

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. 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 Observações – SOLOS ORG NICOS: 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 %

SUCS: Exemplo 01 • Sabendo que LL equivale a 43, 2%, IP equivale a 23, 3%, % passa na #4 equivale a 80 %, % passa na #200 equivale a 35%, CNU igual a 10 e CC igual a 5. Classifique o solo pelo método SUCS.

SUCS: Exercício 01 • Sabendo que LL equivale a 39, 5%, IP equivale a 11, 8%, % passa na #4 equivale a 64 %, % passa na #200 equivale a 35%, CNU igual a 6 e CC igual a 0, 85. Classifique o solo pelo método SUCS.

O melhor material de subleito é um solo bem graduado constituído principalmente de pedregulho e areia, mas contendo pequena quantidade de finos para servir de liga e enquadrado como A-1. Classificação H. R. B (Highway Research Board) ou A. A. S. H. O. (American Association State Highway Officials) Baseado na experiência desempenho dos sub-leitos Considera os resultados rodoviária do ensaio de granulometria Parâmetro adicional: Índice de Grupo (IG) → Expressa terreno de fundação de um pavimento AASHTO quanto a ao e limites de consistência capacidade de suporte do

Classificação dos Solos 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

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB) Avaliação da qualidade do subleito → Índice de grupo (IG) IG = 0, 2 xa +0, 005 xaxc +0, 01 xbxd - Se Eq. < 0 (valor negativo) IG = 0; - IG = número inteiro; - IG (A-1 -a, A-1 -b, A-2 -4, A-2 -5 e A-3) = 0; - O IG dos A-2 -6 e A-2 -7 são calculados só com a segunda parcela da Equação. a= (P-35) → parcela do solo que passa na peneira #200 superior a 35% e inferior a 75%, expressa por um número entre 0 e 40. b= (P-15) → parcela do solo passando na peneira #200 for superior a 15% e inferior a 55%, expressa por um número entre 0 e 40. c= (LL-40) → parcela do limite de liquidez superior a 40% e inferior a 60%, expressa por um número entre 0 e 20. d= (IP-10) → parcela do índice de plasticidade superior a 10% e inferior a 30%, expressa por um número entre 0 e 20. 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 o limite, usar o limite. ser utilizadas dentro do intervalo permitido. Caso ultrapasse

O quadro a seguir, mostra como são classificados os solos segundo o TRB. Determina-se o grupo do solo, por eliminação da esquerda para a direita. O primeiro grupo a partir da esquerda, com o qual os valores do solo ensaiado coincidir, será a classificação correta

Exercícios • Um solo apresenta 6, 0% passando em peso pela peneira 200 e 10, 0% passando na peneira 40. Os limites são LL = 42, 0% e IP= 16, 1%. Classificá-lo de acordo com a classificação HRB

IP A 7 -6 A 2 -7 A 7 -5 10 A 2 -7 A 6 ou A 2 -6 A 4 ou A 2 -4 A 5 ou A 2 -5 40 LL

AASHTO: Exemplo 01 Determine o tipo de solo pelo método da AASHTO, conforme dados abaixo: Porcentagem que passa #10 = 100% Porcentagem que passa #40 = 100% Porcentagem que passa #200 = 24% Limite de Liquidez =22% Limite de Plasticidade = 20% IP= LL-LP → IP= 22 -20 = 2 a= (P-35) → a= 35 -35 = 0 Como P<35%, adota-se 35. b= (P-15) → b= 24 -15 = 9 c= (LL-40) → c= 40 -40 = 0 Como LL<40%, adota-se 40. d= (IP-10) → d= 10 -10 = 0 Como IP<10, adota-se 10. IG = 0, 2 xa +0, 005 xaxc +0, 01 xbxd IG = 0, 2 x 0 +0, 005 x 0 x 0 +0, 01 x 9 x 0 IG = 0

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø COMPARAÇÃO ENTRE SUCS E TRB

