Classificacao dos-solos-hrb

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    Disciplina: ETG033 Construo de Estradas e Vias Urbanas Profa. Jisela Aparecida Santanna Greco

    MATERIAIS PARA PAVIMENTAO

    Solos Conceitos e Ensaios da Mecnica dos Solos Classificao dos Solos para Fins Rodovirios

    SOLOS Conceitos e Ensaios da Mecnica dos Solos Solos so materiais resultantes da decomposio das rochas pela ao de agentes de intemperismo. Para fins de pavimentao considera-se como solo todo material inconsolidado ou parcialmente consolidado, inorgnico ou no, que possa ser escavado sem o emprego de tcnicas especiais, como por exemplo explosivos. Os solos podem ser: residuais, transportados ou superficiais:

    Solos residuais: permanecem no local de formao O tipo de solo resultante da rocha me

    Solos transportados: so retirados do local de formao por algum agente transportador

    coluvionais: transportados pela gravidade aluvionais: transportados pela gua elicos: transportados pelo vento

    Solos superficiais: resultantes da ao de agentes naturais sobre os solos residuais e transportados

    Objetivo do estudo dos solos para a construo de estradas:

    conhecer a totalidade de suas propriedades fsicas e qumicas, pois com os solos e sobre os solos que so construdos os pavimentos

    como o conhecimento dessa totalidade de propriedades caro e demorado, procuram-se inferir tais propriedades a partir de outras mais simples, mais gerais e mais facilmente determinveis, denominadas propriedades ndices

    Na mecnica dos solos, adotam-se como propriedades ndices:

    as propriedades fsicas dos solos mais imediatas, tais como: granulometria plasticidade atividade da frao fina

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    as propriedades relacionadas compacidade, consistncia e estrutura dos solos

    Atravs dos resultados obtidos com o uso dos conhecimentos provenientes da mecnica dos solos, pode-se:

    inferir propriedades mais particulares dos solos classificar os solos em grupos, com o objetivo de inferir seu

    comportamento Propriedades ndices ndices Fsicos: So relaes entre as diversas fases do solo (slida, lquida e gasosa) em termos de massa e volume; procuram caracterizar as condies fsicas em que um solo se encontra. Relaes entre volumes mais utilizadas:

    porosidade (n): Definida pela relao entre o volume de vazios (Vv) e o volume total da amostra (V)

    n = Vv / V ndice de vazios (e): Definido pela relao entre o volume de vazios (Vv) e o

    volume de slidos (Vs) e = Vv / Vs

    grau de saturao (Sr): Representa a relao entre o volume de gua (Vw) e o volume de vazios (Vv), para um mesmo volume de solo

    Sr = Vw / Vv Relao entre massas mais utilizada:

    teor de umidade (w): Relao entre a massa da gua (Mw) e a massa de slidos (Ms) presentes na amostra w = Mw / Ms

    Relaes entre massas e volumes mais utilizadas: massa especfica natural ou massa especfica do solo (): relao entre a

    massa do elemento (M) e o volume deste elemento (V) = M / V

    massa especfica dos slidos (s): relao entre a massa dos slidos (Ms) e o volume ocupado por esses slidos (Vs)

    s = Ms / Vs massa especfica da gua (w)

    w = Mw / Vw (A massa especfica da gua funo da temperatura)

    Granulometria

    um solo pode ser considerado como um conjunto formado por partculas de diversos tamanhos

    a medida do tamanho das partculas constituintes de um solo feita por meio da granulometria e para representao dessa medida costuma-se utilizar uma curva de distribuio granulomtrica

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    de acordo com seu tamanho, as partculas de um solo podem ser classificadas como:

    pedregulho 2,0 mm < < 76,0 mm areia 0,075 mm < < 2,00 mm areia grossa 0,42 mm < < 2,00 mm areia fina 0,075 mm < < 0,42 mm silte 0,005 mm < < 0,075 mm argila < 0,005 mm

    Exemplo de curvas de distribuio granulomtrica

    Curva 1: granulometria contnua

    Curva 2: granulometria descontnua Curva 3: granulometria uniforme

    Ensaio de anlise granulomtrica conjunta consiste na determinao das porcentagens, em peso, das diferentes fraes

    que constituem o solo

    Porcentagem em peso passando

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    para fraes maiores que 0,075mm (#200) realiza-se o ensaio de peneiramento, no qual se faz passar uma certa quantidade de solo por um conjunto padronizado de peneiras de malha quadrada. Pesam-se as quantidades retidas em cada peneira e calculam-se as porcentagens passadas. As peneiras geralmente utilizadas so

    Para as fraes menores que 0,075 mm, utiliza-se o ensaio de sedimentao contnua em meio lquido. Os dimetros das partculas so determinados em funo de suas velocidades de sedimentao, segundo a lei de Stokes:

    onde D = dimetro equivalente da partcula (mm) = coeficiente de viscosidade do meio dispersor (10-4 Pa . s) g = acelerao da gravidade, cte = 9,81 m/s2 z = altura de queda das partculas, para as leituras do densmetro (cm) s = massa especfica das partculas (g/cm3) w = massa especfica da gua, varivel com a temperatura (g/cm3) t = tempo de sedimentao (s)

