IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS
POR MEIO DE ENSAIOS
CAPITULO 3
Para identificação dos solos a partir das
partículas que os constituem, são
empregados correntemente dois tipos de
ensaios:
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
ÍNDICES DE CONSISTÊNCIA
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
3.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
Num solo, geralmente convivem partículas de
tamanhos diversos.
Nem sempre é fácil identificar as partículas
porque grãos de areia, por exemplo, podem
estar envoltos por uma grande quantidade de
partículas argilosas, finíssimas.
Quando secas, as duas formações são
dificilmente diferenciáveis. Portanto, numa
tentativa de identificação tátil-visual dos grãos
de um solo, é fundamental que ele se
FINALIDADE: Para o reconhecimento do
tamanho dos grãos de um solo.
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA – consiste em
duas fases:
• PENEIRAMENTO
• SEDIMENTAÇÃO.
3.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
PENEIRAMENTO
PORCENTAGEM QUE PASSA – É opeso do material que passa
em cada peneira (peso seco da amostra)
A abertura nominal da peneira é considerada como o “diâmetro”
das partículas. Trata-se, evidentemente, de um “diâmetro equivalente”, pois as partículas não são esféricas.
Tem como limitação a abertura da malha das peneiras, que não
pode ser tão pequena quanto o diâmetro de interesse.
A menor peneira costumeiramente empregada é a de nº 200,
cuja abertura é de 0,075 mm.
Existem peneiras mais finas para estudos especiais, porém são
pouco resistentes e por isso não são usadas rotineiramente.
SEDIMENTAÇÃO
Quando há interesse no conhecimento da
distribuição granulométrica da porção mais
fina dos solos, emprega-se a técnica da
sedimentação
LEI DE STOKES: Estabelece uma relação
entre o diâmetro das partículas e sua
velocidade de sedimentação em um meio
líquido (viscosidade e peso especifico
conhecidos).
Fornece o diâmetro equivalente da partícula e
não seu verdadeiro valor
SEDIMENTAÇÃO
Colocando-se uma certa quantidade de solo (uns 60g) em
suspensão em água (cerca de um litro), as partículas cairão com velocidades proporcionais ao quadrado de seus diâmetros.
Na Figura, à esquerda do frasco,
estão indicados grãos com quatro diâmetros diferentes igualmente representados ao longo da altura, o que corresponde ao início do ensaio. À direita do frasco, está representada a situação depois de decorrido um certo tempo. No instante em que a suspensão é colocada em repouso, a sua densidade é igual ao longo de toda a profundidade.
OBSERVAÇÃO
Uma
das
operações
mais
importantes
é
a
SEPARAÇÃO de todas as partículas, de forma que
elas possam SEDIMENTAR ISOLADAMENTE. Senão,
teremos os diâmetros dos flocos e não os das
partículas isoladas.
Para esta desagregação, adiciona-se um produto
químico, com AÇÃO DEFLOCULANTE, deixa-se a
amostra imersa em água por 24 horas e provoca-se
uma agitação mecânica padronizada. Mesmo
quando se realiza só o ensaio de peneiramento,
esta preparação da amostra é necessária
(destorroamento), pois, se não for feita, ficarão
retidas nas peneiras agregações de partículas muito
mais finas.
• Para diversas faixas de tamanho de grãos, existem denominações específicas.
• Conhecida a distribuição granulométrica do solo, pode-se determinar a porcentagem correspondente a cada uma das frações acima
especificadas.
•A figura abaixo apresenta exemplos de curvas granulométricas de alguns solos brasileiros.
3.2 ÍNDICES DE CONSISTÊNCIA
(Limites de Atterberg)
Sob o ponto de vista da engenharia, apenas
a distribuição granulométrica não caracteriza
bem o comportamento dos solos.
À procura de uma forma mais prática de
identificar a influência das partículas
argilosas, a engenharia utiliza uma análise
indireta, baseada no comportamento do solo
na presença de água - o emprego de ensaios
e índices propostos pelo engenheiro químico
Attemberg.
Quando muito úmido, o solo argiloso se comporta como
um líquido; quando perde parte de sua água, fica
plástico; e quando mais seco, torna-se quebradiço.
EXEMPLO: Quando há uma enchente ou alagamento por
um rio ou córrego que transborda invadindo as ruas da
cidade. Logo que o rio retorna ao seu leito, o barro
resultante se comporta como um líquido. No dia seguinte,
tendo evaporado parte da água, os veículos deixam
moldado o desenho de seus pneus no material plástico
em que se transformou o barro. Secando um pouco mais,
os
pneus
dos
veículos
já
não
penetram
no
solo
depositado,
mas
sua
passagem
provoca
o
desprendimento de pó.
3.2 ÍNDICES DE CONSISTÊNCIA
(Limites de Atterberg)
A diferença entre estes dois limites, que indica a
faixa de valores em que o solo se apresenta
plástico, é definida como o índice de Plasticidade
(IP) do solo.
Os teores de umidade correspondentes às mudanças
de estado, são definidos como:
Limite de Liquidez (LL)
Limite de Plasticidade (LP) dos solos
LL
LP
IP
LIMITE DE LIQUIDEZ
Teor de umidade limite entre
o estado líquido e o estado
plástico.
É definido como o teor de
umidade no qual se fecha
uma ranhura feita no solo
disposto em uma concha
metálica, por meio de 25
golpes, a velocidade
constante, desta concha
contra uma base fixa.
LIMITE DE LIQUIDEZ
Diversas tentativas são realizadas, com o
solo em diferentes umidades, anotando-se
o número de golpes para fechar a ranhura,
obtendo-se o limite pela interpolação dos
resultados. O procedimento é padronizado
no Brasil pela ABNT
ESTADO DAS AREIAS –
COMPACIDADE
COMPACIDADE
O estado em que se encontra uma areia pode ser expresso pelo
seu índice de vazios.
É necessário analisar o índice de vazios natural de uma areia em
confronto com os índices de vazios máximo e mínimo em que ela pode se encontrar.
ÍNDICE DE VAZIOS MÁXIMO - Se uma areia pura, no estado seco,
for colocada cuidadosamente em um recipiente, vertida através de um funil com pequena altura de queda, por exemplo, ficará no seu estado mais fofo possível.
ÍNDICE DE VAZIOS MÍNIMO - Vibrando-se uma areia dentro de um
molde, ela ficará no seu estado mais compacto possível.
As areias se distinguem também pelo formato dos grãos, a
rugosidade superficial é bem distinta.
COMPACIDADE
Em geral, areias compactas apresentam maior
resistência e menor deformidade. Estas
características, entre as diversas areias,
dependem também de outros fatores, como a
distribuição granulométrica e o formato dos
grãos. Entretanto, a compacidade é um fator
importante.
ESTADO DAS ARGILAS
CONSISTÊNCIA
CONSISTÊNCIA
Quando se manuseia uma argila, percebe-se uma certa
consistência, ao contrário das areias que se desmancham facilmente.
Por esta razão, o estado em que se encontra uma argila
costuma ser indicado pela resistência que ela apresenta.
A consistência das argilas pode ser quantificada por meio de
um ensaio de compressão simples, que consiste na ruptura por compressão de um corpo de prova de argila, geralmente cilíndrico.
Em função da resistência à compressão simples, a consistência
das argilas é expressa pelos termos apresentados na Tabela abaixo:
SENSITIVIDADE DAS ARGILAS
A resistência das argilas depende do arranjo entre os
grãos e do índice de vazios em que se encontra.
Foi observado que certas argilas quando se submetem
ao manuseio, a sua resistência diminui, ainda que o
índice de vazios seja mantido constante.
Este fenômeno, que ocorre de maneira diferente
conforme a formação argilosa, foi chamado de
sensitividade da argila.
A sensitividade pode ser bem visualizada por meio de
dois ensaios de compressão simples:
O primeiro com a amostra no seu estado natural.
O segundo com um corpo de prova feito com o mesmo solo
após completo remoldamento, mas com o mesmo índice de vazios.
SENSITIVIDADE DAS ARGILAS
A sensitividade pode ser atribuída ao arranjo
estrutural das partículas, estabelecido durante
o processo de sedimentação.
A sensitividade das argilas é uma característica
de grande importância, pois indica que, se a
argila
vier
a
sofrer
uma
ruptura,
sua
resistência após esta ocorrência é bem menor.
IDENTIFICAÇÃO
TÁTIL-VISUAL DOS SOLOS
IDENTIFICAÇÃO TÁTIL-VISUAL
DOS SOLOS
Foi visto como os solos são classificados em função das
partículas que os constituem.
Em geral, importa conhecer o estado em que o solo se
encontra.
À classificação inicial, se acrescenta a informação
correspondente à compacidade (das areias) ou à consistência (das argilas).
Com muita freqüência, é necessário descrever um solo sem
dispor de resultados de ensaios. O tipo de solo e o seu estado têm de ser estimado. Isto é feito por meio de uma
identificação tátil-visual, manuseando-se o solo e sentindo sua reação ao manuseio.
Cada profissional deve desenvolver sua própria habilidade para
identificar os solos. Só a experiência pessoal e o confronto com resultados de laboratório permitirá o desenvolvimento desta habilidade.
O primeiro aspecto a considerar é a provável
QUANTIDADE DE GROSSOS (areia e pedregulho)
existente no solo. Grãos de pedregulho são bem
distintos, mas grãos de areia, ainda que visíveis
individualmente a olho nu, pois têm diâmetros
superiores a cerca de um decímetro de milímetro, podem
se encontrar envoltos por partículas mais finas.
Para que se possa sentir nos dedos a existência de grãos
de areia, é necessário que o solo seja umedecido. Os
grãos de areia, mesmo os menores, podem ser sentidos
pelo tato no manuseio.
Se a amostra de solo estiver seca, a proporção de finos e
grossos pode ser estimada esfregando-se uma pequena
porção do solo sobre uma folha de papel. As partículas
finas (siltes e argilas) se impregnam no papel, ficando
isolada as partículas arenosas.
IDENTIFICAÇÃO TÁTIL-VISUAL
DOS SOLOS
Definido se o solo é uma areia ou um solo fino, resta
estimar se os finos apresentam características de siltes
ou
de
argilas.
Alguns
procedimentos
para
esta
estimativa são descritos a seguir:
RESISTÊNCIA AO SECO – Umedecendo-se uma argila,
moldando-se uma pequena pelota ficará muito dura e, quando quebrada, dividir-se-á em pedaços bem distintos. Ao contrario, pelotas semelhantes de siltes são menos resistentes e se pulverizam quando quebradas.
“Shaking Test” – Formando-se uma pasta única
(saturada) de silte na da mão, quando se bate esta mão contra a outra, nota-se o surgimento de água na superfície. Apertando-se o torrão com os dedos polegar e indicador da outra mão, a água reflue para o interior da pasta (é semelhante à aparente secagem da areia da praia, no entorno do pé, quando nela se pisa no trecho saturado bem junto ao mar). No caso de argilas, o impacto das mãos não provoca o aparecimento de água.
