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Classificação dos solos 

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Objetivo: estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema. Como classificar um solo:  Origem;  Evolução;  Estrutura;  Composição granulométrica;  Índices de Atterberg; Na geotécnica, a classificação prioriza o comportamento do solo, colocando em segundo plano a sua gênese e sua constituição. Sistemas de classificação:  Classificação textural;  AASHTO;  SUCS;  MCT; Embora diversos sistemas de classificação estejam em uso, nenhum é totalmente definitivo de qualquer solo para todas as aplicações possíveis por causa da ampla diversidade das propriedades do solo.

Classificação Textural   

A textura dos solos refere-se à aparência de sua superfície e é influenciada pelo tamanho das partículas. É também chamada de classificação granulométrica. A identificação de amostras de solo pela granulometria inicia na classificação nas duas grandes divisões:  Solos grossos: ásperos;  Solos finos: macios ao tato

Figura 1 – Solos grossos e finos.

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O exame visual das amostras permite avaliar a predominância do tamanho de grãos. As frações granulométricas também podem ser determinadas a partir do ensaio de distribuição granulométrica. A composição granulométrica do solo determina, principalmente para os solos grossos, as características de seu comportamento. Nesta classificação os solos são designados pelo nome da fração de solo preponderante. Este tipo de classificação deve ser avaliado com cautela, pois o comportamento do solo nem sempre é condicionado pela fração predominante. Apesar dessa restrição, a análise granulométrica é universalmente utilizada. Dever-se-ia preferir agrupar os solos quanto ao comportamento e não quanto às constituições, a classificação deveria denominá-lo de acordo com a fração mais ativa no seu comportamento. Embora hoje recomendada mais para os solos grossos, que não apresentam propriedades correlacionadas com a plasticidade, a classificação granulométrica tornou-se universalmente empregada.

Figura 2 – Classificação textural.

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Para a classificação granulométrica podem-se utilizar as próprias curvas granulométricas indicando a finura do solo e a forma da curva, ou diagramas triangulares, como o de Feret, muito utilizados para fins agrícolas, mas pouco em Mecânica dos Solos. Uma quantidade de sistemas de classificação textural foi desenvolvida por diferentes organizações para servir às necessidades e muitos deles são utilizados hoje. USDA (Departamento de Agricultura dos Estados Unidos):  Baseados nos seguintes limites granulométricos: o Areia: 2,0 a 0,05 mm de diâmetro. o Silte: 0,05 a 0,02 mm de diâmetro. o Argila: < 0,002 mm de diâmetro.  Nos diagramas triangulares, fazem-se corresponder aos três lados do triângulo as porcentagens respectivas de argila, silte e areia. É mais comum somar as porcentagens de pedregulho e areia antes de utilizar o diagrama triangular, e mencionar após a classificação, conforme o caso, a predominância de areia ou de pedregulho.  O termo Lemo foi proposto para substituir “barro”.

Figura 3 – Classificação textural do USDA

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Tal classificação dos solos não tem valor geotécnico, uma vez que não leva em conta nem mesmo a forma das curvas granulométricas, que são importantes na determinação das propriedades dos solos grossos. Também não considera a plasticidade, cuja importância na resistência, compressibilidade e permeabilidade dos solos é enorme. Além da granulometria, os limites de consistência e o teor de matéria orgânica são considerados como elementos classificadores.

AASHTO – American Association of State Highway Transportation Officials   

Também conhecido como Sistema Rodoviário de Classificação ou H.R.B (Highway Research Board). É muito empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo. Baseado na granulometria e nos limites de Atterberg (limite de liquidez e índice de plasticidade).

Figura 4 – Classificação AASHTO

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Os solos são classificados em sete grupos, de acordo com a granulometria e de conformidade com os intervalos de variação dos limites e consistência e índice de grupo. De acordo com a tabela abaixo, os solos se dividem em dois grupos:  Solos de granulação grossa: ≤ 35% passa na peneira #200. Grupos A-1 a A-3; o Pedregulho: fração que passa na peneira de 75 mm e fica retida na peneira #10; o Areia: fração que passa na peneira #10 e fica retida na peneira #200; Solos finos: > 35% passa na peneira #200. Grupos A-4 a A-7; o Solo siltoso: IP ≤ 10; o Solo argiloso: IP ≥ 11; A classificação é feita da esquerda para a direita na tabela. 

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Tabela 1 – Classificação dos materiais de acordo com a AASHTO.

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Verifica-se nesta tabela que:  Os solos grossos foram divididos em três grupos: A1, A2 e A3. o Grupo A1 – Solos granulares sem finos (pedregulho e areia grossa bem graduada, com pouca ou nenhuma plasticidade). o Grupo A2 – Solos granulares com finos (pedregulho e areia grossa bem graduados, com material cimentante de natureza friável ou plástico).  A-2-4: finos siltosos de baixa compressibilidade;  A-2-5: finos siltosos de alta compressibilidade;  A-2-6: finos argilosos de média plasticidade;  A-2-7: finos argilosos de alta plasticidade; o Grupo A3 – Areias finas.  Os solos finos foram divididos em quatro grupos: A4, A5, A6 e A7. o Grupo A4 - Solos siltosos com pequena quantidade de material grosso e de argila (baixa compressibilidade LL < 40%) o Grupo A5 - Solos siltosos com pequena quantidade de material grosso e argila, rico em mica e diatomita (alta compressibilidade LL > 40%) o Grupo A6 - Argilas siltosas medianamente plásticas com pouco ou nenhum material grosso (baixa compressibilidade) o Grupo A7 - Argilas plásticas com presença de matéria orgânica (alta compressibilidade).  A7-5, IP ≤ LL - 30%  A7-6, IP > LL - 30%

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Em geral os solos granulares tem índice de grupo compreendidos entre 0 e 4, os siltosos entre 1 e 12 e os argilosos entre 1 e 20.

