3- Caracterização dos Solos

Apresentação em tema: "3- Caracterização dos Solos"— Transcrição da apresentação:

1 3- Caracterização dos Solos
índices físicos compactação plasticidade granulometria perfil do terreno

2 3.1- Índices Físicos solo material trifásico
sólido: partículas do solo líquido: água gasoso: ar relações entre os pesos e os volumes destas fases ajudam a caracterizar o solo

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4 solo saturado - S = 100 % solo seco - S = 0 % determinação dos índices: h → estufa peso específico dos sólidos → ensaio normalizado Pt – Ps → balança

5 Relações entre índices:

6 Índices físicos - valores típicos:

7 1 - Uma amostra de solo saturado apresenta peso de 165 g
1 - Uma amostra de solo saturado apresenta peso de 165 g. Depois de seca em estufa seu peso passou a 119 g. O volume total da amostra é de 95 cm3 e g = 2,65 g/cm3. Determinar h, Vs, Va, e, n, t, sub. 2 - O tubo amostrador tem volume de 495 cm3. A amostra mais o amostrador pesam 1170 g e o amostrador 320 g. Depois de seca em estufa a amostra apresenta peso de 788 g. Determinar e, hsat e gsat, sabendo-se que g = 2,65 g/cm3. 3 - Um solo apresenta e = 0,7 e d = 2,7. Calcular: a- s, sat e sub b- t e h para S = 75 %. 4 - Qual a umidade de um solo saturado que apresenta s = 1,82 g/cm3 e d = 2,68?

8 3.2- Compactação Conceito: redução do índice de vazios por ação mecânica Finalidade: diminui a compressibilidade e a suscetibilidade à água aumenta a resistência e a homogeneidade do solo umidade baixa → atrito entre grãos é alto e partículas não se reordenam aumentando a umidade → a água funciona como lubrificante e as partículas se acomodam, tomando configuração mais compacta umidade alta → o ar fica aprisionado nos vazios e o aumento de água implica em aumento do volume total, diminuindo a densidade

9 Relação x h:

10 Ensaio de Proctor :

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12 Relação x h:

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14 E variável Mesmo solo

15 E constante Diferentes solos

16 E constante

17 5 - A base de uma pista de aeroporto vai ser construída com 25 m de largura, m de comprimento e 18 cm de espessura, com pedra britada compactada a n = 22 %. Sabendo-se que hj = 6 %, g = 2,6 t/m3 e nj = 35 %, determinar s na jazida e na pista, Sj e o volume escavado na jazida. 6 - Uma amostra de solo totalmente saturado tem o teor em água de 27 % e o peso específico de 19,8 kN/m3. Calcule o peso específico seco e o índice de vazios. Qual seria o peso específico total de uma mostra do mesmo solo compactado com o mesmo índice de vazios, mas apenas com um grau de saturação de 90%?

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27 3.3- Plasticidade Propriedade que tem os solos argilosos de serem moldados sem variação de volume. Os minerais constituintes determinam a força da interação entre as partículas e destas com as moléculas de água. Os minerais argílicos favorecem esta interação. O comportamento dos solos varia muito com a umidade. Um solo seco é quebradiço. Na medida em que a umidade aumenta ele fica mais plástico, até atingir o estado líquido. As umidades correspondentes às mudanças de estado são definidos como limite de liquidez e limite de plasticidade.

28 LC: limite de contração ( h de saturação) LP: limite de plasticidade LL: limite de liquidez

29 Limite de Liquidez (LL):

30 Limite de Liquidez (LL):

31 Limite de Plasticidade (IP):
IP – h para a qual o cilindro de 3,2 mm se quebra quando rolado

32 Valores típicos: Como a plasticidade do solo é produzida pela água adsorvida que circunda as partículas de argila, ela depende dos tipos de argilominerais e suas proporções. Define-se atividade A como a relação entre IP e a porcentagem de argila, em peso.

33 Gráfico de Casagrande

34 Gráfico de Casagrande

35 3.4- Granulometria O solo natural é formado por partículas de diferentes tamanhos. Para a caracterização destes tamanhos realiza-se a análise granulométrica, que é a determinação da curva granulométrica, curva com a porcentagem em peso em função do diâmetro das partículas. Estes pesos e porcentagens são determinados por dois ensaios: peneiramento: a amostra de material passa por uma série de peneiras com abertura de malha decrescente. Determina-se a massa retida em cada peneira, obtendo-se a porcentagem do peso total retida. sedimentação: feito com o material mais fino (< 0,074 mm, #200), se baseia na lei de Stokes, que dá a velocidade com que as partículas caem em meio líquido

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38 diâmetro efetivo: d10 ou def → diâmetro para o qual 10 % em peso passa
coeficiente de uniformidade: coeficiente de curvatura:

39 Classificação triangular:

40 Sistema Unificado de Classificação dos Solos: Derivado do sistema desenvolvido por Casagrande em Os solos são classificados em 3 grupos e 15 classes: Grupos: Solos grossos - % retida na peneira #200 < 50 % Solos finos - % retida na peneira #200 > 50 % Turfas – solos altamente orgânicos, fibrosos, de baixa densidade e alta compressibilidade (Pt)

