Slide - Estrutura dos Solos - 2023-2

ESTRUTURA DOS SOLOS Vimos que (REVISÃO): Os solos são um aglomerado de partículas provenientes de decomposição da rocha, que podem ser escavados com facilidade, sem o emprego de explosivos, e que são utilizados como material de construção ou de suporte de estruturas. Os solos são formados por partículas de diferentes tamanhos, em proporções variadas. Escala Granulométrica:( ABNT 6502/95) Argila Silte Areia Pedregulho 0,002 mm 0,06 mm 2,0 mm 60 mm ESTRUTURA DOS SOLOS O que é a Estrutura de um solo? Define-se como Estrutura, o arranjo das partículas que compõem o solo. A estrutura do solo influencia o seu comportamento como material de engenharia. Escala Granulométrica:( ABNT 6502/95) Solos finos Solos grossos Argila Silte Areia Pedregulho 0,002 mm 0,06 mm 2,0 mm 60 mm ESTRUTURA DOS SOLOS Solos Grossos Nos solos grossos (areias e pedregulhos) a massa de cada partícula é grande, não há forças elétricas entre elas, a gravidade (peso próprio dos grãos) é o principal fator agindo na formação de sua estrutura. Há a deposição individual das partículas, formando uma estrutura 'SIMPLES'. Do ponto de vista da engenharia o comportamento mecânico e hidráulico de um solo com estrutura simples, fica definido principalmente por duas características: COMPACIDADE E ORIENTAÇÃO DAS PARTÍCULAS. A orientação das partículas produz, como efeito principal, diferentes permeabilidades do solo, conforme o fluxo seja normal ou paralelo à direção de deposição do material. areia fofa areia compacta FIGURA 20 : Estruturas dos solos grossos ESTRUTURA DOS SOLOS Solos Grossos O comportamento mecânico e de fluxo fica determinado fundamental pela condição de compacidade: Compacidade Relativa: Cr = (emax - enat) / (emax - emin) emax = índice de vazios máximo, correspondente ao estado mais fofo possível emin = índice de vazios mínimo, correspondente ao estado mais compacto possível enat = índice de vazios natural, correspondente ao estado que o solo se encontra (Obtido em laboratório!) Classificação CR Areia fofa abaixo de 0,33 Areia de compacidade média entre 0,33 e 0,66 Areia compacta Acima de 0,66 ESTRUTURA DOS SOLOS Solos Grossos Nos solos grossos a forma característica é a EQUIDIMENSIONAL, em função da ação dos agentes mecânicos desintegradores. Raramente corresponde à partículas que tenham sofrido ataque químico. A forma equidimensional divide-se em ANGULAR e ARREDONDADA. As formas angulares são típicas das areias residuais e areias vulcânicas. As formas arredondadas são frequentes nas areias de rios e algumas formações de praias (areias eólicas). Partículas arredondadas - menor atrito Partículas angulares - maior atrito ESTRUTURA DOS SOLOS Solos Finos Em se tratando dos solos finos, a situação torna-se muito mais complexa, uma vez que agora passa a interferir uma série de fatores, tais como as forças de superfície entre as partículas e a concentração de íons. As concepções clássicas acerca da estrutura dos solos finos deve-se a Terzaghi que sugeriu a estrutura alveolar e a floculenta. Alveolar Floculenta ESTRUTURA DOS SOLOS Solos Finos Como é fácil visualizar, nota-se que as estruturas dos solos finos, dada a forma e a disposição das partículas que as compõem, são bastante porosas, isto é, possuem um grande volume de vazios, o que confere a esses solos uma considerável compressibilidade. O aumento de peso graças à disposição de novas camadas, faz com que seja reduzido o volume de vazios, com a consequente expulsão da água contida nesses vazios. Alveolar Floculenta ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Os solos são formados por partículas de diferentes tamanhos, em proporções variadas. O tamanho relativo dos grãos que formam a fase sólida dos solos é chamado TEXTURA. A medida da textura é feita pela análise granulométrica. De acordo com a textura os solos são classificados como GROSSOS E FINOS. São solos grossos os Pedregulhos e as Areias, e são solos finos, os Siltes e as “Argilas”. Escala Granulométrica:( ABNT 6502/95) Solos finos Solos grossos Argila Silte Areia Pedregulho 0,002 mm 0,06 mm 2,0 mm ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica A distribuição granulométrica de um solo é representada pela curva que indica para cada tamanho de partícula (diâmetro equivalente), a porcentagem em peso do solo que possui diâmetros maiores ou menores que esta partícula. A