2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.6 Solos tropicais lateríticos e saprolíticos
Neste tópico, são destacadas algumas particularidades, relacionadas aos solos tropicais lateríticos e saprolíticos, encontrados freqüentemente no interior do Estado de São Paulo e muito empregados em pavimentação. Segundo Nogami e illibor (1995), os solos lateríticos e saprolíticos são as duas grades classes
) Solo saprolítico:
) Ser um solo no sentido geotécnico9;
a fácil identificação da rocha matriz; e
V
destacadas dentre os solos tropicais (solos que apresentam propriedades peculiares, em relação aos solos não tropicais, em decorrência da atuação de processos geológicos e/ou pedológicos típicos das regiões tropicais úmidas).
Segundo o COMMITTEE ON TROPICAL SOILS OF THE ISSMFE (1985) os solos lateríticos e saprolítico apresentam as características descritas a seguir.
i) Solo laterítico:
a) Pertence aos horizontes A ou B dos perfis bem drenados que se desenvolvem em regiões de clima úmido tropical; e
b) Tem sua fração argila constituída essencialmente de minerais do grupo da caolinita e de óxidos hidratados de ferro ou alumínio, e esses componentes são agrupados formando estruturas peculiares porosas e agregadas altamente estáveis.
ii a
c) Deve ser um solo autenticamente residual10.
rítico um desempenho inferior àquele observado na rática.
istintas. Nogami (1985) destacou algumas peculiaridades dos solos tropicais
9 Material que pode ser escavado, sem a execução de técnicas especiais, como explosivos.
Solo residuais são os solos que resultam da decomposição da rocha, in situ, e permanecem sobre ela.
Trabalhos têm indicado que os sistemas de classificações tradicionais, HRB e USCS, não são eficazes na classificação dos solos tropicais saprolíticos e lateríticos. De acordo com Nogami e Villibor (1983), os sistemas de classificação tradicionais, HRB (Highway Research Board) e USCS (Unifield Soil Classification
System), têm-se apresentado inadequados para classificação dos solos lateríticos e
saprolíticos, pois não permitem distingui-los. Segundo Fabbri (1994), as classificações HRB e USCS, originárias de países temperados, foram desenvolvidas para solos lá encontrados, não sendo adaptadas para solos tropicais. Para Barroso e Fabbri (1997), os sistemas HRB e USCS podem classificar os solos lateríticos e saprolíticos como sendo de uma mesma classe; assim sendo, pode ser conferido aos solos de comportamento late
p
As diferenças de comportamento geotécnico, entre os solos lateríticos e saprolíticos, têm sido consideradas em vários trabalhos. Tanto para Nogami e Villibor (1983), como para Barroso e Fabbri (1997), os solos lateríticos e saprolíticos, quando compactados, possuem propriedades geotécnicas consideravelmente d
lateríticos e saprolíticos, relacionadas com o CBR, a perda de suporte por imersão, a expansão e a classificação pelo sistema HRB, as quais são apresentadas na Tabela 2.9.
____________
No Brasil, desde 1981, existe uma classificação, para solos tropicais esignada de MCT (Miniatura Compactado Tropical), que busca diferenciar os solos e comportamento laterítico, daqueles de comportamento não laterítico. Ser um solo e comportamento laterítico (L) ou um solo de comportamento não laterítico (N), egundo a classificação MCT, tem significado essencialmente tecnológico,
lacionado com as propriedades do solo (expansão, contração, mini-CBR, oeficiente de sorção e permeabilidade) e com as aplicabilidades do solo na
(base, reforço de subleito, aterro, etc).
A classificação MCT possui um ábaco para classificação dos solos. Além disso, existe uma tabela associada à MCT que permite a previsão de propriedades do solo onde é possível estimar o comportamento e a adequação do solo para obras rodoviárias. O processo de classificação MCT considera sete grupos de solos: LA (areia laterítica), LA’ (laterítico arenoso), NA (areia não laterítica), NA’ (não laterítico arenoso), LG’ (laterítico argiloso), NG’ (não laterítico argiloso) e NS’ (não laterítico siltoso) e também se baseia na determinação dos índices e’ e c’, que expressam, respectivamente, o caráter laterítico e a argilosidade dos solos. De acordo com Fabbri (1994), parece não haver dúvida, no meio técnico, quanto à aceitação da classificação MCT para solos tropicais, sobretudo se for considerada a quantidade de artigos, dissertações e teses onde ela é citada ou que dela se faz uso para classificação dos solos. Maiores detalhes da classificação MCT são descritas por Nogami e Villibor (1981), Nogami e Villibor (1990), Nogami e Villibor (1993), Fabbri (1994) e Nogami e Villibor (1995). d d d s re c Engenharia Civil
Tabela 2.9 - Peculiaridades dos solos tropicais lateríticos e saprolíticos
Item Solos lateríticos Solos saprolíticos
Geralmente, apresentam CBR mais
elevados (face aos seus índices
classificatórios).
