ENSAIO DE GRANULOMETRIA

SOLOS – ENSAIO DE GRANULOMETRIA SIMPLES POR PENEIRAMENTO

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O ensaio de granulometria de solos é um componente essencial na engenharia geotécnica, proporcionando uma análise detalhada da distribuição das partículas nos solos. Esta avaliação é crucial para entender as propriedades físicas e mecânicas do solo, influenciando diretamente o projeto e a construção de fundações, estradas e outras infraestruturas. Ao examinar a granulometria, os engenheiros podem tomar decisões informadas sobre compactação, permeabilidade e comportamento do solo, contribuindo para o desenvolvimento de estruturas duradouras e seguras.

ESCALA AASHTO

A escala AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) de granulometria de solos é um sistema padrão utilizado na engenharia civil para classificar e analisar a distribuição de tamanhos de partículas em solos. Desenvolvida pela AASHTO, essa escala é particularmente relevante para projetos rodoviários e de transporte, fornecendo critérios específicos para classificar solos com base em suas características granulométricas. A utilização da escala AASHTO é fundamental para garantir o desempenho adequado dos solos em infraestruturas viárias, contribuindo para projetos mais seguros e eficientes.

PEDREGULHO: 76,2 mm > d ≥ 2,0 mm (Todo o material grosso retido até a peneira Nº 10)
AREIA GROSSA: 2,0 mm > d ≥ 0,425 mm (Material passante na peneira Nº 10 e retido acumulado na peneira Nº 40)
AREIA FINA: 0,425 mm > d ≥ 0,075 mm (Material passante na peneira Nº 40 e retido acumulado na peneira Nº 200)
SILTE + ARGILA: d < 0,075 mm (Material passante na peneira Nº 200)

Sendo a parcela de silte as partículas com dimensões superiores a 0,005 mm e argila com dimensões inferiores a esta.

ÍNDICE DE GRUPO

O Índice de Grupo, definido por um número inteiro que varia de 0 a 20, indica a “capacidade de suporte” do terreno de fundação de um pavimento. Os valores extremos representam solos ótimos (IG = 0) e solos péssimos, que devem ser evitados (IG = 20).

Como podemos observar na tabela de classificação dos solos TRB (Transportation Research Board):

SOLOS GRANULARES: IG entre 0 e 4
SOLOS SILTOSOS: IG entre1 e 12
SOLOS ARGILOSOS: IG entre 1 e 20

A determinação do Índice de Grupo se baseia na porcentagem do solo passante na peneira Nº 200 (0,075 mm) e nos Limites de Atterberg (LL, LP e IP). Portanto, para calcular o Índice de Grupo, são necessários os ensaios prévios de granulometria dos solos e Limites de Atterberg.

$IG = 0,2a + 0,005ac + 0,01bd$

Sendo:

a = porcentagem do material que passa na peneira Nº 200, menos 35%. Se a porcentagem é maior que 75, só se anotará 75 e, se é menor que 35, anotar apenas 35. Portanto: 40 ≥ a ≥ 0 (sempre números inteiros, bem como o resultado do IG)
b = porcentagem do material que passa na peneira Nº 200, menos 15%. Se a porcentagem é maior que 55, só se anotará 55 e, se é menor que 15, anotar apenas 0. Portanto: 40 ≥ b ≥ 0 (sempre números inteiros, bem como o resultado do IG)
c = valor do Limite de Liquidez (LL), menos 40. Se o Limite de Liquidez é maior que 60%, só se anotará 60 e, se é menor que 40%, anotar apenas 0. Portanto: 20 ≥ c ≥ 0 (sempre números inteiros, bem como o resultado do IG)
d = valor do Índice de Plasticidade (IP = LL – LP), menos 10. Se o Índice de Plasticidade é maior que 30%, só se anotará 30 e, se é menor que 10%, anotar apenas 0. Portanto: 20 ≥ d ≥ 0 (sempre números inteiros, bem como o resultado do IG)

Usualmente, o valor do Índice de Grupo é apresentado entre parênteses após a classificação do solo:

A-2-4 (0)

No exemplo acima, o solo é classificado de acordo a tabela TRB como um solo do tipo A-2-4 e seu Índice de Grupo é 0.

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS – TRB (Transportation Research Board)

A classificação de solos TRB, vinculada ao Transportation Research Board (TRB), refere-se a um sistema utilizado no âmbito da engenharia de transportes para categorizar e compreender as características dos solos em áreas destinadas a infraestruturas viárias. Nesse sistema de classificação, os solos são reunidos em grupos (A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 e A-7) e subgrupos (A-1-A, A-1-B, A-2-4…) em função de sua granulometria e plasticidade.

DIÂMETRO EFETIVO, COEFICIENTES DE UNIFORMIDADE E CURVATURA

DIÂMETRO EFETIVO

O diâmetro efetivo, denotado por D₁₀ ou D_e, é uma medida que representa o tamanho das partículas do solo abaixo do qual 10% da massa total se encontra. Em outras palavras, é o diâmetro que divide a distribuição de partículas em duas partes, sendo 10% menores e 90% maiores que esse valor.

COEFICIENTE DE UNIFRMIDADE

O Coeficiente de Uniformidade, representado por C_u, é uma relação entre o diâmetro que separa 60% e o diâmetro que separa 10% das partículas no solo. Matematicamente, C_u é calculado como:

$C_{u} = \frac{D_{60}}{D_{10}}$

$D_{60} =$ diâmetro correspondente a 60% (em peso total) de todas as partículas menores que ele.

Quanto menor o valor do Coeficiente do solo, mais uniforme ele é:

Granulometria muito uniforme: C_u ≤ 5
Granulometria de uniformidade média: 5 < C_u ≤ 15
Granulometria desuniforme: C_u > 15

COEFICIENTE DE CURVATURA

O coeficiente de curvatura fornece informações sobre a variação da distribuição de tamanhos das partículas no solo. Um valor maior indica uma distribuição mais ampla, enquanto um valor menor sugere uma distribuição mais uniforme. Pode ser obtido através da equação:

$C_{c} = \frac{\left ( D_{30} \right )^{2}}{D_{60}\cdot D_{10}}$

$D_{30} =$ diâmetro correspondente a 30% (em peso total) de todas as partículas menores que ele.

Seu valor está compreendido entre 1 e 3 para solos bem graduados.

FAIXAS GRANULOMÉTRICAS DO DNIT

Os materiais destinados à base granular devem obedecer a uma das faixas granulométricas especificadas pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT).