Publicações Técnicas e Artigos

Procedimento para Previsão Expedita e Preliminar das Ocorrências de Solos ao longo de Rodovias do Estado de São Paulo (INÉDITO)

PEDOLOGIA – PROCEDIMENTO PARA PREVISÃO EXPEDITA E PRELIMINAR DAS OCORRÊNCIAS DE SOLOS AO LONGO DE RODOVIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO (INÉDITO) 

São Paulo, Maio de 2014

A Comissão Técnica responsável pelo Portal de Tecnologia julgou oportuno publicar as notas técnicas sobre PROCEDIMENTO PARA PREVISÃO EXPEDITA E PRELIMINAR DAS OCORRÊNCIAS DE SOLOS AO LONGO DE RODOVIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO de Job Shuji Nogami, que foi um dos maiores pesquisadores e especialista em uso dos solos tropicais do país na área rodoviária tendo sido inclusive presidente do “Commitee on Tropical Soils da ISSMFE – Tropicals´85” . Esse material é de grande importância para o conhecimento das ocorrências de solos ao longo das rodovias sendo uma relevante contribuição para uso dos engenheiros geotécnicos interessados.

Autor:

Prof. Dr. Job Shuji Nogami

Baixe a nota técnica na íntegra

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Estudo Geotécnico de ocorrências para Jazidas de Solos para Base de SAFL – Estudo Preliminar

ESTUDO GEOTÉCNICO DE OCORRÊNCIAS PARA JAZIDAS DE SOLOS

SÃO PAULO, FEVEREIRO DE 2014

Exemplo da fase preliminar do estudo geotécnico de ocorrências para jazidas de Solos Arenosos Finos Lateríticos, para que, através das informações pedológicas, reconhecimento de campo e ensaios geotécnicos, sejam determinadas as ocorrências mais promissoras para serem utilizadas como bases de SAFL.

 Autores:

Douglas Fadul Villibor, D.Sc.
Taís Sachet, D.Sc.
Gabriel Almeida Abrantes Abussafi de Lima Dias

O Estudo Geotécnico de jazida com ocorrência de Solo Arenoso Fino Laterítico (SAFL), com uso da Sistemática MCT, descrito abaixo segue os conceitos do livro “Pavimentos Econômicos” de Villibor e Nogami (2009). Na sequência é apresentado um exemplo que abrange somente a fase preliminar do estudo geotécnico das jazidas de SAFL.

A ocorrência do solo é definida como o volume de material, tanto em seu estado natural como após as operações construtivas, quando constituem aterros, subleito de pavimentos, etc.  A disposição, a forma e as dimensões das diversas camadas que constituem a ocorrência são designadas, genericamente, estrutura da ocorrência. Qualquer parte constituinte da ocorrência é designada camada (Nogami e Villibor, 1995).

Na Figura 1 estão apresentadas duas jazidas de solos lateríticos.

Figura_1_Estudo Geotecnico

1 Fase Preliminar

As atividades abrangem: informações pedológicas, reconhecimento de campo e sondagem preliminar, ensaios granulométricos, hierarquização das ocorrências e indicação das ocorrências mais promissoras, conforme apresentado na Figura 2.

Figura_2_Estudo Geotecnico

 

1.1  Informações Pedológicas

Para obtenção das informações pedológicas devem-se ser seguidas as seguintes orientações:

a) Lançar o traçado da estrada no mapa pedológico de 1999, como mostrado na Figura 3.

b) Verificar as classes pedológicas que ocorrem ao longo do traçado e comparar com as unidades pedológicas mais promissoras, conforme orientação na Tabela 1.

Tabela_1_Estudo Geotecnico

 

c) Nas unidades de recapeamento mais promissoras, marcar áreas, ao longo do traçado da rodovia e nas áreas mais elevadas do perfil da rodovia para a equipe de campo identificar as ocorrências. São indicadas na Figura 3 as áreas a serem inspecionadas pela equipe de campo, com indicações das mais promissoras para jazidas.

Figura_3_Estudo Geotecnico

d) No caso, Adotando a orientação da Tabela 1, obtêm-se: todas essas áreas têm ocorrências promissoras de solos para uso como jazida de SAFL conforme Tabela 2. Nesse exemplo, será apresentado o estudo geotécnico da ocorrência J2 para efeito de ilustração; as outras ocorrências devem ser detalhadas similarmente.

Tabela_2_Estudo Geotecnico

e) As áreas escolhidas para estudo das ocorrências devem ser próximas ao traçado da rodovia e nos pontos elevados do perfil da mesma, e conforme a Tabela 2, seus solos pertencem às respectivas unidades de mapeamento.

Espera-se estatisticamente que sejam obtidos os valores de Mini-CBR Ho, expansão e contração apresentados na Tabela 3 para energia intermediária.

Tabela_3_Estudo Geotecnico

 

1.1  Reconhecimento de campo e Sondagem preliminar

Para reconhecimento de campo sugere-se seguir as seguintes recomendações:

a) Com auxilio do mapa pedológico e projeto do traçado e do perfil, o Geotécnico deve procurar nas unidades de mapeamento, as áreas de ocorrências cujos solos apresentem textura média ou argilosa e cores vermelha, marrom claro ou amarela.

Neste caso tomaremos para estudo a área da jazida de solos constituinte da unidade LV45. Os estudos de LV55 e PVA2 devem seguir a sistemática apresentada para a jazida J2 (LV45).

b) Em cada ocorrência executar cinco furos preliminares conforme Figura 4. Em cada furo, deve ser colhida uma amostra representativa da camada que apresente massa de solo contínua e considerada homogênea, sob o ponto de vista da classificação expedita no campo, realizada pelo Geotécnico. O material coletado de cada camada deve ser colocado numa lona ao lado do furo. A sonda­gem deverá ser interrompida quando:

  • Ocorrer, logo abaixo da profundidade 1,5m, material diferente do solo da parte superior da ocorrência;
  • Ocorrer a presença da linha de seixos, no caso sua profundidade +- 4m, ilustrada na Figura 4;
  • Chegar a profundidade máxima de 6m (sondagem tipo trado) da camada amostrada.

Nestas situações deve ser registrada a cota referente à profundidade da interrup­ção da sondagem.

c) Na execução deste procedimento, em todos os cinco furos a trado (designados de ST-1 a ST5), deverá ser diagnosticado o caráter laterítico da ocorrência, pelo geotécnico. Neste exemplo foi consi­derado que não foi possível esta constatação; portanto deverão ser executadas sondagens de amostras para os ensaios expeditos da Classificação MCT.

Figura_4_Estudo Geotecnico

2 – Ensaios Geotécnicos e Granulométricos

 As amostras colhidas em cada um dos furos devem ser submetidas aos ensaios expeditos, do Método das Pastilhas, e de granulometria.

2.1 – Classificação Expedita da MCT (Pastilha)

No caso da ocorrência deste exemplo (J2), os ensaios forneceram os valores do coeficiente c’ e da penetração p. As Figuras 5, 6 e 7 mostram uma pastilha usada no Procedimento pelo Método das Pastilhas, conforme definido por Villibor e Nogami (2009).

São utilizadas pastilhas moldadas com a fração de solo, em estado pastoso, que passa na peneira de 0,42mm, de consistência padronizada. Por meio delas são obtidos os valores da contração diametral e da sua consistência.

Para a obtenção do estado pastoso, colocar a amostra sobra face esmerilhada da placa de vidro, molhando ou secando a amostra, para que se possa efetuar uma espatulação eficiente. A seguir, determinar a consistência com utilização de um Minipenetrômetro, com a umidade ajustada de forma que a penetração obtida seja de 1 mm. As pastilhas são moldadas em anéis de 20 mm de diâmetro interno e 5 mm de altura.

Após a moldagem, as pastilhas são submetidas à secagem a baixa temperatura, cerca de 50°C, e é medida a contração diametral Cd de cada uma delas, obtida pela diferença entre o diâmetro interno do molde da pastilha e o diâmetro da pastilha, conforme Figura 5.

Com a medida da contração diametral Cd da pastilha é feita uma correlação para a obtenção do coeficiente c’, através das expressões:

expressao1

expressao2

Figura_5_Estudo Geotecnico

A Tabela 4, a seguir, mostra a obtenção de c’ através das contrações diametrais encontradas nos ensaios.

   Em seguida, as pastilhas são submetidas à embebição de água, por capilaridade. Sua consistência e o índice de penetração p, após esta embebição, são determinados com o uso do Minipenetrômetro, conforme Figuras 6 e 7.

A Tabela 5 indica os valores de penetração obtidos.

Com os valores do coeficiente c’, dados pelas expressões I e II, e o valor da penetração p, obtém-se o grupo da classificação do solo MCT, conforme a Tabela 6.

Com a execução do ensaio, os resultados obtidos para este exemplo são os apresentados na Tabela 7.

2 – Ensaios granulométricos e Hierarquização das ocorrências

O solo da ocorrência deve atender a Faixa Geral G. As faixas A, B e C, segundo Villibor (1981), sequencialmente indicam a hierarquização para escolha preliminar das ocorrências mais promissoras para as jazidas de SAFL. Essas faixas acham-se na Tabela 8.

Tabela 8

Para a ocorrência J2, os ensaios granulométricos executados em cada furo, forneceram os valores da Tabela 9.

Tabela 9

3 – Análise dos Resultados

 Pela granulometria a ocorrência enquadra-se na Faixa A e pelos resultados, todos os furos apresentaram solo de comportamento laterítico do grupo LA’.

 4 – Representação Gráfica das Características Preliminares dos Solos e Perfis Geotécnicos

A Figura 8 é uma representação gráfica da prospecção preliminar, com as características geotécnicas do subsolo de cada furo e com sua classificação MCT; ilustra, também, o perfil geotécnico de cada um deles.

5 – Conclusão

A Jazida J2, atendeu todos os requisitos do estudo da fase preliminar, e pode ser considerada apta para ser submetida aos estudos da fase básica, para que, caso atenda seus requisitos, seja usada como base de SAFL.

 6 – Referências Bibliográficas

NOGAMI, J.S.; VILLIBOR, D.F. Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. 1ª. ed. São Paulo: Vilibor, 1995.

NOGAMI, J.S.; VILLIBOR, D.F. Pavimentos de baixo custo para vias urbanas. 2ª. ed. São Paulo: Arte e Ciência, 2009.

NOGAMI, J.S.; VILLIBOR, D.F. Pavimentos econômicos: tecnologia do uso dos solos finos lateríticos. São Paulo: Arte e Ciência, 2009.

 

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Uso de dados de mapa pedológico para previsão da classificação e propriedades de solos de comportamento laterítico, segundo a MCT

Esse assunto é abordado em maiores detalhes por Nogami e Villibor em seus livros, Pavimentos de Baixo Custo (1995) e Pavimentos Econômicos (2009). Por ser um assunto pouco conhecido pelos engenheiros de pavimentação, julgamos oportuno transcrevermos os conceitos já apresentados no livro Pavimentos Econômicos (2009).

Inicialmente, para a verificação do comportamento laterítico, ou não, dos solos, sugere-se a utilização de dados contidos nos mapas pedológicos. Mapas e dados geológicos não serão considerados, por serem úteis apenas para a previsão das ocorrências de solos de comportamento não laterítico (mais especificamente os solos saprolíticos e os solos transportados holocênicos), que fogem do escopo deste livro.

O uso de mapas pedológicos como o “Mapa Pedológico do Estado de São Paulo”, escala 1:500.000 – edição de 1999, publicado pelo IAC (Instituto Agronômico de Campinas) e pela EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Centro Nacional de Pesquisa de Solos), é bastante útil para a finalidade em vista. Esse mapa acompanha um fascículo (intitulado “Legenda Expandida”) que contém as características gerais, de interesse pedológico, das 378 unidades de mapeamento representadas. Outros mapas de solos, em escalas maiores, são disponíveis para parte do Estado de São Paulo; entretanto, para a maioria dos geotécnicos, o uso dos mesmos apresenta sérias dificuldades, decorrentes de unidades de mapeamento não mais adotadas no Brasil, a partir de 1999.

Segundo o referido mapa, os solos de comportamento laterítico do ponto de vista geotécnico (solos L), face aos dados obtidos pelos autores deste livro, podem ser encontrados nas unidades de mapeamento que pertencem às ordens taxinômicas seguintes:

Latossolos (L) — Mais típicos quanto ao comportamento geotécnico laterítico, incluindo praticamente todas as subordens integrantes. Para aproveitamento como SAFL, são potencialmente mais favoráveis as unidades de mapeamento que sejam constituídas por variedades granulométricas denominadas de “textura média” e “textura arenosa”, e com relevos caracterizados pelas designações “plano” e “suave ondulado”.

Argissolos (P) — Menos típicos quanto ao comportamento geotécnico laterítico podendo, algumas subordens e partes do perfil vertical, ter comportamento geotécnico não laterítico (solos N). Observa-se, entretanto, que muitos solos de comportamento geotécnico laterítico e com excelente desempenho em bases de pavimento (portanto considerados como SAFL), são encontrados nessa ordem, sobretudo quando correspondem a unidades de mapeamento constituídas de solos com “textura arenosa”, ou “textura média”, associada a relevo “plano” ou “suave ondulado”. Cabe acrescentar que, no Mapa de Solos do Estado de São Paulo-edição de 1960, muitas das unidades constituídas de Argissolos pertencem a classes designadas de Podzólicos ou Podzolizados, eventualmente associados a classes designadas de Regossolos, e que eram consideradas potencialmente interessantes como fornecedoras de SAFL, como comentado no capítulo 2.

Nitossolos (N) — Menos típicos quanto ao comportamento geotécnico laterítico e com predominância de tipos excessivamente argilosos (“textura argilosa”).

Neossolos (R) — Menos típicos quanto ao comportamento geotécnico laterítico podendo, algumas subordens e partes do perfil vertical, ter comportamento geotécnico não laterítico (solos N), por terem baixa porcentagem de finos lateríticos. São promissores, sobretudo, os da subordem Quartzarênicos (RQ).

Cambissolos — Raramente apresentam camadas de comportamento laterítico; são, quase sempre, de pequeno volume e excessivamente argilosos para aproveitamento como SAFL.

Além da orientação acima, os autores realizaram um estudo específico sobre amostras de solos de jazidas usadas em camadas de pavimentos, incluindo sua Classificação MCT, com a finalidade de associar as propriedades mecânicas e hídricas, obtidas na umidade ótima (Ho) da energia Intermediária (EI) daqueles solos, com as unidades de mapeamento do Mapa Pedológico do Estado de São Paulo (1999).

Esse estudo abrangeu as ocorrências da Região Central do Estado e, 97% das amostras coletadas, são de solos pertecentes às classes LV  (Latossolos Vermelhos) e PVA (Argilossolos Vermelho – Amarelos). Foram ensaiadas, respectivamente, 62 e 36 amostras das unidades de mapeamento: LVi (i= 1,15,29,33,45,51,54,55,56) e PVAi (i= 2,3,10). Ainda, foram ensaiadas três amostras de solos da Classe LVAi (i= 3,9,56).

Os resultados dos ensaios mostraram que os solos têm comportamento laterítico (vide figura 1) e granulometria variando desde argilosos, até arenosos.

A partir dos Histogramas(Figura 2), cuja finalidade principal é indicar as “propriedades esperadas” de outras amostras correlacionadas com as Classes de Solo em questão, foi possível montar a tabela 1. Os graus de confiança (%) para as propriedades, indicadas na tabela, foram retirados dos Histogramas pressupondo-se que as amostras estudadas atendam os intervalos de valores (tracejados em vermelho), necessários para que um solo possa ser usado como base de SAFL.

Foram estudadas amostras de solos das Classes LV, LVA e PVA.

Ainda na fase preliminar, esse estudo torna possível que as informações pedológicas se constituam numa orientação bastante confiável (grau de confiança > 92 %) para os solos das Classes indicadas com texturas arenosas e arenos argilosos, permitindo que os engenheiros possam utilizar essas informações para a escolha das melhores jazidas, para uso em bases, a serem detalhadas na fase básica.

Ressalta-se que a análise do Mapa Pedológico citado, mostra que os solos coletados na Região Central do Estado de São Paulo, também ocorrem em quase todas as outras regiões, perfazendo uma área da ordem de 70 % do Estado. Classes de solos com características pedológicas similares àquelas estudadas, e que ocorrem em outras regiões do Brasil, têm grande probabilidade de se constituir em jazidas para base de SAFL.

