ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – GEOLOGIA E MECÂNICA DOS SOLOS

CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ENGENHARIA CIVIL EAD
GEOLOGIA E MECÂNICA DOS SOLOS
Aula prática 3: Caracterização dos solos
1. INTRODUÇÃO
Os diversos sistemas de classificação utilizados para caracterização dos
solos usam, em geral, a consideração da análise granulométrica dos solos e os
Limites de Atterberg. Desta maneira, pode–se dizer que os critérios para se
agrupar os solos são, basicamente, o tamanho das partículas e suas
características de consistência.
1.1. Análise Granulométrica
Uma massa de solo, por se tratar de um material heterogêneo, pode ser
constituída por grãos de tamanhos distintos. Nessa massa, se for realizada uma
seleção que separe os grãos segundo seu tamanho, é possível que cada grupo
resultante dessa divisão apresente característica de um tipo de solo diferente. A
análise granulométrica permite essa quantificação, onde são determinadas as
porcentagens de cada tipo de solo em relação a massa total. Na Tabela 1 a
seguir são apresentadas as faixas de tamanho dos diferentes tipos de solo
segundo a ABNT NBR 6502:1995.
Tabela 1 – Tipo do solo x granulometria
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A análise granulométrica determina o tamanho das partículas
constituintes de um solo através de duas etapas: o peneiramento e o ensaio de
sedimentação. A etapa de peneiramento consiste em agitar uma amostra seca
em estufa, de massa conhecida, em várias peneiras, registrando–se a massa
retida em cada peneira. As aberturas destas são normatizadas pela ABNT NBR
7181:1984 e constam na Tabela 2 a seguir:
Tabela 2 – Abertura de Peneiras
nº da Peneira Abertura (mm) nº da Peneira Abertura (mm)
2’’ 50 #10 2
1.1/2’’ 38 #16 1,2
1’’ 25 #30 0,6
3/4’’ 19 #40 0,42
3/8’’ 9,5 #100 0,15
#4 4,8 #200 0,075
.
1.2. Curva Granulométrica
O resultado dos ensaios de peneiramento é comumente representado na
curva granulométrica. No eixo das abcissas são plotados os diâmetros das
partículas, em escala logarítmica, e no eixo das ordenadas a porcentagem
passante acumulada, em escala aritmética.
As Figuras a seguir exemplificam duas curvas típicas de solos do Paraná.
Nota-se a diferença entre as curvas, sendo a da Figura 1 relativa a um solo
argiloso de Curitiba e a Figura 2 representa um solo arenoso do litoral, com
distribuição granulométrica uniforme.
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Figura 1 – Curva granulométrica de solo argiloso de Curitiba – PR
Figura 2 – Curva granulométrica de solo arenoso do litoral do PR
Na curva granulométrica, pode–se determinar alguns parâmetros como o
Diâmetro Efetivo (D10), o Coeficiente de Curvatura (Cc) e o Coeficiente de
Uniformidade (Cu), que analisam o formato da curva.
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a) Diâmetro Efetivo (D10)
Indica o diâmetro, em milímetros, onde apenas 10% do material da amostra
tem tamanho inferior a este. Na análise granulométrica é definido pela abertura
da peneira onde 90% ou mais da amostra fica retida nesta. O mesmo conceito é
usado para se definir o D60 e o D30, aberturas de peneiras onde passam 60%
e 30% do material, respectivamente.
b) Coeficiente de Não Uniformidade (CNU)
Como anteriormente abordado, o termo bem–graduado expressa o fato de
que a existência de grãos com diversos diâmetros confere ao solo, em geral,
melhor comportamento do ponto de vista de Engenharia devido ao fato de que
as partículas menores ocupam os espaços vazios entre as maiores. Desse
fenômeno resulta uma menor compressibilidade e maior resistência do solo.
Essa característica é expressa na forma do Coeficiente de Não Uniformidade
(CNU), definido pela relação:
O Coeficiente de Não Uniformidade indica a amplitude dos tamanhos dos grãos.
De modo geral, pode–se dizer que quanto maior o CNU, mais bem graduado é
o solo. Areais com CNU menor que 2 são chamadas de areias uniformes.
c) Coeficiente de Curvatura (Cc)
Embora não tão utilizado como o CNU, o Coeficiente de Curvatura é um
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parâmetro que detecta melhor o formato da curva granulométrica e permite
identificar eventuais descontinuidades ou concentração muito elevada de grãos
mais grossos no conjunto. É definido pela relação:
Considera–se que o material é bem graduado quando o valor de Cc está
entre 1 e 3. Quando o valor de Cc é menor que 1, a curva tende a ser descontínua
pois há falta de partículas com um certo diâmetro. Quando Cc é maior que 3, a
curva tende a ser muito uniforme na sua parte central.
Logicamente, quando o valor de Cc está entre 1 e 3, a curva granulométrica
desenvolve–se suavemente. De modo geral, é raro a ocorrência de areias com
Cc fora deste intervalo