Freqüentemente, apresentam
valores piores (face aos seus índices de classificação). Contudo algumas
variedades podem ser muito
resistentes. Na densidade seca máxima da energia
intermediária, as areias finas argilosas podem atingir CBR de 80% e as argilas CBR de 40%.
Valor de suporte muito dependente da sobrecarga. Perda de suporte por imersão em água Reduzida Grande Freqüentemente, apresentam
valores piores face aos seus índices classificatórios.
Valor de expansão muito
dependente da sobrecarga.
De uma maneira geral, possuem
capacidade suporte maior do que a prevista pela classificação.
Muitas variedades de solos dos grupos A-1, A-2 e A-4 podem ter capacidade suporte inferior à prevista pela classificação.
Os solos dos grupos A-2 e A-4 podem ser usados como base.
Os solos do grupo A-7 podem ser usados como reforço ou subbase de pavimentos, mesmo que tenha índice de grupo bem acima de zero.
Classificação
HRB - AASHTO Índice de grupo zero, ou baixo,
pode corresponder a tipos de solo com capacidade de suporte baixo e expansivo.
Suporte (CBR)
Mais baixa
Expansão
Fonte: Modificada de Nogami (1985)
Trabalhos indicam que solos de comportamento laterítico tendem a apresentar módulos de resiliência maiores do que os solos de comportamento não laterítico. Resultados apresentados por Rodrigues (1997) mostraram que os valores dos módulos de resiliência de um solo de comportamento LA’ (laterítico arenoso) foram maiores que os de um solo de comportamento NA’ (não laterítico arenoso). Nogami e Villibor (1995) apresentaram módulos de resiliência de solos de um perfil geotécnico, com duas camadas, que foram obtidos de ensaios triaxiais cíclicos
realizados com estados de tensões iguais, de modo que o solo de comportamento LG’ (laterítico argiloso) do horizonte superficial apresentou MR = 5.600 Kgf/cm2 e o solo de comportamento NS’ (não laterítico siltoso) do horizonte saprolítico
presentou MR = 1.100 Kgf/cm2.
eríticos, além do quartzo, outros minerais sistentes ao intemperismo (ilmenita, magnetita, rulito, etc) podem estar presentes.
Segundo Schellmann11 (1981 apud COMMITTEE ON TROPICAL SOLIS OF HE ISSMFE, 1985) as lateritas são o produto de intenso intemperismo das rochas , consistem principalmente de ajuntamentos dos minerais goetita, hematita, idróxidos de alumínio, minerais da caolinita e quartzo.
11
a
As peculiaridades de constituição mineral dos solos tropicais laterítico e saprolíticos são apresentadas na Tabela 2.10. Observa-se que a laterita tem presença marcante nos solos lateríticos na fração areia e também pode ser encontrada na fração silte. Nos solos lat
re
T e h
____________
SCHELLMANN, W. Considerations on the definition and classification of laterites. Trivandrun, Índia: [s.n], 1981.
Tabela 2.10 - Algumas características da constituição mineral dos solos lateríticos e saprolíticos
Fração Solos lateríticos Solos saprolíticos
O mineral quartzo é encontrado com muita freqüência. Contudo, os grãos de quartzo, presentes na fração areia, apresentam as película de óxidos (fornecendo uma tonalidade avermelhada, rósea, arroxeada ou amarelada ao conjunto) e depressões (indicando efeitos de dissolução lenta).
Grande diversidade de minerais solos saprolíticos podem apresentar o quartzo com predominância.
