6.0 CLASSIFICA ÇÃO DOS SOLOS 6.1 Introdu ção · 6.0 CLASSIFICA ÇÃO DOS SOLOS ... limite de...

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6.0 CLASSIFICA 6.0 CLASSIFICA Ç Ç ÃO DOS SOLOS ÃO DOS SOLOS 6.1 Introdu 6.1 Introdu ç ç ão ão Devido a heterogeneidade os solos e a grande Devido a heterogeneidade os solos e a grande variedade de suas aplica variedade de suas aplica ç ç ões, ões, é é praticamente imposs praticamente imposs í í vel vel estabelecer um estabelecer um ú ú nico crit nico crit é é rio para sua classifica rio para sua classifica ç ç ão. ão. Conclui Conclui - - se, então, que h se, então, que h á á a necessidade de existirem a necessidade de existirem v v á á rios sistemas de classifica rios sistemas de classifica ç ç ão de solos, cada um ão de solos, cada um procurando atender de maneira especifica os v procurando atender de maneira especifica os v á á rios rios campos da campos da Geotecnia Geotecnia . . Os v Os v á á rios sistemas existentes para a classifica rios sistemas existentes para a classifica ç ç ão ão de solos procuram posicionar o solos estudando dentro de de solos procuram posicionar o solos estudando dentro de um grupo, para o qual determinadas propriedades um grupo, para o qual determinadas propriedades especificas j especificas j á á estão definidas. estão definidas.

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6.0 CLASSIFICA6.0 CLASSIFICAÇÇÃO DOS SOLOSÃO DOS SOLOS

6.1 Introdu6.1 Introduçção ão Devido a heterogeneidade os solos e a grande Devido a heterogeneidade os solos e a grande

variedade de suas aplicavariedade de suas aplicaçções, ões, éé praticamente imposspraticamente impossíível vel estabelecer um estabelecer um úúnico critnico critéério para sua classificario para sua classificaçção. ão. ConcluiConclui--se, então, que hse, então, que háá a necessidade de existirem a necessidade de existirem vváários sistemas de classificarios sistemas de classificaçção de solos, cada um ão de solos, cada um procurando atender de maneira especifica os vprocurando atender de maneira especifica os váários rios campos da campos da GeotecniaGeotecnia. .

Os vOs váários sistemas existentes para a classificarios sistemas existentes para a classificaçção ão de solos procuram posicionar o solos estudando dentro de de solos procuram posicionar o solos estudando dentro de um grupo, para o qual determinadas propriedades um grupo, para o qual determinadas propriedades especificas jespecificas jáá estão definidas. estão definidas.

Um sistema de classificaUm sistema de classificaçção dos solos deve ão dos solos deve obedecer aos seguintes requisitos: obedecer aos seguintes requisitos:

a)a) ser simplesser simples, facilmente , facilmente memorizmemorizáávelvel e permitir e permitir uma ruma ráápida determinapida determinaçção do grupo a que o solo ão do grupo a que o solo pertence, permitindo a classificapertence, permitindo a classificaçção por meio de ão por meio de processos simples de anprocessos simples de anáálise visual lise visual -- ttááctil; ctil;

b) b) ser flexser flexíível,vel, para tornarpara tornar--se geral ou particular, se geral ou particular, quando o caso exigir;quando o caso exigir;

c)c)ser capaz de permitir uma expansão posteriorser capaz de permitir uma expansão posterior, , permitindo subdivisões.permitindo subdivisões.

Entre os vEntre os váários sistemas de classificarios sistemas de classificaçção existentes, ão existentes, temos: temos:

-- ClassificaClassificaçção por tipo de solo; ão por tipo de solo;

-- ClassificaClassificaçção Genão Genéética Geral; tica Geral;

-- ClassificaClassificaçção Granulomão Granuloméétrica; trica;

-- ClassificaClassificaççãoão UnificadaUnificada; (U.S. Corps of Engineers); e ; (U.S. Corps of Engineers); e

-- ClassificaClassificaççãoão HRB (Highway Research Board)HRB (Highway Research Board)visões.visões.

6.2. Classifica6.2. Classificaçção por Tipo de Soloão por Tipo de Solo

ÉÉ um sistema de classificaum sistema de classificaçção descritivo em que o ão descritivo em que o reconhecimento a que determinado grupo pertence reconhecimento a que determinado grupo pertence éébaseado em anbaseado em anáálise visual lise visual –– ttááctil. Baseado em tipos de ctil. Baseado em tipos de solos: solos:

-- areias e solos arenosos;areias e solos arenosos;

-- areias finas, areias finas, siltessiltes, areias , areias siltosossiltosos ou pouco argilosos;ou pouco argilosos;

-- argilas e solos argilosos; eargilas e solos argilosos; e

-- turfas e solos turfas e solos turfososturfosos orgorgáánicosnicos. .

