Granulométria dos solos
Análise granulométrica do solo
É a determinação da faixa de tamanho das partículas presentes em um solo, expressa como uma percentagem do peso total seco.
Granulométria dos solos
Métodos de determinação da distribuição granulométrica dos solos:
Peneiramento
Ensaio de sedimentação
APARELHAGEM PARA O ENSAIO DE GRANULOMETRIA
Estufa Dessecador
Aparelho de dispersão Proveta de vidro
Aparelhos para ensaio de granulometria
Peneiras de 50, 38, 25, 19, 9,5, 4,8, 2,0 mm (peneiramento grosso), 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15,e 0,075 mm (peneiramento fino), conforme a NBR 5734;
Termômetro
Agitador de peneiras
Série de peneiras 50mm 2"
38mm 1 1/2"
25,4mm 1"
19mm 3/4"
12,7mm 1/2"
9,51mm 3/8"
4,76mm nº 4
2,00mm nº 10
1,20mm nº 16
0,60mm nº 30
0,42mm nº 40
0,30mm nº 50
0,15mm nº 100
0,075mm nº 200
Curva de distribuição granulométrica
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
Curva de distribuição granulométrica de solos
Uma curva de distribuição granulométrica pode ser utilizada para determinar os quatro parâmetros seguintes para um solo dado:
DIÂMETRO EFETIVO (D10 ou De): É o diâmetro correspondente a 10% em peso total de todas as partículas menores que ele.
O valor de D10 fornece uma das informações necessárias para o cálculo da permeabilidade, utilizado no dimensionamento de filtros e drenos.
10
60
DD
Cu
Distribuição granulométrica ( De )
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
Diâmetro efetivo = 0,025mm)
Distribuição granulométrica ( Cu ) GRAU DE UNIFORMIDADE (U): O grau de uniformidade indica a falta de uniformidade,
sendo tanto menor quanto mais uniforme for o solo.
CU = D60 / D10
Quanto menor, maior é a inclinação da curva granulométrica, e o solo é melhor graduado, segundo a seguinte classificação:
U < 5 à muito uniforme 5 < U < 15 à uniformidade média U > 15 à desuniforme
Distribuição granulométrica ( De )
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do D10 = 0,025mm
D60 = 2mm
Distribuição granulométrica ( CC )
COEFICIENTE DE CURVATURA (CC):
CC = (D 30) 2 / (D 10 . D 60)
Solos bem graduados têm 1 < CC < 3.
D30 e D60: diâmetros correspondentes a 30% e 60% em peso total das partículas menores que eles.
Distribuição granulométrica ( De )
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
D10 = 0,025mm
D60 = 2mm
D30= 0,25mm
Quanto a distribuição granulométrica o solo pode ser:
Mal-graduado Bem-graduado Granulométria descontínua
Graduação de solos
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
Bem - graduadoMal - graduado
Granulométria descontínua
Graduação de solos
4uC
314
c
u
CC
154 uC
SOLO BEM GRADUADO
SOLO UNIFORME
SOLO COM MÉDIA UNIFORMIDADE
15uC SOLO NÃO UNIFORME
CLASSIFICAÇÃO USDAANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTEAREIA
AGMF
MFMF
PEDREEGULHO
CLASSIFICAÇÃO ASTMANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTE AREIA
MF
PEDREEGULHO
CLASSIFICAÇÃO MITANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTE AREIA PEDREEGULHO
C M G F M GF M G
CLASSIFICAÇÃO ABNTANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTEAREIA
GMF
MF
PEDREEGULHOPEDRA MATACÃO
Forma das partículas
Classificação tradicional (Caputo):
1 - Arredondadas 2 - Lamelares 3 - Fibrilares
Arredondadas - ou de forma poliédrica. Ex.: pedregulhos, areias, siltes.
Lamelares - semelhantes a lamelas ou escamas. Ex.: argilas (compressibilidade e plasticidade) Fibrilares - em forma de fibras. Ex.: solos turfosos (oigem vegetal)
Forma das partículas
Outra Classificação: (Lambe)
1 - Angular 2 - Sub-angular 3 - Arredondadas 4 - Sub-arredondadas 5 - Bem arredondadas.
Forma das partículas
A angularidade de uma partícula é definida como:
A = raio médio de cantos e bordas / raio da esfera máxima inscrita
Forma das partículas A esfericidade de uma partícula angulosa é definida
como: S = De / Lp
Em que De = diâmetro equivalente da partícula
V = VOLUME DA PARTÍCULA
Lp = COMPRIMENTO DA PARTÍCULA
As partículas laminares têm esfericidade muito pequena – normalmente 0,01mm ou menos. Essas
partículas são predominantemente de argilominerais
VDE
6
Exercício
• A seguir encontram-se os resultados de um ensaio de peneiramento:
• Determine a percentagem que passa em cada peneira e traçe a curva de distribuição granulométrica
• Determine D10, D30 e D60 a partir da curva de distribuição granulométrica
• Calcule o coeficiente de uniformidade, Cu
• Calcule o coeficiente de curvatura, Cc
• Comente sobre a uniformidade e a graduação do solo.