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Além da classificação em grupos, deve-se acrescentar o índice de grupo (IG), escrito entre parênteses depois da definição do grupo. Este parâmetro varia de 0 a 20. O índice de grupo define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento. Os valores extremos do IG representam solos ótimos para IG = 0 e solos péssimos para IG = 20. Portanto, este índice estabelece uma ordenação dos solos dentro de um grupo, conforme suas aptidões, sendo pior o solo que apresentar maior “IG”. A determinação do índice de grupo baseia-se nos limites de Atterberg (LL e LP) do solo e na porcentagem de material fino que passa na peneira #200. Seu valor é obtido utilizando a seguinte expressão:

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Onde: o F200 = porcentagem passante pela peneira nº 200 o LL = limite de liquidez o IP = índice de plasticidade O primeiro termo da equação é o índice de grupo parcial determinado do limite de liquidez. O segundo termo é o índice de grupo parcial determinado do índice de plasticidade. A seguir, seguem algumas regras para determinação do índice de grupo: o Se a equação a cima fornece um valor negativo para IG, é tido como 0; o O índice de grupo calculado pela equação acima é arredondado para o número inteiro mais próximo; o Não existe limite superior para o índice de grupo; o O índice de grupo de solos que pertence aos grupos A-1-a, A-1-B, A-2-4, A-25 E A-3 é sempre 0.

Figura 5 – Faixa de limite de liquidez e índice de plasticidade para solos em grupos de A-2, A-4, A-5, A-6 e A-7.

o Ao calcular o índice de grupos que pertencem aos grupos A-2-6 e A-2-7, utilizar o índice de grupo parcial para IP, ou:

o Em geral, os solos granulares tem índice de grupo compreendidos entre 0 e 4, os siltosos entre 1 e 12 e os argilosos entre 1 e 20.

S.U.C.S - Sistema Unificado de Classificação de Solos    

Proposto em 1942 para ser utilizado inicialmente em classificação de solos para construção de aeroportos. Revisado e normalizado pela ASTM. Atualmente, é amplamente usado pelos engenheiros. Cada tipo de solo terá um símbolo e um nome. Os nomes dos grupos serão simbolizados por um par de letras. Onde o prefixo é uma das subdivisões ligada ao tipo de solo, e o sufixo, às características granulométricas e à plasticidade.

Figura 6 – Sistema de símbolos da classificação unificada

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Assim como a AASHTO, Os solos neste sistema são classificados em duas grandes categorias:  Solos grossos que têm a natureza de pedregulhos e areia com menos de 50% passante pela peneira #200. Os símbolos de grupo indicam um prefixo G ou S. G significa pedregulho ou solo com pedregulhos, enquanto S, areia ou solo arenoso. Para esses solos, foram mantidas as características granulométricas como parâmetros mais representativos para a sua classificação.  Solos granulares finos com pelo menos 50% passante na peneira #200. Os símbolos de grupo iniciam com prefixo M, que significa silte inorgânico, C para argila inorgânica ou O para siltes e argilas orgânicos. O símbolo Pt é utilizado para turfa, humo e outros solos altamente orgânicos.

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Para a classificação apropriada de acordo com esse sistema, algumas ou todas as seguintes informações devem ser conhecidas:  Porcentagem de pedregulhos – fração que passa na peneira 76,2 mm e retida na peneira nº 4.  Porcentagem de areia – fração que passa na peneira nº 4 e retida na peneira nº 200.  Porcentagem de silte e argila – a fração fica mais que a peneira nº 200.  Coeficiente de uniformidade (Cu) e coeficiente de curvatura (Cc).  Limite de liquidez e índice de plasticidade da fração do solo passante na peneira nº 40

Tabela 2 – Sistema unificado de classificação de solo (com base no material passante de peneira 76,2 mm)

Figura 7 – Gráfico de plasticidade

Figura 8 – Fluxograma para classificação de pedregulhos.

Figura 9 – Fluxograma de classificação de areia

Figura 10 – Fluxograma para classificação dos solos finos de baixa plasticidade.

Figura 11 – Fluxograma para classificação de solos finos de alta plasticidade.

Figura 12 – Nome do grupo de fluxograma para solo com pedregulhos e areia

Figura 13 – Nomes de grupos de fluxogramas para solos com silte ou argilosos inorgânicos

Figura 14 – Nomes de grupos de fluxograma para silte orgânico e solos argilosos.

Figura 15 – Fluxograma para S.U.C.S

Figura 16 – Propriedades inferidas a partir da classificação da SUCS

Figura 17 – Estimativa das propriedades dos solos baseada no símbolo de grupo

Figura 18 – Estimativa das propriedades dos solos baseada no símbolo de grupo...