41 Solos Grossos: Pedregulhos - % retida na peneira #4 > 50 % - G (gravel) Areias - % retida na peneira #4 < 50 % - S (sand) Estes solos serão classificados como: bem graduados - % retida na peneira #200 < 5 % - W (well graded) mal graduados - % retida na peneira #200 > 12 % - P (poor graded) Valores intermediários recebem símbolo duplo Solos Finos: Argilas - acima da linha A do gráfico de plasticidade - C (clay) Siltes - abaixo da linha A do gráfico de plasticidade - M (mo) Solos orgânicos - abaixo da linha A, cor e odor característicos – O (organic) Estes solos são classificados como: baixa compressibilidade - LL < 50 % - L (low) alta compressibilidae - LL > 50 % - H (high)

42 Linha A Linha B Acima – solos arenosos a direita – alta compressibilidade e muito plásticos Abaixo – solos argilosos a esquerda – baixa compressibilidade e baixa a média plasticidade

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44 3.5- Perfil do Terreno Investigação Geotécnica: Determinar:
distribuição dos materiais no local parâmetros físicos dos terrenos necessidade de estabilização ou tratamento posicionamento das estruturas a serem construídas Investigações Mecânicas: poços e trincheiras sondagem a trado sondagem a percussão sondagem rotativa ensaio de penetração estática ensaio de palheta ensaio presssiométrico

45 Perfil do Terreno - representa esquematicamente as diferentes camadas e as cotas em que estas se encontram no terreno Utiliza-se para seu traçado: poços e trincheiras escavações feitas com pás e picaretas, em solos coesivos, geralmente não escoradas, que avançam até o nível de água ou até onde for possível aeração e o solo for estável. Pode-se examinar as paredes e retirar amostras indeformadas como blocos, que são enviados para o laboratório.

46 sondagens a trado perfurações executadas em solos coesivos com trados manuais para retirada de Amostras deformadas até o nível de água e para identificação do solo. É também é utilizado no levantamento de jazidas.

47 Sondagem a Percussão perfuração - O solo é desagregado com o auxílio de um trépano e removido por circulação de água. O furo é revestido se a parede do furo for instável, ou é feito com bentonita e água dentro do furo. A cada metro de perfuração é feito o ensaio e retira-se uma amostra do solo. Substitui-se o trépano na extremidade do tubo de lavagem pelo barrilete amostrador, tubo com cerca de 80 cm de comprimento. O solo é removido do amostrador e classificado quanto à granulometria. O ensaio SPT consiste na cravação do amostrador, por meio de golpes de um peso de 65 kgf caindo de 75 cm de altura. Anota-se o número de golpes necessários para cravar os 45 cm do amostrador, em 3 conjuntos de golpes para cada 15 cm. O número SPT é o número de golpes necessário para cravar os 30 cm finais do amostrador.

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49 Para o caso de fundações para residências, edifícios a norma brasileira fixa diretrizes a serem observadas na exploração do subsolo. O número de furos de sondagem deve ser no mínimo de um furo de sondagem para cada 200 m2 de projeção de área construída, até m2 e um furo adicional para cada 400 m2, até m2. A seguir o número será fixado para cada caso particular. O ensaio SPT tem uma primeira utilidade na indicação da compacidade de solos granulares (areias e siltes arenosos) e da consistência dos solos argilosos. A norma de sondagem SPT (NBR 6484) determina que o boletim de sondagem forneça, junto com a classificação do solo, sua compacidade ou consistência, conforme a tabela a seguir.

50 compacidade/ consistência
Solo N SPT compacidade/ consistência Areias e siltes arenosos < 5 fofa (o) pouco compacta (o) 9 - 18 medianamente compacta (o) compacta (o) > 40 muito compacta (o) argilas e siltes argilosos < 3 muito mole 3 - 5 mole 6 - 10 média (o) rija (o) > 20 dura (o)

51 Os elementos obtidos nas sondagens são apresentados no perfil geotécnico.
valor do N SPT inicial e final ao longo da profundidade profundidade de cada camada e sua descrição cota de boca da sondagem e dos níveis de água indicações sobre a localização da sondagem no terreno. Geralmente dois perfis são apresentados, o primeiro com cada sondagem individualmente e o segundo com o conjunto das várias sondagens (perfil longitudinal).

52 Perfil do Terreno

53 sondagem rotativa Para a ultrapassagem de elementos de rocha como matacões e blocos utiliza-se sondagem rotativa, que consiste em girar as hastes e em forçá-las para baixo, com ligação de mangueira de água. O barrilete com uma coroa com pastilhas de tungstênio ou diamantes corta e retira as amostras de rocha. A relação entre o comprimento da amostra recuperada e o comprimento da perfuração dá uma indicação da qualidade da rocha (RQD). ensaio de penetração estática Consiste na cravação a velocidade lenta e constante (2 cm/s) de uma haste com ponta cônica, medindo-se a resistência encontrada na ponta e na resistência por atrito lateral. Colocando-se um transdutor próximo à ponta do cone para medição de poro-pressões durante o ensaio temos o piezocone (CPTU). nas areias a poro-pressão é próxima da hidrostática, enquanto que nas argilas há um excesso de poro-pressão gerado na cravação do cone.