Peneira nº (norma americana) Massa de solo retida (g)
4 28
10 42
20 48
40 128
60 221
100 86
200 40
Fundo 24
Classificação dos solos sistema HRB
Sistema de classificação da AASHTO A diversidade e a enorme diferença de comportamento
apresentada pelos diferentes solos → natural agrupamento em conjuntos distintos aos quais são atribuídos algumas propriedades
classificação dos solos.
Classificar um solo → incluí-lo em um determinado grupo composto por solos de características e propriedades geotécnicas similares.
Objetivo principal de se classificar um solo sob o ponto de vista de engenharia → estimar seu provável comportamento ou ao menos orientar o programa de investigação necessário.
Sistema de classificação da Highway Research Board(HRB) - sistema rodoviário de classificação
Empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo, proposto pelo Bureau of Public Roads e revisto pelo HRB(1945). Normatizado pela AASHTO M145 (1973).
Classifica os solos em 8 grupos:
• solos granulares (% passante #200 < 35%) → A-1, A-2 e A-3
• solos finos (% passante #200 > 35%) A-4, A-5, A-6 e A-7
• solos altamente orgânicos → podem ser classificados como A-8
Orientação Geral8 grupos principais: A1~ A7 (com vários sub-grupos) e solos
orgânicos A8Ensaios necessários: peneiramento e limites de Atterberg O índice de grupo, equação empírica, é usado para avaliar solos
dentro de um grupo (sub-grupos).
O propósito original deste sistema de classificação é seu uso na construção de estradas (qualificação do subleito).
A4 ~ A7A1 ~ A3
Materiais Granulares
35% passa na peneira 200
Matreiais silto-argiloso
36% passa na peneira 200
Usa-se LL e IP para separar materiais siltosos de argilosos
Usa-se LL e IP para separar materiais siltosos de argilosos (apenas no grupo A2)
Índice de grupo (IG)
Empregado no sistema da HRB, corresponde a um número inteiro que varia de 0 (solo ótimo quanto a capacidade de suporte) a 20 (solo péssimo quanto a capacidade de suporte).
IG = 0,2 a + 0,005 a c + 0,01 b d⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
a= (%passante #200) - 35% (0 - 40)
b= (%passante #200) - 15% (0 - 40)
c= wl - 40% (0 - 20)
d= Ip - 10% (0 - 20)
%passante #200
O IG é indicado entre parênteses completando a classificação HRB.
Gráfico para determinação do IG
(HRB) - sistema rodoviário de classificação
Índice de Grupo - IG
))(15(01.0
)40(005.02.0)35(
200
200IPF
LLFIG
)10)(15(01.0 200 IPFIGPara sub-grupos A-2-6 e A-2-7
O primeiro termo é determinado pelo LL
O segundo termo é determinado pelo IP
Em geral, a qualificação de um solo como subleito de pavimento é inversamente proporcional ao
índice de grupo, IG.
Usar apenas o segundo termo
F200: porcentagem que passa na peneira No.200
Cálculo do IGIG=(F200 – 35)[0,2 + 0,005(LL – 40)] + 0,01(F200 – 15)(IP – 10)
Se a equação produzir um valor negativo para IG, este é considerado 0 Arredondar IG ex IG = 3,4 ARREDONDAR PARA 3 IG = 3,5 ARREDONDAR PARA 4 Não há limite superior para o índice IG O índice de grupo de solos que pertencem aos grupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 e A-3 é sempre 0.
Ao se calcular o índice de grupo para solos que pertencem aos grupos A-2-6 e A-2-7, use o índice de grupo parcial para IP, ou
IG = 0,01(F200 – 15)(IP – 10)
Exemplo
Passa na No.200 86%LL=70%, IP=32%LL-30=40 > IP=32%
3347.33)10PI)(15F(01.0
)40LL(005.02.0)35F(GI
200
200
Arredondando
A-7-5(33)
Passa na No.200 86%LL=70%,IP=32%LL-30=40 > IP=32%
Classificação de solos – FAA -Aeroportos
FAA É um sistema de classificação muito pouco usado
no Brasil.
Os solos são classificados de E-1 a E-13 ( em ordem decrescente de qualidade.
Tem o inconveniente de utilizar a # 270(0,053mm) para separar a fração fina da fração grossa.
Classificação de solos – FAA -Aeroportos Areia grossa - solo que passa na #10 (P10) e é
retido na #60 (R60)
Areia fina – P60 e é R270
Silte e argila – P270
WL e o IP são usados para distinguir entre siltes e as argilas
FEDERAL AVIATION AGENCY - FAA
SOLOS R10 P10 e R60 P60 e R270 P270Limite de liquidez
índice de plasticidade
E-1 0 - 45 40+ 60- 15- 25- 6-E-2 0 - 45 15+ 85- 25- 25- 6-E-3 0 - 45 25- 25- 6-E-4 0 - 45 35- 35- 10-E-5 0 - 45 45- 40- 15-E-6 0 - 55 45+ 40- 10-E-7 0 - 55 45+ 50- 10 - 30E-8 0 - 55 45+ 60- 15 - 40E-9 0 - 55 45+ 40+ 30-
E-10 0 - 55 45+ 70- 20 - 50E-11 0 - 55 45+ 80- 30+E-12 0 - 55 45+ 80+ E-13 TURFA - FACILMENTE IDENTIFICÁVEL NO CAMPO