Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia

Mecnica dos SolosClassificao dos Solos

Prof. Eng. Rinaldo Pinheiro

Classificao e identificao dos solos

Existem vrios sistemas (eles podem ser especficos ou no) - ORIGEM DOS SOLOS: residuais, transportados/sedimentares, orgnicos; - CLASSIFICAO PEDOLGICA: solos zonais, intrasonais e azonais; - COM BASE NA TEXTURA: tamanho das particulas; - CLASSIFICAO VISUAL E TCTIL: exame visual e ensaios simples; - GEOTCNICA: SUCS, HRB/ASSHO, MCT

Solo residual Horizonte C de granito Solo residual Argissolo

Planosssolo

Solo sedimentar Solo Gley

Classificao e identificao dos solosPropriedades

TEXTURA COMPOSIO GRANULOMTRICA PLASTICIDADE CONSISTNCIA COMPACIDADE ESTRUTURA FORMA DOS GROS COR CHEIRO FRIABILIDADE PRESENA OUTROS MATERIAIS

TEXTURA E DISTRIBUIO GRANULOMTRICA GROSSOS: - + 50 % dos gros visveis a olho nu (areias e pedergulhos) - a textura pode revelar propriedades fsicas FINOS: - + 50 % dos gros no visveis a olho nu - a textura tem pouca importncia

SOLOS BEM GRADUADOS: MAL GRADUADOS

CLASSIFICAO TEXTURAL- A PARTIR DA CURVA GRANULOMTRICA % PASSA X DIMETRO - FRAES PEDREGULHOS; AREIA (G, M, F); SILTE E ARGILA Ex. PEDREGULHO = 3 % AREIA = 52 % (G = 3 %, M = 6 % e F = 46 %) AREIA FINA SILTOSA SILTE = 46 % ARGILA = 2 % Ex. PEDREGULHO = 0 % AREIA MDIA = 50 % (F e G =0 % ) AREIA MDIA ARGILO-SILTOSA SILTE = 23 % ARGILA = 27 %

Curva Granulomtrica - ABNT - NBR NM248Argila 0 10 20 30 Porcentagem Retida 40 50 60 70 80 90 Silte Areia Fina Areia Mdia Areia Grossa Pedregulho 100 90 80 70 60 50 40 Porcentagem Passante

Pedregulho = 3 % Areia= 52 % (G = 3 %, M = 6 % e F = 46 %) Silte = 46 % Argila = 2 % AREIA FINA SILTOSA

30 20 10 0

100 0,001

0,01

0,1 Dimetro dos Gros (mm)

1

10

100

CLASSIFICAO TRILINEAR - Utilizada na agronomia e cincia do solo

CLASSIFICAO HRB / AASHOHighway Research Board / American Association State Highway Officials

- Utilizada no meio rodovirio - funo: da Granulometria dos Limites do ndice de Plasticidade (IP) Esse sistema classifica os solos em sete grupos Solos grossos: divididos em 3 grupos: A1, A2 e A3 Solos finos: divididos em 4 grupos: A4, A5, A6 e A7

Exerccio

Solo A (no plstico)

Solo B LL = 35% ; LP = 25%

Solo C LL = 65%; LP = 35%

CLASSIFICAO HRBSolos grossos (Pp,200 < 35%) Grupo A1 solos granulares sem finos Grupo A2 solos granulares com finos A-2-4 finos siltosos de baixa compressibilidade A-2-5 finos siltosos de alta compressibilidade A-2-6 finos argilosos de mdia plasticidade A-2-7 finos argilosos de alta plasticidade Grupo A3 areias finas Solos finos (Pp,200 > 35%) Grupo A4 - Solos siltosos (baixa compressibilidade LL < 40%) Grupo A5 - Solos siltosos (alta compressibilidade LL > 40%) Grupo A6 - Argilas siltosas medianamente plsticas (baixa compressibilidade) Grupo A7 - Argilas plsticas (alta compressibilidade). A7-5, IP LL - 30% A7-6, IP > LL - 30%

CLASSIFICAO HRB

SOLOS GRANULARES % QUE PASSAM NA PENEIRA n 200 < 35%GRUPO

SOLOS SILTE - ARGILA % QUE PASSAM NA PENEIRA n 200 > 35% A3 A4 A5 A6 A7 A7 - 5 A7 - 6

A1 A1a A1b A2 - 4 A2 - 5

A2 A2 - 6 A2 - 7

% QUE PASSAM NAS PENEIRAS N 10 N 40 N 200 % QUE PASSAM NA #40 DEVE TER: LL IP IG 41 mn 41 mn (LL - 30) (LL - 30) mx. mn 20 mx. 50 mx. 30 mx. 15 mx.