6.3 Classifica6.3 Classificaçção Genão Genéética Geral tica Geral

ÉÉ um sistema de classificaum sistema de classificaçção tambão tambéém de maneira m de maneira descritiva, sendo necessdescritiva, sendo necessáário para a sua utilizario para a sua utilizaçção, um ão, um conhecimento da gênese dos solos, ou de uma forma que conhecimento da gênese dos solos, ou de uma forma que seja mais simples, fazer uma anseja mais simples, fazer uma anáálise da sua macro lise da sua macro estrutura, da cor e da posiestrutura, da cor e da posiçção de coleta da amostra no ão de coleta da amostra no perfil do subsolo. perfil do subsolo.

Divide o solo em 3 categorias: Divide o solo em 3 categorias:

a) a) SOLO SUPERFICIALSOLO SUPERFICIAL -- Solo que constitui o horizonte Solo que constitui o horizonte superficial normalmente contendo matsuperficial normalmente contendo matééria ria orgorgáánicanica. Nesse . Nesse horizonte concentrahorizonte concentra--se o campo de estudo da pedologia. se o campo de estudo da pedologia. Possui estrutura, cor e constituiPossui estrutura, cor e constituiçção mineralão mineralóógica diferentes gica diferentes das camadas inferiores. A espessura varia de alguns das camadas inferiores. A espessura varia de alguns centcentíímetros a metros. metros a metros.

b) b) SOLO DE ALTERASOLO DE ALTERAÇÇÃOÃO -- Solo proveniente de Solo proveniente de decomposidecomposiçção das rochas graão das rochas graçças aos processos de as aos processos de intemperismointemperismo. Em condi. Em condiçções normais, achaões normais, acha--se subjacente ao se subjacente ao solo superficial. solo superficial. ÉÉ um solo residual e pode atingir atum solo residual e pode atingir atéé dezenas dezenas de metros. São solos de de metros. São solos de granulometriagranulometria crescente com a crescente com a profundidade. profundidade.

c) c) SOLOS TRANSPORTADO SOLOS TRANSPORTADO -- Solo originado do Solo originado do transporte e depositransporte e deposiçção de material. A ão de material. A granulometriagranulometria éé mais ou mais ou menos uniforme de acordo com o agente transportador. Em menos uniforme de acordo com o agente transportador. Em condicondiçções normais pode constituir as camadas ões normais pode constituir as camadas aflorantesaflorantes ou ou estar subjaestar subja--cente ao solo superficial. cente ao solo superficial.

6.4 Classifica6.4 Classificaçção Granulomão Granuloméétrica trica

Uma das maneiras de se classificar um solo Uma das maneiras de se classificar um solo ééatravatravéés da sua curva de distribuis da sua curva de distribuiçção granulomão granuloméétrica.trica.

Essa distribuiEssa distribuiçção ão éé representada por uma curva representada por uma curva que indica, para cada "diâmetro" de grão, qual que indica, para cada "diâmetro" de grão, qual éé a sua a sua porcentagem do solo que possui grãos menores ou porcentagem do solo que possui grãos menores ou maiores. maiores.

A curva de distribuiA curva de distribuiçção granulomão granuloméétrica trica ééapresentada em grapresentada em grááfico fico semisemi -- logarlogaríítmico, onde nas tmico, onde nas abscissas, contam os logaritmos dos tamanhos das abscissas, contam os logaritmos dos tamanhos das partpartíículas e, nas ordenadas, a porcentagem acumulada do culas e, nas ordenadas, a porcentagem acumulada do solo que têm seus grãos menores do que um dado solo que têm seus grãos menores do que um dado diâmetro. diâmetro.

6.4 Classifica6.4 Classificaçção Granulomão Granuloméétrica trica

�� Curva A Curva A –– solo bem graduado (granulasolo bem graduado (granulaçção contão contíínua)nua)�� Curva B Curva B –– solo de graduasolo de graduaçção abertaão aberta�� Curva C Curva C –– solo de granulasolo de granulaçção uniformeão uniforme

Da curva granulomDa curva granuloméétrica podemos obter os seguintes parâmetros:trica podemos obter os seguintes parâmetros:

PeneirasPeneiras

6.4 Classifica6.4 Classificaçção Granulomão Granuloméétrica trica

Jogos de PeneirasJogos de Peneiras

PoIPoI.. mmmm NN°° mmmm

3"3" 76.276.2 0404 4.84.8

2"2" 50.850.8 0808 2.42.4

1 1/2"1 1/2" 38.138.1 1010 2.02.0

11”” 25.425.4 1616 1.21.2

3/4"3/4" 19.119.1 3030 0.60.6

3/8"3/8" 9.59.5 4040 042042

1/41/4 6.46.4 50 50 0.300.30

8080 0.180.18

100100 0.150.15

200200 0.0740.074

Abaixo desta medida as peneiras são colocados no vibradoronde serão deixadas por 10 minutos.