Além do quartzo, outros minerais resistentes à ação das intempéries podem ocorrer, destacam
seguintes particularidades: presença de uma diferentes do quartzo. Contudo, muitos
- se os minerais pesados (magnetita, ilmenita, rutilo, turmalina, zircão, etc). Freqüentemente,
Merece destaque ocorrência de frag
mica
Areia e pedregulho
a laterita ou concreção laterítica está presente.
mentos de rochas, feldspatos e s.
Silte
Predominância de quartzo, embora podem ocorrer a magnetita e a ilmenita c
constituintes predominantes. Além disso,
Constituição muito variada. Todavia, podem ocorrer casos em que a fração é constituída de apenas um mineral. O quartzo é um mineral muito comum, caolinita e micas.
Contém elevada porcentagem de óxidos e
magnetita) e hidróxidos de alumínio (diásporo e
Podem ocorrer argilominerais mais
ativos do que a caolinita (e.g.
minerais da família da caolinita sejam
O argilomineral geralmente presente é a caolinita. Além do mais, óxidos e hidróxidos de ferro ou alumínio costumam envolver a caolinita.
Os argilominerais e, eventualmente outros minerais presentes, não se apresentam recobertos por óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio.
omo laterita também pode ocorrer, contudo é difícil
de ser distinguida dos torrões de argila. também podem ocorrer a
hidróxidos de ferro (goetita, limonita, e
ferrihidrita), óxidos anidros de ferro (hematita e bohemita, gibbsita, bauxita).
montmorilonita e ilita). Contudo, isso não impede que, em muitos solos, os exclusivos ou predominantes. Podem ocorrer óxidos e hidróxidos de Fe e Al.
Argila
i e Villibor (1995) Fonte: Modificada de Nogam
ados. Quanto à icro-estrutura dos solos não lateríticos, os grãos individualizados são geralmente ceis de serem distinguidos, pois neles estão presentes os contornos geométricos aracterísticos, tanto de cristais (faces planas, arestas retilíneas) neoformados da stalina, como os grãos arredondados pelo transporte. Os vazios tragranulares, resultantes do processo de intemperismo, são freqüentes nos grãos maiores
s, odem ser encontradas nos trabalhos de Fabbri (1994), Takeda (2006); e Fernandes
de argilominerais (caulinita, haloisita e ilita) são presentadas por Holtz e Kovaks (1981).
A microscopia eletrônica de varredura tem sido usada para diferenciar os solos de comportamento laterítico dos solos de comportamento não laterítico. Para Nogami (1985), na micro-estrutura dos solos lateríticos, os grãos individualizados, são difíceis de serem distinguidos, mesmo com grande aumento (cerca de 10.000 vezes) no microscópio eletrônico de varredura, pois formam massas esponjosas ou com aspecto de pipoca, com contornos predominantemente arredond
m fá c
rocha matriz cri in
.
Imagens de microfotografias, típicas de solos de comportamento lateríticos e não lateríticos, segundo a MCT, na ampliação de 1.500, 3.000 e 10.000 veze p
(2006). Microfotografias a
2.7 As r
As Redes Neurais Artificiais (RNAs) são ferramentas computacionais potentes, utilizadas para aprender funções
envolvem reconhecimento de padrões. Neste tópico, apresentam-se as ticas do neurônio artificial, que é o elemento fundamental das redes, e
alguns t dizado tipo
supervis entadas
adiante ilizadas nos trabalhos
as áreas da engenharia. Também são descritas as principais características do redes, inclusive a sua formulação. Ainda são apresent es bem
s das redes neurais artificiais nas diversas áreas da engenharia.
.7.1 Estrutura de um neurônio artificial
O
edes neurais artificiais
e para solucionar problemas que
caracterís
ipos de redes usadas atualmente. Além disso, destaca-se o apren ionado, geralmente empregado para a classe das redes alim , com múltiplas camadas (MLP), as quais são muito ut
n
algoritmo backpropagation, muito utilizado no treinamento de
adas, no final do tópico, algumas aplicaçõ sucedida
2
s neurônios artificiais são unidades de processamento de informações usadas na constituição das redes neurais artificiais. A estrutura do neurônio artificial pode ser dividida em três partes: o conjunto de sinapses, o somador e a função de ativação. A Figura 2.7 apresenta o modelo de um neurônio artificial que constitui o fundamento para o projeto de redes neurais artificiais.