Os solos naturais são uma mistura de partículas que podem abranger duas ou mais categorias de tamanho. Para representar a distribuição dessas partículas, utiliza-se frequentemente uma distribuição estatística acumulada, conforme descrito na norma NBR 7181.
Curva de Distribuição Granulométrica
A curva de distribuição granulométrica é construída marcando a porcentagem de material com dimensões menores do que um tamanho específico, em relação a essa dimensão de partícula, em uma escala logarítmica. A figura abaixo ilustra uma curva típica de distribuição granulométrica, onde os valores são sempre crescentes, pois se trata de uma curva acumulada.
Ao traçar a curva em uma escala padronizada, é possível obter informações imediatas sobre as características granulométricas do solo:
- A posição da curva na escala indica se o solo é de granulação grossa ou fina.
- A inclinação, o achatamento e a forma geral da curva fornecem informações sobre a distribuição dos grãos nos diversos diâmetros.
Os solos granulares, como areias e pedregulhos, podem ser classificados pela curva de distribuição granulométrica, inferindo-se suas propriedades de engenharia.
Classificação dos Solos Granulares
Embora a classificação completa dos solos não seja o foco neste momento, apresentamos a seguir uma classificação aplicada a areias e pedregulhos, baseada em suas composições granulométricas, com três tipos principais ilustrados na figura abaixo:
Solos Uniformes
Nos solos uniformes (curva A), a maioria dos grãos possui aproximadamente o mesmo tamanho. A curva apresenta alta inclinação, aproximando-se da vertical. A uniformidade dos solos é caracterizada pelo coeficiente de uniformidade Cu:
Cu = D10 / D60
onde:
- D60 é o diâmetro do grão correspondente a 60% mais fino.
- D10 é o diâmetro do grão correspondente a 10% mais fino, também conhecido como diâmetro efetivo.
O Cu representa a inclinação média da curva entre 10% e 60%, com o valor máximo igual a 1, correspondendo a um solo perfeitamente uniforme, com todas as partículas do mesmo tamanho.
Solos Bem Graduados
Nos solos bem graduados (curva B), as dimensões das partículas abrangem uma ampla faixa de valores. A curva granulométrica é suave, apresentando uma concavidade típica de materiais bem graduados. A distribuição granulométrica pode ser caracterizada pela sua curvatura, ou mais especificamente, pelo coeficiente de curvatura Cc:
Cc = (D30)² / (D10 ⋅ D60)
onde:
- D30 é o diâmetro do grão correspondente a 30% mais fino.
Por definição, os pedregulhos e as areias são considerados bem graduados quando:
- 1 ≤ Cu ≤ 3
- 1 ≤ Cc ≤ 3
Solos Mal Graduados
O termo mal graduado aplica-se a qualquer solo que não se enquadre como bem graduado, incluindo os solos uniformes. Nos solos mal graduados, faltam partículas de certas dimensões e suas curvas granulométricas apresentam trechos quase horizontais (curva C). As propriedades dos solos não dependem apenas das dimensões das partículas, mas também de outros fatores como a composição mineralógica, estrutura e história geológica. Nas argilas, a plasticidade e a consistência controlam muito mais o comportamento mecânico do que a distribuição granulométrica; por isso, os ensaios dos limites de Atterberg fornecem informações mais significativas para a classificação e previsão do comportamento dos solos finos do que as análises granulométricas.
Tipos de Granulometria
Existem dois processos distintos para obter a distribuição granulométrica dos solos:
- Granulometria por Peneiramento
- Granulometria por Sedimentação
O peneiramento é utilizado para partículas com dimensões de areias e pedregulhos (solos grossos com grãos maiores que 75 µm), enquanto a sedimentação (análise com densímetro ou pipeta) é usada para solos mais finos. As granulometrias por peneiramento e sedimentação são combinadas para definir a composição granulométrica dos solos que possuem grãos finos e grossos. Este tipo de análise granulométrica é o mais utilizado, pois permite definir o percentual dos grãos mais grossos (areia, pedregulho e pedrão) e também determinar o percentual dos finos (silte e argila), permitindo a caracterização completa da amostra, conforme especificado na NBR 7181.
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