Novos estudos semelhantes podem ser feitos para outras Classes de solos e gerar informações para essa mesma finalidade, em quaisquer partes do território nacional.

 

 

 

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Uma nova Classificação de Solos para Finalidades Rodoviárias

ALGUMAS COMPARAÇÕES ENTRE UMA NOVA CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS E AS TRADICIONAIS, PRINCIPALMENTE PARA FINALIDADES RODOVIÁRIAS

Autores

Job Shuji Nogami

Douglas Fadul Villibor

 

Resumo

Entre as dificuldades no estudo dos solos mais importantes das regiões tropicais úmidas destacam-se, incontestavelmente, as limitações do uso de granulometria par peneiramento, limite de liquidez e índice de plasticidade das classificações baseadas nessas características, para previsão de seu comportamento, sobretudo para finalidades rodoviárias.

Várias sugestões para contornar essas limitações tem sido propostas, tais como considerar:

a) O "Field Moisture Content" cm lugar do limite de plasticidade, para solos lateriticos (Wooltorton, 1954);

b) A expansibilidade o grau de petrificação segundo LNEC, para esses mesmos solos (Nascimento et alii, 1964;

c) A atividade da fração argila (Vargas, 1977);

d) O índice de centrifugação (Lal e Bindra,1981);

e) A capacidade de troca catiônica (EkluNatey e Muller, 1981).

 

Essas sugestões tem solucionado o problema em consideração, apenas para determinados tipos de solos, não apresentando, lamentavelmente generalidade desejável.

Tendo em vista o exposto, os autores deste trabalho tem-se preocupado com o assunto, sobretudo de maneira mais intensa nos últimos anos.

 

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Modificações Recentes na Classificação Geotécnica MCT

MODIFICAÇÕES RECENTES NA CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA MCT

34ª REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO

CAMPINAS, AGOSTO DE 2003

 

Autores:

Job Shuji Nogami

Douglas Fadul Villibor

 

Resumo

O trabalho apresenta modificações na tabela e no gráfico da classificação geotécnica MCT, para solos tropicais, respectivamente para uso na fase preliminar expedita do método das pastilhas e para a fase definitiva baseada em resultados obtidos a partir de corpos de prova compactados. Essas modificações tornaram-se necessárias face à introdução de novos procedimentos de ensaio após 1994, bem como pela obtenção de resultados de novos tipos de solos após o ano citado. Os referidos procedimentos são descritos sumariamente e são apresentados esquemas que permitem a construção artesanal de aparelhagem necessária, sobretudo para o procedimento visual-táctil do método das pastilhas.

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Gestão de Riscos Operacionais para o Saneamento Básico

GESTÃO DE RISCOS OPERACIONAIS PARA O SANEAMENTO BÁSICO

V SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE DEFESA CIVIL – DEFENCIL

ANAIS ELETRÔNICOS – ARTIGOS

SÃO PAULO – 18, 19 E 20 DE NOVEMBRO DE 2009

 

Autores:

Ana Maria Ribeiro

Eduardo Soares de Macedo

 

Resumo

O presente trabalho apresenta uma proposta de modelo conceitual de Gestão de Riscos Operacionais – GRO, aplicável a um sistema de abastecimento de água, com ênfase no risco de escorregamentos do processo de distribuição. A proposta tem como pressuposto o fato das instalações operacionais estarem inseridas num contexto bastante complexo e dinâmico, ocupando, em grande parte, o espaço subterrâneo, o que as expõem aos processos geológicos que afetam diretamente a sua segurança e confiabilidade, tornando-as vulneráveis à ocorrência de falhas operacionais. Essas falhas acabam deflagrando uma seqüência de eventos, que dão origem a vazamentos, que muitas vezes resultam em acidentes contra terceiros (sinistros). Com isso, elevam-se os custos de manutenção, indenizações, além de outras despesas, e até mesmo prejuízo à imagem da empresa operadora dos sistemas. No final, é apresentado um estudo de caso com a aplicação do modelo proposto, a partir do uso de ferramentas como o SIG (Sistema de Informações Geográficas) e correlação de informações, além de análise dos resultados. Nas conclusões são apresentadas diretrizes, propostas de soluções e recomendações para trabalhos futuros.

