Pontifcia Universidade Catlica de Gois Geotecnia I 2013

Pontifícia Universidade Católica de Goiás Geotecnia I - 2013 Classificação dos solos Disciplina: Geotecnia 1 Prof. : João Guilherme Rassi Almeida

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø Classificar um solo: incluí-lo em um determinado grupo composto por solos de características e propriedades geotécnicas similares. ØObjetivo: poder estimar o provável comportamento do solo para Geotecnia I - 2013 uma adequada análise do problema. Sistemas de classificação de solos ajudam a organizar ideias e orientar o planejamento das investigações !!! 2

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2013 Ø 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. 3

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) Geotecnia I - 2013 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 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 4

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2013 Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS 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. 5

Geotecnia I - 2013 Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS 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 6

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos granulares Geotecnia I - 2013 • 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); 7

Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos ØSilte; Argila ou Orgânico Geotecnia I - 2013 • 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 w. L mais compressível o solo; - A linha B delimita esse comportamento. w. L > 50% alta compre. (H); w. L < 50% baixa compre. (L). 8

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos • CARTA DE PLASTICIDADE Geotecnia I - 2013 Linha A Linha B 9

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos • CARTA DE PLASTICIDADE Ex: w. L= 70 IP=40 Geotecnia I - 2013 CH: argila de alta compressibilidade 70 10

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2013 Ø (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); 11

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø (SUCS) - Solos finos 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 Geotecnia I - 2013 (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. 12

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø (SUCS) - Solos finos Para a classificação pela SUCS é necessário: • Fração fina: porcentagem que passa na # N° 200; • Fração grossa: porcentagem retida na # N° 200; Geotecnia I - 2013 • Fração de pedregulho: porcentagem retida na # N° 4; • Fração de areia: porcentagem retida na # N° 200 – porcentagem retida na # N° 4. 13

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos Distribuição granulométrica dos solos Exercício 1: Com os dados apresentados a seguir, 0, 075 mm classifique os Solos A e B por meio do SUCS. Solo A: w. L= 30%, w. P = 22%; Solo B: w. L= 26%, w. P = 20%. 14

Ø (SUCS) - Solos finos Exercício 1: Da curva tem-se: Solo A %Passa#200 =8 %Passa#4 (4, 8 mm)=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) 15

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO SOLO A = SP-SC 16

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos 17

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO*), (HRB), (TRB) • Empregado na engenharia rodoviária Também baseado na granulometria e nos Limites. Geotecnia I - 2012 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. 18

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB) *O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe de cima para baixo 19

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB) • Critérios para classificação: -Tamanho dos grãos Geotecnia I - 2012 Pedregulho= fração que passa na # 75 mm e fica retida na 2 mm; Areia= fração que passa na # 2 mm e fica retida na # 0, 075 mm; Silte e argila= fração que passa na # 0, 075 mm. -Plasticidade O termo siltoso é aplicado quando as frações finas do solo têm um IP ≤ 10, já o argiloso IP ≥ 11. -Se seixos e pedras (>75 mm) Registra-se sua presença, mas são excluídos pra classificação. 20

Geotecnia I - 2012 Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO *O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da esq. para direita 21

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB) Geotecnia I - 2012 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. - 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. 22

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB) Geotecnia I - 2012 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 23

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB) Geotecnia I - 2012 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 w. L (%) 20 70 - IP (%) 5 32 NP 24

Ø SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO Geotecnia I - 2012 SOLO A *O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da esq. para direita A-1 -B 25

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø COMPARAÇÃO ENTRE TRB 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 26

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø COMPARAÇÃO ENTRE SUCS E TRB 27

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Quanto a origem dos solos pode-se classifica em dois grandes grupos: Geotecnia I - 2012 q Solos residuais - encontram-se no próprio local que se formaram solos residual jovem (saprolítico), solo residual maduro, rocha alterada. q Solos transportados - são aqueles que foram levados ao seu atual local por algum agente de transporte Solo coluvionar, solo aluvionar, solos eólicos, drifts. 28

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos residuais 29

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM q Solos residuais Geotecnia I - 2012 -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 30

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos residuais 31

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos residuais - saprolítico 32

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos residuais – rocha alterada 33

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM q Solos transportados Geotecnia I - 2012 -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. 34

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM q Solos transportados - solos coluvionares Geotecnia I - 2012 Solo coluvionar Solo residual 35

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos transportados - solos aluvionares 36

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos transportados - solos eólicos 37

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø QUANTO A SUA ORIGEM Geotecnia I - 2012 q Solos transportados - drifts 38

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical q Solos tropicais x Solos temperados -Limitações das classificações tradicionais: - Condições ambientais diferentes das encontradas no Brasil; Geotecnia I - 2012 - Podem classificar solos de gênese diferente como sendo pertencentes à mesma classe; - Limitações quanto à correlação entre as propriedades-índices 39

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ø CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical - NOGAMI E VILLIBOR (1980) Comportamento peculiar dos solos tropicais Geotecnia I - 2012 Solos Tropicais Solos Lateríticos Solos Saprolíticos 40

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS q SOLO LATERÍTICO - Solo superficial, típicos de partes bem drenadas regiões tropicais úmidas; - Solo residual ou não, intemperizado em condições tropicais, rico em minerais de argila. Compõe a camada superficial chamada de horizonte laterítico; Geotecnia I - 2012 - 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. 41

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS q 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 Geotecnia I - 2012 minerais primários na zona menos intemperizada; - Importante!!!!! Os argilominerais nestes solos não se encontram recobertos por óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio. 42

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS q SOLO LATERÍTICO E SAPROLÍTICO Geotecnia I - 2012 Solo laterítico Solo saprolítico 43

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Geotecnia I - 2012 Ø Agregações dos Solos Lateríticos 44

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Ensaios de laboratório – Solo Laterítico? - Método expedito (Método da Pastilha); Geotecnia I - 2012 - Compactação mini-MCV e Perda de massa por imersão 45

Geotecnia I - 2012 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS 46