50 mx. 25 mx.

35 mx. 35 mx. 35 mx. 35 mx.

51 mn 10 mx.

36 mn

36 mn

36 mn

36 mn

36 mn

6 mx. 0

40 mx. 41 mn 40 mx. 10 mx. 10 mx. 11 mn. 0 4 mx.

41 mn 11 mn 4 mx.

NP 0

40 mx. 41 mn 10 mx. 10 mx. 8 mx. 12 mx.

40 mx. 11 mn 16 mx.

Nessa classificao foi adicionado outro parmetro: IG = ndice de Grupo IG define a capacidade de suporte do terreno de fundao de um pavimento

IG = 0,2 . a + 0,005 . a . c + 0,01 . b . d (varia de 0 a 20)

a = Pp, 200 35 % (0 40) b = Pp, 200 15 % (0 40) c = LL 40 % (0 20) d = IP 10 % (0 20) Solos Granulares : Solos Siltosos: Solos Argilosos:

(a = -, usa 0 se a > 40, usa 40) (b = -, usa 0 se b > 40, usa 40) (c = -, usa 0 se c > 20, usa 20) (d = -, usa 0 se d > 20, usa 20) 0 IG 4 1 IG 12 1 IG 20

Exerccio

Solo A (no plstico)

Solo B LL = 35% ; LP = 25%

Solo C LL = 65%; LP = 35%

CLASSIFICAO SUCSSistema Unificada de Classificao dos Solo (ASTM, 1983) - Sistema idealizado por Arthur Casagrande - inicialmente adotado para classificao de solos para construo de aeroportos - e expandido para outras aplicaes da Granulometria dos Limites do ndice de Plasticidade (grfico) Solos Grossos Solos Finos Solos Orgnicos

- Depende:

- Classifica os solos:

Cada tipo de solo tem um smbolo e um nome Os nomes dos Grupos so caracterizados por um para de letras Smbolos Isolados G S C W P F M O L H Pt GW Gravel Sand Clay Well graded Poor graded Fines Mo Organic Low liquid limit High liquid limit peat Portugus ( Traduzidas ) Cascalho ( pedregulho ) areia argila bem graduado mal graduado finos ( passando na peneira n. 200 ) m ou limo ( areia fina ) matria orgnica LL baixo LL alto turfa

Grupos de solos - SUCSSmbolos dos grupos GW GP GM GC SW SP SM SC ML CL OL MH CH OH Pt Significaes dos smbolos dos grupos de solos Cascalho bem graduado, cascalho e areia sem muitos finos Cascalho mal graduado, cascalho e areia sem muitos finos Cascalho siltoso com areia Cascalho argiloso com areia Areia bem graduada, com cascalho e sem muitos finos Areia mal graduada, com cascalho e sem muitos finos Areia siltosa, mistura de areia e silte ou limo Areia argilosa, mistura de areia e argila Material siltoso e areias muito finas, p-de-pedra, areias finas siltosas ou argilosas, ou siltes argilosos com baixa plasticidade Argilas magras, argilas de plasticidade baixa ou mdia, argilas com cascalho, areia ou silte Siltes orgnicos, argilosos ou no, com baixa plasticidade Siltes, limos, areias finas micceas ou diatomceas, solos siltosos, siltes elsticos Argilas gordas, de plasticidade mdia ou alta Argilas orgnicas de plasticidade mdia ou alta, siltes orgnicos Turfa e outros solos altamente orgnicos

Critrios do Sistema Unificado de Classificao de Solos (ASTM, 1983)CRITRIOS PARA DETERMINAO DOS SUBGRUPOS E NOMES DOS GRUPOS USANDO ENSAIOS DE LABORATRIO Pedregulhos mais que 50% da frao grossa retida na peneira 4,8mm (# 4) Areias mais que 50% da frao grossa passa na peneira 4,8mm (#4) Pedregulhos limpos Pp,200 < 5% Pedregulhos com finos Pp,200 > 12% Areias limpas Pp,200 < 5% Areias com finos Pp,200 > 12% Cu 4 e 1 Cc 3 Cu < 4 e/ou 1 > Cc > 3 Finos classificados como ML MH CL CH CLASSIFICAO DOS SOLOS SMBOLO NOME DO GRUPO GRUPO

