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Classificação dos solos Exploração do subsolo Departamento de Engenharia Civil Centro de Tecnologia Universidade Federal da Paraíba Curso: Engenharia Civil.

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1 Classificação dos solos Exploração do subsolo Departamento de Engenharia Civil Centro de Tecnologia Universidade Federal da Paraíba Curso: Engenharia Civil Disciplina: Mecânica dos Solos I Professor: Dr. Celso Augusto Guimarães Santos

2 Capítulo 13: Classificação dos solos Principais sistemas de classificação; Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.); Sistema de classificação Highway Research Board (H.R.B.); Índice de Grupo.

3 Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.) 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. Cap 13 - Classificação dos solos

4 a)Solos grossos Pedregulhos: mais de 50% retidos #4 G (gravel) Areias: menos de 50% retidos #4 S (sand) Cap 13 - Classificação dos solos Cada grupo por sua vez é dividido em quatro subgrupos. São eles: a) Material praticamente limpo de finos, bem graduado W (well graded): SW e GW; b) Material praticamente limpo de finos, mal graduado P (poor graded): SP e GP; c) Material com quantidades apreciáveis de finos não plásticos, M (palavra suecamo): GM e SM; d) Material com quantidades apreciáveis de finos plásticos C (clay): GC ou SC. Ex: SM = Solo arenoso com certa quantidade de finos não plásticos.

5 Classificação dos solos Classificação dos solos grossos pelo SUCS.

6 b) Solos finos A classificação dos solos finos é realizada tomando-se como base apenas os Limites de Plasticidade e Liquidez do solo, plotados na forma da carta de plasticidade de Casagrande. Siltosos: baixa compressibilidade (LL < 50) Argilosos: alta compressibilidade (LL > 50) Cap 13 - Classificação dos solos

7 A carta de plasticidade possui três divisores principais: 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) Carta de plasticidade de Casagrande O de organic (orgânico) L de low (baixa) H de high (alta) Ex: CL = Solo argiloso de baixa compressibilidade.

8 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). Cap 13 - Classificação dos solos 300% < LL < 500% permanecendo a sua posição na carta de plasticidade notavelmente acima da linha A. 100 < IP < 200.

9 Sistema de Classificação do H.R.B (Highway Research Board) - 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). Os solos são classificados em grupos e subgrupos, em função da sua granulometria e plasticidade. 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. Cap 13 - Classificação dos solos

10 Sistema de classificação do H.R.B.

11 Classificação da AASHTO. Solos grossos. Sistema de classificação do H.R.B. Cap 13 - Classificação dos solos

12 Classificação da AASHTO. Solos finos. Sistema de classificação do H.R.B. Cap 13 - Classificação dos solos

13 Índice de Grupo: Empregado no sistema da H.R.B., 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). Cap 13 - Classificação dos solos IG = (F - 35)[0,20 + 0,005(LL - 40)]+ 0,01(F - 15)(IP -10) Onde: F = porcentagem de material que passa na peneira #200.

14 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%. Cap 13 - Classificação dos solos IG = (F - 35)[0,20 + 0,005(LL - 40)]+ 0,01(F - 15)(IP -10) IG = ( )[0,20 + 0,005( )]+ 0,01( )(12,5 -10) IG =30 * (0,2) + 0,01(50)*(2,5) IG = 6 + 0,01*125 IG = 6 + 1,25 IG = 7,25 = 7 Usualmente, indica-se o valor do IG entre parênteses. Assim, escreve- se A-6 (7).

15 Capítulo 14: Exploração do subsolo Métodos diretos de investigação do subsolo; Sondagem à percussão com circulação de água; Sondagem rotativa; Amostragem em solos e rocha.

16 Métodos diretos de investigação do subsolo Cap 14 – Exploração do subsolo Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos: a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas): b) Ensaios in loco amostras deformadas se destinam apenas à identificação e classificação do solo; amostras indeformadas aquelas que há conservação da textura, estrutura e umidade.

17 Métodos diretos de investigação do subsolo Cap 14 – Exploração do subsolo Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos: a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas): a.1) Abertura de poços de exploração; a.2) Execução de sondagens. Com relação à profundidade, locação e número de sondagens, não é possível definir regras gerais, devendo-se, em cada caso, atender à natureza do terreno e da obra.

18 Métodos diretos de investigação do subsolo Cap 14 – Exploração do subsolo Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos: a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas): a.1) Abertura de poços de exploração; a.2) Execução de sondagens. b) Ensaios in loco: b.1) Auscultação; b.2) Ensaios de bombeamento e de tubo aberto; b.3) Ensaio de palheta; b.4) Medida de pressão neutra; b.5) Prova de carga; b.6) Medida de recalque; b.7) Ensaios geofísicos.

