Classifique os solos abaixo de acordo com o sistema unificado e sistema rodoviário, e também, calcule o Índice de Grupo.
Índices Físicos LL % = 34,0, IP% = 6,1, Granulometria % em peso que passa nas peneiras 3/4" = 83, 3/8" = 63, 4 = 50, 10 = 45, 40 = 42, 200 = 26
Passo 1
Vamos organizar direitinho o que o enunciado nos deu e o que ele pede, para não se perder no desespero (tamo junto!).
Dados fornecidos:
- Limite de liquidez:
. - Índice de plasticidade:
. - Granulometria (percentual em peso que passa nas peneiras) — estou usando exatamente os números que você deu:
- passa 3/4":
, - passa 3/8":
, - passa
: , - passa
: , - passa
: , - passa
: .
- passa 3/4":
O que o exercício pede:
- Classificar o solo pelo Sistema Unificado de Classificação de Solos (USCS).
- Classificar o solo pelo “sistema rodoviário” (aqui vou usar a classificação AASHTO / sistema rodoviário, que é o padrão para índices de grupo).
- Calcular o Índice de Grupo (Group Index, GI) da classificação AASHTO.
Na sequência eu vou explicar passo a passo como chegar em cada uma dessas coisas, mostrando as fórmulas, o raciocínio e as contas.
Passo 2
Decidir se o solo é de grão grossos (areia/ cascalho) ou fino (silte/argila): usamos o percentil que passa na peneira
(0,075 mm).
- Do enunciado peguei o valor de que passa
. - Regra: se passa
o solo é dominante de grão grosseiro (coarse‑grained). Aqui , logo é um solo de grãos grosseiros.
Explicação didática curta: a peneira
separa “finos” de “grossos”. Se a maior parte da massa é mais grossa que 0,075 mm, chamamos de solo de grãos grosseiros — isso é importante porque os critérios de classificação mudam dependendo disso.
Passo 3
Determinar a fração grosseira e avaliar se é areia ou cascalho (gravel vs sand):
- Fração fina (fines)
passa . - Fração grosseira total
.
Agora vamos ver se a fração grosseira é dominada por cascalho (gravel) ou areia (sand). Para isso usamos a referência da peneira
(4,75 mm):
- Percentual que passa
(do enunciado) é . Então a porcentagem retida em e maiores é (este é o total do solo retido na malha ou maiores). - Percentual da fração grosseira que é
(ou seja, parte “cascalho”) é Isso significa que, dentre os grãos grosseiros, cerca de são maiores que (portanto são cascalho).
Regra prática: se mais de
da fração grosseira é retida na
(maior que 4,75 mm), então o solo é classificado como cascalho (gravel) dominante. Aqui
, logo é cascalho-dominante.
Passo 4
Determinar a natureza das finas (se são tipo silte ML ou argila CL/CH) usando os limites de Atterberg e a linha A do diagrama de plasticidade:
- Dados:
e . - A equação da linha A (USCS) é:
Vou calcular: - Comparação:
. Além disso .
Interpretação didática: quando o ponto
está abaixo da linha A e
, as finas comportam-se como siltes de baixa plasticidade (classificação ML). Se estivesse acima da linha A e/ou com
, seria argila (CL ou CH). Então aqui as finas se comportam como silte (ML).
Passo 5
Classificação USCS (Sistema Unificado) com base nas conclusões anteriores:
- O solo é de grãos grosseiros (fines
), predominância de cascalho (gravel) porque mais de da fração grosseira é retida em . - As finas têm comportamento de silte de baixa plasticidade (ML), conforme passo anterior.
Regra de nomenclatura do USCS para cascalho com finas não plásticas: usa-se o símbolo
— “gravel with silt” (cascalho com finos do tipo silte). Em notação corrente chamamos de “GM — silty gravel” ou em português “cascalho silto‑arenoso / cascalho com finos siltoides”.
Observação didática: quando a porcentagem de finos é maior que 12% e menor que 50% usamos o sufixo que indica a natureza das finas (M para silte, C para argila). Assim o símbolo final é
.
Passo 6
Classificação pelo sistema rodoviário (AASHTO) — passo a passo explicando o critério simplificado:
Regra prática do AASHTO (fluxo resumido):
- Verificar
porcentagem que passa . - Se
o solo tende a ser A‑6 ou A‑7 (solos com muitos finos). - Se
o solo será A‑1, A‑2 ou A‑3 (mais adequado para subleito/lastro), com subgrupos para diferenciar areia vs cascalho e natureza das finas.
- Se
- No nosso caso
, então o solo entra no grupo A‑1/A‑2/A‑3. - Determinar se é de areia (A‑3 / parte de A‑2) ou cascalho (A‑1 / parte de A‑2) olhando se mais de
do material passa (areia) ou é retido em (cascalho). Aqui passa — caso limite; considerando que a fração grosseira é dominada por partículas maiores que (ver Passo 3, onde 67,6% da fração grosseira é ), concluímos que o material é de caráter cascalhoso. - Para solos cascalhos com quantidade moderada de finos (
entre e ) a subcategoria dentro de A‑2 é definida com base nas propriedades das finas (siltosas vs com plasticidade maior). As subcategorias usuais são A‑2‑4 (mais silte, pouca plasticidade) e A‑2‑5 (mais argiloso / maior plasticidade). - Como as finas têm
e (valores baixos, e o ponto está abaixo da linha A — ver Passo 4), isso indica finos tipo silte de baixa plasticidade, o que, na lógica AASHTO, enquadra o solo como A‑2‑4 (solo granular com finos predominantemente silto‑arenosos e pouca plasticidade).
Portanto, pela classificação rodoviária AASHTO, o solo é do grupo
.
Observação: alguns fluxogramas AASHTO têm regras específicas para casos limítrofes (por exemplo exatamente
passando
): avaliei também a fração grosseira e a composição global para decidir que o comportamento é cascalhoso e justificar A‑2‑4.
Passo 7
Cálculo do Índice de Grupo (Group Index,
) — formule e aplique:
AASHTO define o Índice de Grupo por uma expressão (quando aplicável):
onde
-
é o percentual que passa na peneira , -
é o limite de liquidez, -
é o índice de plasticidade.
Importante: se qualquer termo dentro da fórmula ficar negativo, toma-se esse termo como zero (ou seja, só somam contribuições positivas).
Aplicando os valores:
-
, -
, -
.
Calculemos termo a termo.
Primeiro termo:
Como é negativo, a contribuição
é tomada como zero.
Segundo termo:
que também é negativo. Multiplicado por
continua negativo, portanto também é tomado como zero.
Somando contribuições positivas (nenhuma positiva neste caso) obtemos:
Observação prática: solos com
pequeno e índices de plasticidade baixos geralmente têm
, indicando boa qualidade para subleito em termos de AASHTO.
Resposta
USCS:
(silty gravel — cascalho com finos tipo silte).
Sistema rodoviário (AASHTO): .
Índice de Grupo (GI): .
Sistema rodoviário (AASHTO):
Índice de Grupo (GI):