GW GP GM GC SW SP SM SC

Pedregulho bem graduado 5 Pedregulho mal graduado 5 Pedregulho siltoso 5, 6, 7 Pedregulho argiloso 5, 6, 7 Areia bem graduada 8 Areia mal graduada 8 Areia siltosa 6, 7, 8 Areia argilosa 6, 7, 8

Solos Grossos Pr,200 > 50%

Cu 6 e 1 Cc 3 Cu < 6 e/ou 1 > Cc > 3 ML Finos MH classificados CL como CH IP > 7, pontos sobre ou acima da linha A IP < 4, pontos abaixo da linha A

Siltes e argilas LL < 50%

Inorgnicos

CL ML OL

Argila pouco plstica 10, 11, 12

Silte 10, 11, 12 Argila orgnica 10, 11, 12, 13 Silte orgnico 10, 11, 12, 14

Solos Finos Pp,200 50% Siltes e argilas LL 50%

Orgnicos

LLseco < 0,75 LLnatural

Inorgnicos

Pontos sobre ou acima da linha A

CH MH OH PT

Argila muito plstica 10, 11, 12

Pontos abaixo da linha A Orgnicos LLseco < 0,75 LLnatural

Silte elstico 10, 11, 12 Argila orgnica 10, 11, 12, 15 Silte orgnico 10, 11, 12, 16 Turfa

Solos altamente orgnicos

Principalmente matria orgnica, cor escura e cheiro

Solos grossos - Pr, 200 > 50%CRITRIOS PARA DETERMINAO DOS SUBGRUPOS E NOMES DOS GRUPOS USANDO ENSAIOS DE LABORATRIOPedregulhos mais que 50% da frao grossa retida na peneira 4,8mm (# 4)

CLASSIFICAO DOS SOLOS

SMBOLO GRUPO GW GP GM GC SW SP SM SC

NOME DO GRUPO Pedregulho bem graduado 5 Pedregulho mal graduado 5 Pedregulho siltoso 5, 6, 7 Pedregulho argiloso 5, 6, 7 Areia bem graduada 8 Areia mal graduada 8 Areia siltosa 6, 7, 8 Areia argilosa 6, 7, 8

Pedregulhos limpos Cu < 4 e/ou 1 > Cc > 3 Pp,200 < 5% Pedregulhos com finos Pp,200 > 12%Finos classificados como

Cu 4 e 1 Cc 3

ML MH CL CH

Solos Grossos Pr,200 > 50%

Areias mais que 50% da frao grossa passa na peneira 4,8mm (#4)

Areias Cu 6 e 1 Cc 3 limpas Pp,200 < 5% Cu < 6 e/ou 1 > Cc > 3 Areias com finos Pp,200 > 12%Finos classificados como

ML MH CL CH

CRITRIOS PARA DETERMINAO DOS SUBGRUPOS E NOMES DOS GRUPOS USANDO ENSAIOS DE LABORATRIO IP > 7, pontos sobre ou acima da linha A IP < 4, pontos abaixo da linha A Orgnicos LLseco < 0,75 LLnatural Pontos sobre ou acima da linha A Pontos abaixo da linha A Orgnicos Solos altamente orgnicos LLseco < 0,75 LLnatural

