Classificação dos solos

Classificação dos solos

Prof. : Marcel sena Campos Geotecnia Ambiental

Universidade de Várzea

Grande

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 Classificar um solo: incluí-lo em um determinado grupo composto por solos de características e propriedades geotécnicas similares.

Objetivo: poder estimar o provável comportamento do solo para uma adequada análise do problema.

Sistemas de classificação de solos ajudam a organizar ideias e orientar o planejamento das investigações !!!

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 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.

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 A classificação a partir dos tamanhos das partículas é uma das formas mais comuns. Como a fração argila pode diferenciar amplamente nas suas propriedades físicas, a classificação apenas pelo tamanho é inadequada quando os solos contem finos, especialmente os argilominerais.

 Sistemas de classificação mais elaborados têm surgido, levando em conta os limites de Atterberg associada à granulometria

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Diagrama Triangular FERET

 Não leva em conta a curva granulométrica

Não considera a Plasticidade que tem

importância na resistência, compressibilidade e

permeabilidade dos solos

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Principais sistemas de classificação;

 Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.);

 Sistema de classificação “Highway Research Board” (H.R.B.);

 Índice de Grupo.

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 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS)

Baseada tão somente na distribuição granulométrica dos solos.

Os solos são classificados pela fração granulométrica dominante e subdominante: argila arenosa, areia siltosa, silte argiloso...

Os solos são classificados em três grandes grupos:

a)Solos grossos: mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira # 200.

b)Solos finos: menos que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira

# 200.

c)Turfas: solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS)

Duas letras:

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

SW, CH, CL...

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 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.

 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

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 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos granulares

• Teor de finos > 12%:

a

e não mais a uniformidade de granulometria

usar a

(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);

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Classificação dos solos grossos pelo SUCS.

 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) – SOLOS FINOS

Silte; Argila ou Orgânico

• 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).

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 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

CARTA DE PLASTICIDADE

1) A linha A: IP = 0,73(LL - 20)

• acima - solos argilosos

• abaixo - solos siltosos 2) A linha B: LL = 50%

• direita - solos compressíveis e muito plásticos

• esquerda - solos de baixa compressibilidade e de baixa a média plasticidade 3) A linha U: IP = 0,9(LL - 8)

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 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

• CARTA DE PLASTICIDADE

Ex: w_L= 70 IP=40

70

CH: argila de alta compressibilidade

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CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 (SUCS) - Solos finos

Geotecnia I -2013

- 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);

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c) Turfa

São solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.

Incorporam florestas soterradas em estágio avançado de decomposição. Estes solos formam um grupo independente de símbolo Pt (“peat”).

300% < LL < 500% → permanecendo a sua posição na carta de plasticidade notavelmente acima da linha A.

100 < IP < 200.

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CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

Exercício 1: Com os dados apresentados a seguir,

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%.

Distribuição granulométrica dos solos

 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

0,075mm

Geotecnia I -2013

Exercício 1:

Da curva tem-se:

Solo A

%Passa#200 =8

%Passa#4 (4,8mm)=100 Cu=0,135/0,085

Cu=1,59<6

Cc=(0,12)^2/(0,135.0,085) Cc=1,25 > 1

W_L=30 IP=30-22

IP=8 (maior que 7- acima da Linha A)

 (SUCS) - Solos finos

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 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS (SUCS) - Solos finos

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO

Geotecnia I -2012

SOLO A = SP-SC

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO*), (HRB), (TRB)

• Empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo, proposto pelo Bureau of Public Roads e revisto pelo HRB(1945). Normatizado pela AASHTO M145 (1973  Também baseado na granulometria e nos Limites.

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.

Classificação da AASHTO. Solos grossos. 26

Sistema de classificação do H.R.B.

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Classificação da AASHTO. Solos finos.

Sistema de classificação do H.R.B.

 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB)

*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da esquerda para direita

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CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

(AASTHO), (HRB), (TRB) 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.

Atenção:

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Calcular o IG de um solo A-6 em que 65% de material passa na peneira 200, o LL = 40% e o IP

= 12,5%.

IG =30 * (0,2) + 0,01(50)*(2,5)

IG = 6 + 0,01*125 IG = 6 + 1,25

IG = 7,25 = 7

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB)

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

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO (AASTHO), (HRB), (TRB)

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

 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO

*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe da esq. para direita  A-1-B

SOLO A

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 COMPARAÇÃO ENTRE HRB 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

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 QUANTO A SUA ORIGEM

Quanto a origem dos solos pode-se classifica em dois grandes grupos:

 Solos residuais - encontram-se no próprio local que se formaram solos residual jovem (saprolítico), solo residual maduro, rocha alterada.

 Solos transportados - são aqueles que foram levados ao seu atual local por algum agente de transporte

Solo coluvionar, solo aluvionar, solos eólicos, drifts.

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 QUANTO A SUA ORIGEM

Geotecnia I -2012

 Solos residuais

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos residuais

-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

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos residuais

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos residuais - saprolítico

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 QUANTO A SUA ORIGEM

Geotecnia I -2012

 Solos residuais – rocha alterada

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos transportados

-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.

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos transportados - solos coluvionares

Solo coluvionar

Solo residual

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos transportados - solos aluvionares

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos transportados - solos eólicos

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 QUANTO A SUA ORIGEM

 Solos transportados - drifts

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 CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical

O Sistema Unificado de Classificação dos Solos não se mostra satisfatório para solos tropicais em face do seu comportamento diferenciado. Uma classificação mais apropriada aos solos tropicais, com ênfase em projetos de estradas, foi proposta por (Nogami e Vollibor,1961), separando-se os solos em dois grupos: um de comportamento laterítico e outro não laterítico. O sistema de classificação MCT (Mini-CompactoTropical) procura determinar as características dos solos por meio de ensaios realizados com corpos de prova de dimensões reduzidas, compactados dinamicamente e considerando também a granulometria e propriedades pedológicas.

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 CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical

- NOGAMI E VILLIBOR (1980)

Comportamento peculiar dos solos tropicais

Solos Tropicais

Solos Lateríticos

Solos

Saprolíticos

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 SOLO LATERÍTICO

- Solo superficial, típicos de partes bem drenadas das regiões tropicais úmidas;

- Solo residual ou não, intemperizado em condições tropicais, rico em minerais de argila. Compõe a camada superficial chamada de horizonte laterítico;

- 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.

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 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 minerais primários na zona menos intemperizada;

- Importante!!!!! Os argilominerais nestes solos não se encontram recobertos por óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio.

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 SOLO LATERÍTICO E SAPROLÍTICO

Solo saprolítico Solo laterítico

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 CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical -Limitações - Condições ambientais diferentes das encontradas no Brasil;

- Podem classificar solos de gênese diferente como sendo pertencentes à mesma classe;

- Limitações quanto à correlação entre as propriedades-índices - Só aplicável a solos passantes na peneira #10 (2 mm)

- Relacionada a propriedades dos solos compactados. Amostras indeformadas?

- Ensaios demorados e trabalho quando visa somente a classificação dos solos