    As porcentagens de material em suspenso so calculadas segundo a seguinte expresso

    Onde P (< Di) = porcentagem de solo em suspenso no momento da leitura = porcentagem de material que passa na peneira 2,00 mm Ps = peso do solo seco utilizado no ensaio s = massa especfica das partculas (g/cm3) Lc = leitura corrigida do densmetro = 1000 (L1 - L2) L1 = leitura do densmetro na proveta contendo suspenso de solo L2 = leitura do densmetro na proveta contendo gua e defloculante

    Peneira Nmero Abertura (mm) Abertura Pol. Abertura (mm)

    200 0,075 3/8 9,5

    100 0,15 3/4 19,1

    40 0,42 1 25,4

    10 2,0 11/2 38,1

    4 4,8 2 50,8

    ( ) tz

    gD

    wS

    =

    18000( ) t

    zDwS

    =

    1800

    S

    c

    S

    S

    PLDiP

    = 3 e 1 < Cc < 3 Exemplos:

    10

    60

    DDCNU =

    6010

    230

    DDDCc

    =

    Curva suave

    Curva descontnua

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    Plasticidade e Estados de Consistncia Um solo argiloso, dependendo de seu teor de umidade, pode apresentar caractersticas iguais s de um lquido ou de um slido. Entre esse dois estados limites, o solo passa por um estado plstico e por um estado semi-slido. So os estados de consistncia do solo. Estado lquido - o solo apresenta as propriedades e a aparncia de uma suspenso. No possui forma prpria e no apresenta nenhuma resistncia ao cisalhamento. Estado plstico - o solo apresenta a propriedade de plasticidade. Pode sofrer deformaes rpidas, sem que ocorra variao volumtrica aprecivel, ruptura ou fissuramento. Estado semi-slido - o solo tem a aparncia de um slido, entretanto ainda passa por variaes de volume ao ser secado (o solo ainda encontra-se saturado). Estado slido - o solo no sofre mais variaes volumtricas por secagem. Limites de consistncia ou limites de Atterberg Foram definidos pelo Eng. Atterberg, em 1908, para caracterizar as mudanas entre os estados de consistncia. Posteriormente Casagrande apresentou uma padronizao da forma de se proceder nos ensaio para a determinao desses limites. Limite de Liquidez (LL) - o teor de umidade que indica a passagem do estado plstico para o estado lquido.

    Est relacionado com a capacidade do solo em absorver gua. realizado no aparelho de Casagrande. Procedimento: cuba do aparelho preenchida como solo mido, procurando-se obter uma espessura constante de 1cm, aproximadamente. Com um cinzel feita uma ranhura no centro. Gira-se ento a manivela do aparelho, com uma rotao constante de 2 golpes por segundo, at que a ranhura se feche numa extenso de 1,0 cm,

    Curva uniforme em seu centro

    estado lquido

    estado semi-slido

    estado plstico

    estado slido

    LL LCLP

    IP = LL - LP

    estado lquido

    estado semi-slido

    estado plstico

    estado slido

    LL LCLP

    IP = LL - LP

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    aproximadamente. Anota-se o nmero de golpes at esse ponto e retira-se uma amostra do local onde o solo se uniu, para determinao do teor de umidade.

    Seqncia do ensaio de limite de liquidez, realizado no aparelho de Casagrande.

    O limite de liquidez igual ao teor de umidade correspondente a 25 golpes. Para a sua determinao deve-se realizar o ensaio at que se tenha, no mnimo, 4

    pontos, 2 acima e 2 abaixo de 25 golpes.

    Os valores obtidos so lanados em grfico semi-logartmico. Limite de Plasticidade (LP) - o teor de umidade que indica a passagem do estado semi-slido para o estado plstico.

    Equipamento: placa de vidro com uma face esmerilhada e cilindro padro com 3 mm de dimetro.

    Ensaio: faz-se uma pasta com o solo passado na peneira 0,42 mm, com um teor de umidade inicial prximo ao limite de liquidez. Em seguida rola-se esta pasta at que duas condies sejam simultaneamente alcanadas:

    o rolinho tenha um dimetro igual ao do cilindro padro e aparecimento de fissuras.

    15 20 25 30 35 40 4532

    34

    36

    38

    40

    42

    44

    46

    48

    50

    teor

    de

    umid

    ade

    (%)

    nmero de golpes

    LL

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    O teor de umidade do rolinho, nesta condio, representa o limite de plasticidade do

    solo (LP). Quando no possvel se obter o LP de um solo, ele denominado no plstico

    (NP) Seqncia do ensaio de limite de plasticidade:

    Limite de Contrao (LC) - definido como a fronteira entre os estados de consistncia slido e semi-slido. Corresponde ao teor de umidade do solo no momento em que este deixa de apresentar reduo de volume, quando submetido secagem (lenta e sombra). ndice de Plasticidade (IP) - calculado pela diferena entre LL e LP

    IP = LL LP

    Mede a plasticidade dos solos e fisicamente rep