CLASSIFICAO DOS SOLOSSMBOLO GRUPO NOME DO GRUPO

CL

Siltes e Argilas LL < 50%

Inorgnicos

Argila pouco plstica 10, 11, 12 Silte10, 11, 12

ML

Argila orgnica OL10, 11, 12, 13

Solos FinosPp,200 50% Siltes e Argilas LL 50%

Silte orgnico12, 14

10, 11,

CH MH OH PT

Inorgnicos

Argila muito plstica 10, 11, 12 Silte elstico10, 11, 12

Argila orgnica10, 11, 12, 15

Silte orgnico10, 11, 12, 16

Principalmente matria orgnica, cor escura e cheiro

Turfa

1: Vlido para material passando na peneira de 75mm abertura 2: Se a amostra contm seixos e mataces acrescentar com seixos e mataces, ao nome do grupo para Pp,200 entre 5 -12% exigem smbolo duplo. 3: Pedregulhos GW CH: Pedregulho bem graduado com silte 70 GW GC: Pedregulho bem graduado com argila GP GH: Pedregulho mal graduado com silte 60 GP GC: Pedregulho mal graduado com argila 50 4: Areias SW SH: Areia bem graduada com silte 40 SW SC: Areia bem graduada com argila 30 SP SH: Areia mal graduada com silte 20 SP SC: Areia mal graduada com argila 5: Se % Areia 15, acrescentar com areia 10 6: Se finos: CL ML, usar smbolo duplo: GC GH; SC SH 0 7: Se finos so orgnicos, acrescentar, com finos orgnicos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LIMITE DE LIQUIDEZ - LL % 8: Se % Pedregulho 15, acrescentar com pedregulhos 9: Se pontos esto na rea hachurada, CL ML (argila-siltosa) 2 10: Se Pr,200: 15-29%, por com areia ou com pedregulho, D30 11: % pedregulho < 15%, acrescentar arenoso Se Pr,200 30%: Cc = 12: % areia < 15%, acrescentar pedregulhoCu = D60 / D10 D60 D10 13: Para IP > 4, e pontos sobre ou acima da linha A 14: Para IP < 4 ou pontos abaixo da linha A Cu = D60 / D10 15: Para pontos sobre ou acima da linha A 16: Para pontos abaixo da linha ALL = 50

NDICE DE PLASTICIDADE - IP %

PARA CLASSIFICAR O SOLOS FINOS E A FRAO FINA DOS SOLOS GROSSOS

LINHA U VERTICAL PARA LL = 16 AT IP = 7 IP = 0,9 (LL 8)

CH

ou

OH

LINHA A HORIZONTAL PARA IP = 4 AT LL = 25,5 IP = 0,73 (LL 20)

CL

MH ou OH

ou

OL

CL

-

ML

ML ou OL

(

)

Grfico de plasticidadeLL = 50

70PARA CLASSIFICAR O SOLOS FINOS E A FRAO FINA DOS SOLOS GROSSOS

60 NDICE DE PLASTICIDADE - IP %

LINHA U VERTICAL PARA LL = 16 AT IP = 7 IP = 0,9 (LL 8)

50OH

CH ouLINHA A HORIZONTAL PARA IP = 4 AT LL = 25,5 IP = 0,73 (LL 20)

40

30CL MH ou OH ou OL

20

10CL ML

ML ou OL

0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LIMITE DE LIQUIDEZ - LL %

Caractersticas relativas s fundaes de pavimentos

Exerccio

Solo A (no plstico)

Solo B LL = 35% ; LP = 25%

Solo C LL = 65%; LP = 35%

CLASSIFICAO TCTIL-VISUAL (ASTM D2488-69)- Ensaio de dilatncia: adicionar gua no material, tornando-o pegajoso,colocada na palma de uma das mos em posio horizontal. Bate-se vigorosamente uma mo de encontro com a outra, vrias vezes e espreme-se a massa entre os dedos. Segundo as reaes ocorridas os solos classificar-se em:solos no plsticos (siltes e areias): reao rpida (presena de gua livre quando sacudido); solos altamente plsticos: reao nula;

- Ensaio de resistncia a seco: molda-se uma amostra de solo mido e deixa-se secar em estufa ou no ar livre. Aps a secagem tenta-se desagregar a amostra com presso dos dedos. De acordo com o esforo aplicado na amostra podemos definir como:solos de pouca resistncia seca: desagregam-se imediatamente com pequeno esforo (solos siltosos); solos de resistncia seca razovel: desagregam-se com certo esforo (solos argilosos e orgnicos).

- Cor: separao dos perfis (diferentes coloraes), existncia do nvel do lenol fretico; (usa a caderneta de MUNSEEL)cor vermelha: possui xidos de ferro e ausncia de lenol fretico; cor cinza: h variao do nvel dgua;

- Cheiro: solos orgnicos apresentam, em geral, odores caractersticos; -Teor de finos: determinados por decantao ou sedimentao;

CLASSIFICAO TCTIL-VISUAL (ASTM D2488-69)Nela os solos se enquadram em trs grupos: Solos de granulao grossa - granulometria, forma dos gros, presena de finos, aspereza ao tato, visibilidade a olho nu e coeso quando secas Solos de granulao fina ensaio de dilatncia, ensaio de plasticidade, determinao da resistncia seca do solo, observaes quanto cor e cheiro (solos orgnicos) Solos altamente orgnicos - quantidade de finos, cor e cheiro