Pontifícia Universidade
Católica de Goiás
Geotecnia I - 2013
Classificação dos solos
Disciplina: Geotecnia 1
Prof. : João Guilherme Rassi Almeida
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
Geotecnia I - 2013
uma adequada análise do problema.
Sistemas de classificação de solos ajudam a organizar
ideias e orientar o planejamento das investigações !!!
2
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2013
 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.
3
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS)
Geotecnia I - 2013
Baseada tão somente na distribuição granulométrica dos solos.
Os solos são classificados pela fração granulométrica dominante
e subdominante: argila arenosa, areia siltosa, silte argiloso...
Duas letras: SW, CH, CL...
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
4
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2013
 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.
5
Geotecnia I - 2013
 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
6
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS) - Solos granulares
Geotecnia I - 2013
• Teor de finos > 12%: a característica secundária f
(finos) e não mais a uniformidade de granulometria 
usar a Carta de Plasticidade (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);
7
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS) - Solos finos
Silte; Argila ou Orgânico
Geotecnia I - 2013
• 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 wL mais compressível o solo;
- A linha B delimita esse comportamento. wL > 50% alta compre.
(H); wL < 50% baixa compre. (L).
8
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS) - Solos finos
• CARTA DE PLASTICIDADE
Linha A
Geotecnia I - 2013
IP  0,73 wL  20
Linha B
wL  50%
9
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS) - Solos finos
• CARTA DE PLASTICIDADE
Ex: wL= 70
IP=40
Geotecnia I - 2013
CH: argila de alta
compressibilidade
70
10
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2013
 (SUCS) - Solos finos
- 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);
11
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 (SUCS) - Solos finos
Para a classificação pela SUCS é necessário:
• Porcentagem de pedregulho – a fração que passa pela #76,2mm e é retida na
#4,75mm (N° 4);
• Porcentagem de areia – a fração que passa na #4,75mm e é retida na #0,075
Geotecnia I - 2013
(N° 200);
• Porcentagem de silte e argila – a fração mais fina que a #0,075mm;
• Coeficiente de uniformidade (Cu) e coeficiente de curvatura (Cc);
• Limite de liquidez e índice de plasticidade da fração do solo que passa na #
4,75mm.
12
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 (SUCS) - Solos finos
Para a classificação pela SUCS é necessário:
• Fração fina: porcentagem que passa na # N°200;
• Fração grossa: porcentagem retida na # N° 200;
Geotecnia I - 2013
• Fração de pedregulho: porcentagem retida na # N° 4;
• Fração de areia: porcentagem retida na # N° 200 – porcentagem retida na #
N°4.
13
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS) - Solos finos
Distribuição granulométrica dos solos
Exercício 1: Com os dados
apresentados a seguir,
0,075mm
classifique os Solos A e B por
meio do SUCS.
Solo A: wL= 30%, wP = 22%;
Solo B: wL= 26%, wP = 20%.
14
 (SUCS) - Solos finos
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
Geotecnia I - 2013
Cc=(0,12)^2/(0,135.0,085)
Cc=1,25 > 1
WL=30
IP=30-22
IP=8 (maior que 7- acima da
Linha A)
15
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2012
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
SOLO A = SP-SC
16
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2012
 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DOS
SOLOS (SUCS) - Solos finos
17
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
(AASTHO*), (HRB), (TRB)
• Empregado na engenharia rodoviária  Também baseado na
granulometria e nos Limites.
Geotecnia I - 2012
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.
18
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2012
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
(AASTHO), (HRB), (TRB)
*O solo será classificado no 1º Grupo de encaixe de cima para baixo
19
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
(AASTHO), (HRB), (TRB)
• Critérios para classificação:
-Tamanho dos grãos
Geotecnia I - 2012
Pedregulho= fração que passa na # 75 mm e fica retida na 2 mm;
Areia= fração que passa na # 2 mm e fica retida na # 0,075mm;
Silte e argila= fração que passa na # 0,075mm.
-Plasticidade
O termo siltoso é aplicado quando as frações finas do solo têm um IP ≤ 10,
já o argiloso IP ≥ 11.
-Se seixos e pedras (>75mm)
Registra-se sua presença, mas são excluídos pra classificação.
20
Geotecnia I - 2012
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
*O solo será classificado no 1º
Grupo de encaixe da esq. para
direita
21
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
(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.
Geotecnia I - 2012
IG  ( P0.075mm  35)[0,2  0,005( wL  40)]  0,01( P0.075mm  15)( IP  10)
- Se Eq. < 0 (valor negativo)  IG = 0;
- IG = número inteiro;
- IG (A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 e A-3) = 0;
- O IG dos A-2-6 e A-2-7 são calculados só com a segunda parcela
da Equação.
22
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
(AASTHO), (HRB), (TRB)
Geotecnia I - 2012
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
23
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
(AASTHO), (HRB), (TRB)
Geotecnia I - 2012
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
wL (%)
20
70
-
IP (%)
5
32
NP
24
 SISTEMA RODOVIÁRIO DE CLASSIFICAÇÃO
Geotecnia I - 2012
SOLO A
*O solo será classificado no 1º
Grupo de encaixe da esq. para
direita  A-1-B
25
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2012
 COMPARAÇÃO ENTRE TRB 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
26
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Geotecnia I - 2012
 COMPARAÇÃO ENTRE SUCS E TRB
27
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Quanto a origem dos solos pode-se classifica em dois grandes
grupos:
Geotecnia I - 2012
 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.
28
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos residuais
29
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
 Solos residuais
Geotecnia I - 2012
-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
30
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos residuais
31
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos residuais - saprolítico
32
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos residuais – rocha alterada
33
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
 Solos transportados
Geotecnia I - 2012
-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.
34
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
 Solos transportados - solos coluvionares
Geotecnia I - 2012
Solo coluvionar
Solo residual
35
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos transportados - solos aluvionares
36
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos transportados - solos eólicos
37
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 QUANTO A SUA ORIGEM
Geotecnia I - 2012
 Solos transportados - drifts
38
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical
 Solos tropicais x Solos temperados
-Limitações das classificações tradicionais:
- Condições ambientais diferentes das encontradas no Brasil;
Geotecnia I - 2012
- Podem classificar solos de gênese diferente como sendo
pertencentes à mesma classe;
- Limitações quanto à correlação entre as propriedades-índices
39
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 CLASSIFICAÇÃO MCT - Miniatura, Compactado, Tropical
- NOGAMI E VILLIBOR (1980)
Comportamento peculiar dos solos tropicais
Geotecnia I - 2012
Solos
Tropicais
Solos
Lateríticos
Solos
Saprolíticos
40
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 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;
Geotecnia I - 2012
- 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.
41
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 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
Geotecnia I - 2012
minerais primários na zona menos intemperizada;
- Importante!!!!! Os argilominerais nestes solos não se encontram recobertos
por óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio.
42
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 SOLO LATERÍTICO E SAPROLÍTICO
Geotecnia I - 2012
Solo laterítico
Solo saprolítico
43
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
 Agregações dos Solos Lateríticos
Sem defloculante
Com defloculante
100,0
Geotecnia I - 2012
% passa
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
0,0010
0,0100 0,1000
1,0000 10,0000 100,000
0
Diâmetro das partículas (mm)
44
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
Ensaios de laboratório – Solo Laterítico?
- Método expedito (Método da Pastilha);
Geotecnia I - 2012
- Compactação mini-MCV e Perda de massa por imersão
45
Geotecnia I - 2012
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
46
Download

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS