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Análise granulométrica do solo

Você sabe que o solo tem origem natural e, por isso, se pegarmos uma amostra de solo qualquer e estudarmos suas partículas sólidas, veremos que as mesmas tem dimensões variadas.

A essa determinação das dimensões das partículas presentes no solo e suas proporções damos o nome de análise granulométrica.

A análise granulométrica é importante para a classificação do solo e, por consequência, sua caracterização.

Ao final desse post, prometo que você saberá mais sobre a granulometria do solo, definições das partículas de solo a partir de sua granulometria e sobre os ensaios de granulometria para solos granulares e finos!

Vamos ao conteúdo?

Classificação dos solos por granulometria

Como já falamos anteriormente, os solos podem ser classificados de acordo com as dimensões de suas partículas sólidas.

Existem diversas classificações utilizadas, conforme você pode perceber na figura abaixo.

Classificações granulométricas
Classificações granulométricas

Vale ressaltar que as mais utilizadas são a classificação americana da ASTM e a nacional ABNT.

Perceba, pela figura, que abaixo dos valores dos diâmetros, em mm, encontra-se um número precedido de “#”. Por exemplo, abaixo de 0,075mm, encontra-se a #200.

Isso é relacionado com a numeração da peneira, que falaremos mais adiante quando abordarmos o ensaio de granulometria!

Outro questionamento que você pode fazer é: mas as partículas do solo são esféricas para tratarmos delas com diâmetros?

Não, as partículas apresentam as mais diversas formas, mas por simplificação consideramos um diâmetro para essas partículas.

Agora, falando um pouco mais sobre a nomenclatura da ABNT, segundo a NBR 6502:95, podemos resumir da seguinte forma:

  • Pedregulhos: solos formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro compreendido entre 2,0 e 60,0 mm. Podem ainda ser subdivididos em pedregulhos finos, médios ou grossos;
  • Areia: solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm. Pode também ser subdividido em areias finas, médias e grossas;
  • Silte: Solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade, e que exibe baixa resistência quando seco o ar. Suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração silte. É formado por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm;
  • Argila: Solo de granulação fina constituído por partículas com dimensões menores que 0,002 mm, apresentando coesão e plasticidade.

Agora que você já sabe um pouco sobre as partículas que compõem o solo, vamos falar sobre o ensaio de granulometria!

Ensaios de granulometria

Segundo a norma NBR 7181:2016, devemos realizar dois ensaios para a correta determinação da granulometria do solo.

O ensaio de peneiramento para solos granulares e de sedimentação para os solos finos (siltes e argilas).

A norma ainda podemos realizar os dois ensaios conjuntamente, para uma melhor análise granulométrica do solo.

Então, vamos falar resumidamente sobre cada um desses ensaios.

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Peneiramento do solo

O peneiramento é utilizado para separar as diversas frações sólidas da amostra de solo.

Não vou me ater a detalhes muito específicos do ensaio, inclusive indico que você dê uma olhada na NBR 7181:2016.

Então, vou tentar ser o mais resumido e didático possível para que você possa entender o procedimento desse ensaio.

Tal processo pode ainda ser dividido em nomenclatura de peneiramento grosso, para partículas maiores que 2mm, e peneiramento fino, para partículas menores que tal diâmetro.

Inicialmente, prepara-se uma amostra de solo, que é seco em estufa e pesado. Em seguida, essa amostra é colocada na peneira de maior abertura.

Peneiras utilizadas para o ensaio de granulometria
Peneiras utilizadas para o ensaio de granulometria

A série de peneiras é empilhada de forma que a peneira com maior abertura fica acima da peneira com abertura imediatamente menor e assim sucessivamente.

É comum chamarmos tais peneiras pelo seu número de malha, por exemplo #10 ou #200. Esse valor costuma representar o número de aberturas que a malha possui em uma polegada quadrada.

Ou seja, a peneira #200 tem muitos mais aberturas numa pequena área, logo, é uma peneira mais fina do que a #10. Deu pra entender?

Então, essa série é colocada em um vibrador, para que o mesmo auxilie na melhor separação das frações de solo.

Peneiras no vibrador
Peneiras no vibrador

Ao final do peneiramento, haverá uma fração de solo “presa” em cada peneira, onde a fração mais grossa fica nas peneiras superiores e as mais finas ficam nas peneiras inferiores.

Então, é pesada a fração do solo que ficou em cada peneira. De posse desses dados, é feito um gráfico, onde na abcissa é representado o diâmetro das partículas, em escala logarítmica, e na ordenada é representada a porcentagem de peso das partículas que passaram ou que foram retidas em cada peneira.

Curva granulométrica
Curva granulométrica

Ensaio de sedimentação

Para solos finos, como os siltes e argilas, o melhor ensaio para determinar os valores de diâmetro média é o ensaio de sedimentação.

Mas vale lembrar que esse processo pode ser utilizado para qualquer material com diâmetro menor que 2 mm.

De maneira bem resumida (de novo, oriento você a ler a NBR 7181:2016 para ter mais detalhes do procedimento) tal ensaio consiste em deixar sedimentar uma pequena amostra de solo em um béquer, por aproximadamente 24h.

Com o auxílio de um densímetro, é aferida a densidade da solução com a amostra de solo ao longo do tempo de sedimentação.

A partir da utilização da lei de Stokes, é possível determinar o diâmetro máximo das partículas presentes na amostra de solo!

Teste de sedimentação
Teste de sedimentação

Interpretação dos resultados

De maneira geral, podemos distinguir algumas características de granulometria do solo. A seguir, vou citar três tipos principais:

  • bem graduado: tem várias frações de diâmetro diferentes misturadas.
  • graduação aberta: algumas frações de diâmetro não são encontradas nesse tipo de solo;
  • graduação uniforme: as partículas desse solo possuem praticamente apenas o mesmo diâmetro médio.
Granulometrias do solo
Granulometrias do solo

Para melhor definir esses parâmetros de granulometria, assim como melhor interpretação gráfica da curva granulométrica, podemos utilizar os seguintes parâmetros:

  • Diâmetro efetivo (\mathrm{D_{10}}): podemos dizer que apenas 10% das partículas do solo tem diâmetro inferior ao diâmetro efetivo. Ou seja, podemos determinar esse diâmetro a partir da curva granulométrica. Na curva apresentada abaixo, por exemplo, podemos afirmar que o diâmetro efetivo é pouco mais de 0,04 mm.
Diâmetro efetivo
Diâmetro efetivo
  • Coeficiente de uniformidade (\mathrm{C_{u}}): esse coeficiente indica o quão uniforme é o solo. Valores próximos a 1,0 indicam uma curva vertical, ou seja, um solo uniforme, com presença principalmente de um diâmetro. Quanto maior o valor desse coeficiente, menos uniforme o solo será. Podemos dizer que para \mathrm{C_{u}<3,0} o solo é uniforme e para \mathrm{C_{u}>15,0} o solo é desuniforme. Matematicamente, o coeficiente de uniformidade pode ser calculado como:

\mathrm{C_{u}=\dfrac{D_{60}}{D_{10}}}

 

  • Coeficiente de curvatura (\mathrm{C_{c}}): Esse coeficiente nos dá uma ideia se o solo é bem graduado ou não, além de indicar a simetria da curva granulométrica. Para valores do coeficiente de curvatura entre 1,0 e 3,0 podemos dizer que o solo é bem graduado. Matematicamente, podemos defini-lo como:

\mathrm{C_{c}=\dfrac{(D_{30})^2}{D_{60}\cdot D_{10}}}

 

E com isso, finalizamos o post!

Espero que esse post tenha sido útil e que você tenha aprendido tudo o que quis passar de conhecimento!

Mas, caso ainda tenha alguma dúvida, pode deixar nos comentários que vai ser um prazer responder. =)

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Até um próximo post!

2 comentários em “Análise granulométrica do solo”

  1. boa tarde, tenho uma duvida sobre como encontrar o resultado de coef. de curvatura.
    eu devo encontrar o resultado de (d30) ² primeiro e depois encontrar d60 x d10 e então fazer divisão dos dois valores?

    abs.

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