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Metodologia MCT para Dosagem de Misturas Solo-Agregado

METODOLOGIA MCT PARA DOSAGEM DE MISTURAS SOLO-AGREGADO

FINOS LATERITICO

22ª REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO

II – SEÇÃO TÉCNICA – GEOTÉCNICA, DRENAGEM E COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS

MACEIÓ – 31 DE AGOSTO A 04 DE SETEMBRO DE 1987

 

Autores:

Job Shuji Nogami

Douglas Fadul Villibor

Paulo Roberto Miranda Serra

 

Resumo

Apresenta-se a metodologia MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) para dosagem de misturas solo-agregado, de granulação fina, nas quais entram obrigatoriamente solos com finos lateriticos. Essas misturas são utilizáveis sobretudo em bases de pavimento de tipo “baixo custo”, apropriadas principalmente para rodovias vicinais e rua residenciais.  

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Estado Atual da Metodologia MCT de Estudo Geotécnico de Solos

 ESTADO ATUAL DA METODOLOGIA MCT DE ESTUDO GEOTÉCNICO DE SOLOS

SIMPÓSIO SOBRE NOVOS CONCEITOS EM ENSAIOS DE CAMPO E LABORATÓRIO EM GEOTECNICA

RIO DE JANEIRO, MAIO DE 1988

Autores:

Job Shuji Nogami

Douglas Fadul Villibor

 

Sumário

Após uma introdução seguida de histórico, fundamentos e ensaios da metodologia MCT, apresentam-se as suas principais aplicações práticas em rodovias e em pavimentação. Essas aplicações compreendem sobretudo o uso da classificação geotécnica de solos tropicais e os usos para estudos de solos de bases de pavimentos, subleito de pavimentos, aterros e bordas dos pavimentos. Ênfase especial e dada as vantagens que o uso da metodologia MCT apresenta no estudo geotécnico de solos tropicais, para as referidas aplicações, quando comparado com o uso dos métodos tradicionais.

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Soil Characterization of Mapping Units For Highway Purposes in a Tropical Area

SOIL CHARACTERIZATION OF MAPPING UNITS FOR HIGHWAY PURPOSES IN A TROPICAL AREA

OF THE INTERNATIONAL ASSOCIATION OF ENGINEERING GEOLOGY

KREFELD 1979

NOGAMI J.S., VILLIBOR D.F., University of São Paulo and Highway Departamento f State of São Paulo, Brazil

 

Summary

The importance and the problem of producing adequate engineering geological or geotechnical maps is specifically discussed where thick layers of lateritic and saprolitic soils occur, for highway purposes in general and particularly for low cost roads and related engineering works. 

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Uma nova Classificação de Solos para Finalidades Rodoviárias

UMA NOVA CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS PARA FINALIDADES RODOVIÁRIAS

A NEW SOIL CLASSIFICATION FOR HIGHWAY PURPOSES

SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SOLOS TROPICAIS EM ENGENHARIA, COPPE / UFRJ, CNPq, ABMS

RIO DE JANEIRO, 1981

 Autores: Job Shuji Nogami, Douglas Fadul Villibor

 

SUMÁRIO

Este trabalho apresenta uma nova classificação para solos tropicais que utiliza resultados de uma sistemática simplicada de ensaios. Esta sistemática envolve compactação de corpos de prova de dimensões reduzidas (diâmetro de 5 cm). efetuada de acordo com o princípio desenvolvido para a determinação do MCV (Moisture Condition Value). A classificação separa os solos em 7 grupos e em 2 grandes classes: 

I) os solos de comportamento "Laterítico" e II) os solos de comportamento "Não Laterítico".

SUMMARY

This paper presents a new classification for tropical soils which uses the results of a simplified test systematic. This systematic involves the compaction of small size specimens (5 cm diameter) made according to the principle developed for the determination of MCV (moisture condiction value). The classification separates the soils in 7 groups and in two great classes:

I) the soils of "Lateritic" behavior and II) the soils of  "Non Lateritic" behavior.

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