19 a.1) Abertura de poços de exploração Cap 14 – Exploração do subsolo Técnica que melhor satisfaz aos fins de prospecção, pois não só permite uma observação in loco das diferentes camadas como, também, a extração de boas amostras. Seu emprego está limitado ao custo, o qual o torna, às vezes, economicamente proibitivo, exigindo onerosos trabalhos de proteção a desmoronamentos e esgotamento dágua, quando a prospecção precisa descer abaixo do nível dágua. Poço de exploração, escorado por cortinas que transmitem os empuxos do terreno a quadros horizontais.

20 a.2) Execução de sondagens Cap 14 – Exploração do subsolo Técnica mais comumente empregada, consiste, na abertura de um furo no solo, furo este normalmente revestido por tubos metálicos. A perfuração é feita por meio de ferramentas ou máquinas que vão provocando a degradação parcial, ou total, do terreno, permitindo, desse modo, a extração de amostras representativas das diferentes camadas atravessadas. Tipos de sondagem: Os tipos de sondagens distinguem-se pela retirada da amostra: - Sondagens com retirada de amostras deformadas Sondagens de reconhecimento; - Sondagens com retirada de amostras indeformadas.

21 Cap 14 – Exploração do subsolo Sondagens de reconhecimento Iniciam-se com a execução de um furo feito por um trado-cavadeira (Fig. 1), até que o material comece a desmoronar e, daí por diante elas progridem já com o furo revestido, seja por meio do trado-espiral (Fig. 2), da bomba de areia (Fig. 3) ou do chamado método de percussão com circulação de água, utilizando-se para isso o tipo de sonda indicado na figura 4. Fig. 1 - Trado-cavadeira Fig. 2 - Trado-espiralFig. 3 - Bomba de areia

22 Fig. 4 - Método de percussão com circulação de água.

23 Cap 14 – Exploração do subsolo Sondagens com retirada de amostras indeformadas São executadas do mesmo modo que as sondagens de reconhecimento. Toda diferença reside no maior cuidado com que devem ser feitas e nos tipos de amostradores empregados. Tipos de amostradores: - Amostradores para solos coesivos; - Amostradores para solos não-coesivos. Amostragem de rochas Havendo necessidade de reconhecer o material em profundidade, a obtenção de amostras é feita por meio de sondas rotativas, empregando-se geralmente, brocas de diamante. Os diâmetros das amostras, em geral variam de 2 a 10 cm.

24 Cap 14 – Exploração do subsolo Apresentação dos resultados de um serviço de sondagem Os resultados de um serviço de sondagem são sempre acompanhados de relatório, dando as seguintes indicações: Planta de situação dos furos; Perfil de cada sondagem com as cotas de onde foram retiradas as amostras; Classificação das diversas camadas e os ensaios que as permitiram classificar; Níveis do terreno e dos diversos lençóis dágua, com a indicação das respectivas pressões; Resistência a penetração do barrilete amostrador, indicando as condições em que a mesma foi tomada.

25 Perfil individual de uma sondagem

26 b.1) Ensaio de auscultação Também conhecido como ensaio de penetração, consiste em cravar uma haste no solo e registrar a resistência dinâmica ou estática oferecida à sua penetração. Cap 14 – Exploração do subsolo b.2) Ensaio de bombeamento e de tubo aberto Permitem a determinação da permeabilidade do solo sem retirada de amostras.

27 Cap 14 – Exploração do subsolo b.3) Ensaio de palheta Método utilizado para obter a resistência ao cisalhamento in loco. Utiliza-se uma palheta de seção cruciforme, a qual é cravada no terreno e submetida ao torque necessário para cisalhar o solo por rotação.

28 Cap 14 – Exploração do subsolo b.4) Medida de pressão neutra É realizada cravando-se um tubo, com extremidade inferior porosa, até a cota onde se deseja fazer a medida; a altura que a água atinge no tubo dá o valor da pressão procurada. b.5) Prova de carga As características de compressibilidade de um solo podem também ser obtidas através de provas de cargas diretas sobre o terreno. Esses ensaios consistem em carregar progressivamente o terreno, utilizando-se placas metálicas de dimensões determinadas, e medir os recalques sucessivos. Os resultados obtidos são traduzidos em um gráfico pressão-recalque. Por intermédio de provas de carga determina-se o coef. de recalque k de um solo, que é a razão entre a pressão p e o recalque y produzido: K = p / y [kg/cm²/cm]

29 Cap 14 – Exploração do subsolo b.6) Medida de recalque A determinação dos recalques de uma obra constitui um elemento de grande importância para o seu controle, seja na fase da execução ou para um eventual reforço. Como se exige que tais medidas sejam rigorosas, é indispensavel que, preliminarmente, se adote um marco de referencia. Para a medida dos recalques de fundações usa-se um nível ótico de precisão ou, então, o nível de vasos comunicantes introduzidos por Terzaghi.

30 Cap 14 – Exploração do subsolo Esse nível é capaz de uma precisão de 0,01mm. Nível de vasos comunicantes de Terzaghi


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