GranulometriaGranulometria por Sedimentapor Sedimentaççãoão

Para os solos finos, Para os solos finos, siltessiltes e argilas, com parte argilas, com partíículas menores culas menores que 0,074mm (#200), o cque 0,074mm (#200), o cáálculo dos diâmetros equivalentes serlculo dos diâmetros equivalentes serááfeito a partir dos resultados obtidos durante a sedimentafeito a partir dos resultados obtidos durante a sedimentaçção de ão de certa quantidade de scerta quantidade de sóólidos em um meio llidos em um meio lííquido.quido.

A base teA base teóórica para o crica para o cáálculo do diâmetro equivalente vem da lei de lculo do diâmetro equivalente vem da lei de Stokes, que afirma que a velocidade de queda de uma partStokes, que afirma que a velocidade de queda de uma partíícula cula esfesféérica, de peso especrica, de peso especíífico conhecido, em um meio lfico conhecido, em um meio lííquido quido rapidamente atinge um valor constante que rapidamente atinge um valor constante que éé proporcional ao proporcional ao quadrado do diâmetro da partquadrado do diâmetro da partíícula. O estabelecimento da funcula. O estabelecimento da funçção, ão, velocidade de queda velocidade de queda -- diâmetro de partdiâmetro de partíícula, se faz a partir do cula, se faz a partir do equilequilííbrio das forbrio das forçças atuantes (foras atuantes (forçça peso) e resistentes (resistência a peso) e resistentes (resistência viscosa) sobre a esfera, resultando:viscosa) sobre a esfera, resultando:

�� A equaA equaçção anterior foi obtida para o caso de uma esfera de peso ão anterior foi obtida para o caso de uma esfera de peso especespecíífico bem definido caindo em um meio liquido indefinido, e fico bem definido caindo em um meio liquido indefinido, e certamente estas não são as condicertamente estas não são as condiçções existentes no ensaio de ões existentes no ensaio de sedimentasedimentaçção. As partão. As partíículas não são esfculas não são esfééricas e o nricas e o núúmero delas mero delas éégrande, o peso especgrande, o peso especíífico dos sfico dos sóólidos não lidos não éé úúnico e o espanico e o espaçço o utilizado utilizado éé limitado, podendo ocorrer influência das paredes do limitado, podendo ocorrer influência das paredes do recipiente, bem como de uma partrecipiente, bem como de uma partíícula sobre as outras. cula sobre as outras.

Ensaio de Ensaio de granulometriagranulometria por sedimentapor sedimentaççãoão

11-- AdicionaAdiciona--se a amostra de solo, cerca de 50g de solo (para arenoso se a amostra de solo, cerca de 50g de solo (para arenoso 100g), que passa na peneira 0.074 mm, um 100g), que passa na peneira 0.074 mm, um defloculantedefloculante, 125 , 125 mlml de de hexametafosfatohexametafosfato dde e ssóódio (concentradio (concentraçção de 45.79 do sal por litro de ão de 45.79 do sal por litro de solusoluçção), agitandoão), agitando--se atse atéé que todo o maque todo o ma--terial fique perfeitamente terial fique perfeitamente molhado, e deixamolhado, e deixa--se em repouso no mse em repouso no míínimo 12 horas. nimo 12 horas.

22-- LevaLeva--se essa soluse essa soluçção a um dispersor por 5 minutos.ão a um dispersor por 5 minutos.

33-- Terminada essa operaTerminada essa operaçção verteão verte--se toda a soluse toda a soluçção em uma proveta ão em uma proveta graduada para 1.000 graduada para 1.000 cmcm³³..

44-- LevaLeva--se a proveta para um banho com temperatura constante, atse a proveta para um banho com temperatura constante, atééatingir a constância de temperatura entre o banho e a proveta. Patingir a constância de temperatura entre o banho e a proveta. Para ara acelerar podemos mexer com uma baqueta.acelerar podemos mexer com uma baqueta.