Exemplo – Classifique os solos abaixo de acordo com o sistema unificado e sistema rodoviário, e também, calcule o Índice de Grupo. SOLO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Índices Físicos LL% 39, 2 39, 0 35, 5 39, 5 43, 2 42, 7 45, 7 32, 0 40, 9 42, 0 NP = NÃO PLÁSTICO IP% 11, 8 14, 7 4, 9 11, 8 23, 3 16, 3 17, 9 9, 8 15, 3 16, 1 3/4" 100 100 98 94 69 54 81 53 78 Granulometria % em peso que passa nas peneiras 3/8” 4 10 40 200 100 99 98 96 100 98 97 93 97 91 85 77 57 72 64 60 55 35 85 80 74 69 35 46 32 28 26 19 27 17 12 11 9 60 42 28 25 20 37 29 26 24 22 57 25 11 10 6 Classificação dos Solos SUCS H. R. B. IG

SOLO 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Índices Físicos LL% IP% 34, 0 6, 1 37, 0 17, 1 30, 9 11, 6 NP NP 34, 5 7, 1 NP NP 44, 9 19, 9 38, 2 17, 8 44, 1 10, 8 NP NP 35, 4 14, 7 NP NP 33, 3 12, 1 31, 8 6, 1 NP NP NP = NÃO PLÁSTICO 3/4" 83 76 100 100 56 100 89 91 85 92 Granulometria % em peso que passa nas peneiras 3/8” 4 10 40 200 63 50 45 42 26 37 20 12 10 7 100 99 95 86 100 99 97 92 82 100 99 98 93 83 98 97 96 91 82 100 96 95 92 67 100 99 94 80 98 92 80 76 68 36 28 23 22 15 80 55 38 36 32 73 54 37 32 22 75 52 38 36 28 71 52 39 35 24 57 33 22 19 14 Classificação dos Solos SUCS H. R. B. IG

Exemplo – Classifique os solos abaixo de acordo com o sistema unificado e sistema rodoviário, e também, calcule o Índice de Grupo. SOLO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Índices Físicos LL% 39, 2 39, 0 35, 5 39, 5 43, 2 42, 7 45, 7 32, 0 40, 9 42, 0 IP% 11, 8 14, 7 4, 9 11, 8 23, 3 16, 3 17, 9 9, 8 15, 3 16, 1 3/4" 100 100 98 94 69 54 81 53 78 Granulometria % em peso que passa nas peneiras 3/8” 4 10 40 100 99 98 100 98 97 97 91 85 77 72 64 60 55 85 80 74 69 46 32 28 26 27 17 12 11 60 42 28 25 37 29 26 24 57 25 11 10 200 96 93 57 35 35 19 9 20 22 6 Classificação dos Solos SUCS H. R. B. ML A-6 CL-ML A-4 GM A-2 -6 SC A-2 -7 GM-GP A-2 -7 GC A-2 -4 GC A-2 -7 GC-GP A-2 -7 IG 9 10 4 0 3 0 0 0 NP = NÃO PLÁSTICO 23

SOLO 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Índices Físicos LL% 34, 0 37, 0 30, 9 NP 34, 5 NP 44, 9 38, 2 44, 1 NP 35, 4 NP 33, 3 31, 8 NP NP = NÃO PLÁSTICO IP% 6, 1 17, 1 11, 6 NP 7, 1 NP 19, 9 17, 8 10, 8 NP 14, 7 NP 12, 1 6, 1 NP 3/4" 83 76 100 100 56 100 89 91 85 92 Granulometria % em peso que passa nas peneiras 3/8” 4 10 40 200 63 50 45 42 26 37 20 12 10 7 100 99 95 86 100 99 97 92 82 100 99 98 93 83 98 97 96 91 82 100 96 95 92 67 100 99 94 80 98 92 80 76 68 36 28 23 22 15 80 55 38 36 32 73 54 37 32 22 75 52 38 36 28 71 52 39 35 24 57 33 22 19 14 Classificação dos Solos SUCS H. R. B. GM A-2 -4 GC-GP A-2 -6 CL A-6 ML A-5 CL A-7 -6 CL A-6 ML A-7 -5 GM A-1 -b GC A-2 -6 GM A-2 -4 GM A-1 -a IG 0 0 9 8 8 8 11 11 8 0 1 0 0