curva granulométrica permite distinguir tipos de textura diferentes, definindo aquelas que predominam em cada tipo de material. Escala Granulométrica:( ABNT 6502/95) Solos finos Solos grossos Argila Silte Areia Pedregulho 0,002 mm 0,06 mm 2,0 mm ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica A distribuição granulométrica do solo é obtida através da análise do material por dois processos: Método do Peneiramento - realizado para partículas com diâmetros equivalentes superiores a 0,074mm (peneira nº200) Método da Sedimentação - procedimento válido para partículas com diâmetros equivalentes inferiores a 0,2mm. Escala Granulométrica: ( ABNT 6502/95) Solos finos Solos grossos Argila Silte Areia Pedregulho 0,002 mm 0,06 mm 2,0 mm ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Método do Peneiramento Procedimento feito com o auxílio de peneiras de malhas metálicas, quadradas. É utilizado para solos com diâmetros de partículas maiores que 0,074 mm. Esta limitação é física, função do material usado na fabricação da peneira. ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Método do Peneiramento Procedimento feito com o auxílio de peneiras de malhas metálicas, quadradas. É utilizado para solos com diâmetros de partículas maiores que 0,074 mm. Esta limitação é física, função do material usado na fabricação da peneira. ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Método do Sedimentação Ensaio realizado com o auxílio do densímetro baseado na lei de Stokes que estabelece: ν = (γs - γw) * D² / 18.μ Relaciona o diâmetro equivalente das partículas (D) com a velocidade de sedimentação (ν) em meio líquido de viscosidade (μ) e peso específico (γ) conhecidos. ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Método do Sedimentação ν = (γs - γw) * D² / 18.μ z / t = (γs - γw) / 18.μ * D² ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Classificação: ABNT Argila 7 % Silte 43 % Areia 47 % Pedregulho 4 % ABNT - NBR 6502 (1995) Porcentagem que Passa (%) Diâmetro da Partícula (mm) 0.0001 Argila 0.0010 Silte 0.0100 Areia fina média grossa 0.1000 1.0000 10.0000 Pedregulho 100.0000 ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Para auxiliar a identificação das características de uniformidade e graduação dos solos, são definidos os seguintes índices, obtidos diretamente do gráfico: DIÂMETRO EFETIVO (D10 ou De): É o diâmetro correspondente a 10% em peso total de todas as partículas menores que ele. D30 e D60: diâmetros correspondentes a 30% e 60% em peso total das partículas menores que eles. ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Os solos se classificam segundo a curva granulométrica como se segue: Cu < 5 - solo uniforme 5 < Cu < 15 - solo medianamente uniforme Cu > 15 - solo não-uniforme PARÂMETROS DA CURVA GRANULOMÉTRICA Diâmetro efetivo (D10): D10 Coeficiente de uniformidade (Cu) Cc = D30² / (D10 . D60) Solo bem graduado Solo de graduação uniforme Solo de graduação aberta % que passa Dimensão das partículas Cu<5 5<Cu<15 Cu>15 ESTRUTURA DOS SOLOS Distribuição Granulométrica Os solos se classificam segundo a curva granulométrica como se segue: Cc > 3 – Mal Graduado 1< Cc < 3 – Bem Graduado PARÂMETROS DA CURVA GRANULOMÉTRICA Diâmetro efetivo (D10): D10 Coeficiente de uniformidade (Cu) Cc = D30² / (D10 . D60) Solo bem graduado Solo de graduação uniforme Solo de graduação aberta ESTRUTURA DOS SOLOS CURVA GRANULOMÉTRICA Coeficiente de curvatura - Cc Considera-se que um material é bem graduado quando 1 ≤ Cc ≤ 3 (curva suave) D60 = 0,1995 D30 = 0,1081 D10 = 0,0272 Cu = D60/D10 = 0,1995/0,0272 = 7,3 Cc = D30²/D60D10 = 0,1081²/0,1995*0,0272 = 2,2 ESTRUTURA DOS SOLOS CURVA GRANULOMÉTRICA Coeficiente de curvatura - Cc Quando o Cc é menor que 1, a curva tende a ser descontínua (há falta de grãos de determinado diâmetro) D60 = 0,1977 D30 = 0,0521 D10 = 0,0281 Cu = D60/D10 = 0,1977/0,0281 = 7,0 Cc = D30²/D60D10 = 0,0521²/0,1977*0,0281 = 0,5 ESTRUTURA DOS SOLOS CURVA GRANULOMÉTRICA Coeficiente de curvatura - Cc Quando o Cc é maior que 3, a curva tende a ser muito uniforme na sua parte central. D60 = 0,2382 D30 = 0,2004 D10 = 0,0339 Cu = D60/D10 = 0,2382/0,0339 = 7,0 Cc = D30²/D60D10 = 0,2004²/0,2382*0,0339 = 5,0 ESTRUTURA DOS SOLOS 15% de Areia 30% de Silte 55% de Argila Classificação Trilinear dos Solos - FHWA ESTRUTURA DOS SOLOS Próxima aula – Limites de Consistencia 14/08/23