55-- ApApóós o equils o equilííbrio retiramos a proveta e tampandobrio retiramos a proveta e tampando--se a sua com a se a sua com a mão, mão, viramosviramos--aa de boca para baixo atde boca para baixo atéé os grãos jos grãos jáá sedimentados sedimentados voltem a ficar em suspensão. voltem a ficar em suspensão.

66-- Imergimos a proveta no banho e imediatamente apImergimos a proveta no banho e imediatamente apóós ligas liga--se o se o cronômetro e imergimos o cronômetro e imergimos o densdensíímetrometro efetuando leituras de 30", efetuando leituras de 30", 1'e 1'e 2'. 2'. RetiraRetira--se o se o densdensíímetrometro, anota, anota--se a se a temperatempera--turatura. Deverão ser feitas as . Deverão ser feitas as leituras nos seguintes tempos ainda: 4leituras nos seguintes tempos ainda: 4‘‘, 8, 8‘‘, 15, 15‘‘, 30, 30‘‘, 1h, 2h, 4h, 8h, e , 1h, 2h, 4h, 8h, e 25h 25h

ObservaObservaçção:ão:

As leituras feitas deverão sofrer, ainda, as correAs leituras feitas deverão sofrer, ainda, as correçções devidas ao ões devidas ao "menisco" e ao aumento da densidade pela adi"menisco" e ao aumento da densidade pela adiçção do ão do defloculantedefloculante. . Essas correEssas correçções constantes para um determinado ões constantes para um determinado densdensíímetrometro, são de , são de sinais contrsinais contráários.rios.

ClassificaClassificaçção ão TrilinearTrilinear dos Solosdos SolosComo complementaComo complementaçção a classificaão a classificaçção granulomão granuloméétrica, temos ainda o triângulo trica, temos ainda o triângulo

de de FeretFeret, no qual o solo , no qual o solo éé dividido em três fradividido em três fraçções: areia, ões: areia, siltesilte e argila. e argila. ÉÉclassificado em funclassificado em funçção da predominância de uma ou mais dessas fraão da predominância de uma ou mais dessas fraçções. ões.

6.5 Classifica6.5 Classificaçção Unificada ão Unificada

Esta classificaEsta classificaçção foi proposta em 1952 pelo ão foi proposta em 1952 pelo U.S. Bureau U.S. Bureau ofof ReclamationReclamation e U.S. e U.S. CorpsCorps ofofEngineersEngineers e tem como origem uma classificae tem como origem uma classificaçção ão proposta por Arthur Casagrande (1942) que proposta por Arthur Casagrande (1942) que visava classificar solos para utilizvisava classificar solos para utilizáá--los na los na construconstruçção de aeroportos. ão de aeroportos.

UtilizaUtiliza--se nessa classificase nessa classificaçção alão aléém de m de granulometriagranulometria os limites de consistência. os limites de consistência.

6.5 Classifica6.5 Classificaçção Unificada ão Unificada

Na classificaNa classificaçção unificada cada grupo de solos ão unificada cada grupo de solos éé representado por 2 representado por 2 letras: letras:

-- a 1a 1aa relacionada a frarelacionada a fraçção predominante do mineral presente no ão predominante do mineral presente no solo; solo;

-- a 2a 2aa ààs caracters caracteríísticas dessa frasticas dessa fraçção. ão.

A faixa dos solos granulares foi dividida em dois grupos: A faixa dos solos granulares foi dividida em dois grupos:

--Pedregulhos (G Pedregulhos (G -- GravelGravel))

--Areias (SAreias (S-- SandSand) )

Com as seguintes subdivisões: Com as seguintes subdivisões:

-- W (W (wellwell) ) -- bem graduado (não uniforme)bem graduado (não uniforme)

-- P (P (poorpoor) ) -- mal graduado (uniforme) mal graduado (uniforme)

-- M (mo, M (mo, mjalamjala: : siltesilte) ) -- frafraçção fina (não plão fina (não pláástica) stica)

-- C (C (clayclay) ) --argilasargilas-- frafraçção fina plão fina pláástica stica

A faixa dos solos finos foi inicialmente dividida em 2 grupos, oA faixa dos solos finos foi inicialmente dividida em 2 grupos, ou u seja, um grupo formado pelos solos (seja, um grupo formado pelos solos (lowlow) finos com baixa ) finos com baixa compressibilidade (LL < 50%) e outro com elevacompressibilidade (LL < 50%) e outro com eleva��da da compressibilidade (compressibilidade (highhigh) representamos pelos sufixos:) representamos pelos sufixos:

"L" ("L" (IowIow)) "H" ("H" (highhigh))

Em cada grupo existem 3 subdivisões que levam em conta a Em cada grupo existem 3 subdivisões que levam em conta a predominância da frapredominância da fraçção fina (ão fina (siltesilte ou argila) e a presenou argila) e a presençça de a de matmatééria orgânica. ria orgânica.

Um solo essencialmente orgânico, Um solo essencialmente orgânico, turfosoturfoso e altamente e altamente compresscompressíível, com comportamento bastante diferente do vel, com comportamento bastante diferente do comportamento dos demais foi classificado como Pt comportamento dos demais foi classificado como Pt (Peat (Peat --TurfaTurfa -- Solo com muito material orgânico, imprSolo com muito material orgânico, impróóprio para prio para construconstruçção).ão).

AtravAtravéés dessa classificas dessa classificaçção podemos obter informaão podemos obter informaçções a respeito ões a respeito de : de :

-- Permeabilidade. Permeabilidade.

-- Resistência ao cisalhamento. Resistência ao cisalhamento.

-- Compressibilidade. Compressibilidade.

-- TrabalhabilidadeTrabalhabilidade como material de construcomo material de construçção.ão.

-- Qualidade como fundaQualidade como fundaçção. ão.

6.5 Classifica6.5 Classificaçção Unificada ão Unificada

6.6 Classifica6.6 Classificaçção HBR ão HBR

Esta classificaEsta classificaçção leva em conta a ão leva em conta a granulometriagranulometria, , limite de liquidez e limite de liquidez e ííndice de plasticidade do solo. ndice de plasticidade do solo.

ProvProvéém de uma utilizam de uma utilizaçção especifica na classificaão especifica na classificaçção ão de solos na de solos na áárea de estradas. rea de estradas.

Nesta classificaNesta classificaçção ão éé introduzido o chamado introduzido o chamado ííndice ndice de grupo (IG), n.de grupo (IG), n.°° inteiro que varia de O a 20 e define a inteiro que varia de O a 20 e define a "capacidade de suporte" do terreno de funda"capacidade de suporte" do terreno de fundaçção de um ão de um pavimento, sendo dado em funpavimento, sendo dado em funçção de: ão de:

IG = 0,2 a + 0,005 a.c + 0,01 b.d IG = 0,2 a + 0,005 a.c + 0,01 b.d

IG = 0,2 a + 0,005 a.c + 0,01 b.d IG = 0,2 a + 0,005 a.c + 0,01 b.d

aa : porcentagem de solo que passa na malha 200 menos 35. : porcentagem de solo que passa na malha 200 menos 35.

aa = (% = (% ØØ < # 200) < # 200) -- 3535 (0< a < 40) (0< a < 40)

bb : porcentagem de solos que passa na malha 200 menos 15 : porcentagem de solos que passa na malha 200 menos 15

bb = (%= (%ØØ < 200) < 200) -- 15 15 (O < b < 40) (O < b < 40)

cc : valor do limite de liquidez menos 40: valor do limite de liquidez menos 40

c c = = LL LL -- 40 40 (0 < c < 20) (0 < c < 20)

dd: valor do : valor do ííndice de plasticidade menos 40 ndice de plasticidade menos 40

d d = IP= IP--1010 (0<d<20). (0<d<20).

ClassificaClassificaçção HBRão HBR

ExercExercíícioscios

1) Calcular o IG de um solo em que 65% do material passa na pene1) Calcular o IG de um solo em que 65% do material passa na peneira 200, o LL ira 200, o LL éé 32% e o IP = 13%.32% e o IP = 13%.

2) Um solo apresenta 97,0% passando em peso pela peneira 200 e 12) Um solo apresenta 97,0% passando em peso pela peneira 200 e 100,0% 00,0% passando na peneira 40. Os limites são LL = 55,0% e IP= 15,0%. Cpassando na peneira 40. Os limites são LL = 55,0% e IP= 15,0%. Classificlassificáá--lo lo de acordo com a classificade acordo com a classificaçção HRB, determinar o IG, e Classificaão HRB, determinar o IG, e Classificaçção ão Unificada.Unificada.

3) Três diferentes amostras de solo A, B e C apresentam as segui3) Três diferentes amostras de solo A, B e C apresentam as seguintes ntes caractercaracteríísticas:sticas:PeneiraPeneira % que passa% que passa

AA BB CC200200 2020 4343 6060

44 6060 6565 8080

Limites:Limites:LLLL 2020 3535 5555IPIP 1212 1212 2020

Determinar o Determinar o ííndice de grupo e a classificandice de grupo e a classificaçção pela HRB.ão pela HRB.