Características do estado dos solos argilosos siltosos. Classificação dos solos arenosos e argilosos. Solos: tipos e propriedades

06.03.2020

Solos: tipos e propriedades

Classes de solo

Os solos são divididos em três classes: rochosos, dispersivos e congelados (GOST 25100-2011).

Solos rochosos- rochas ígneas, metamórficas, sedimentares, vulcanogénicas-sedimentares, eluviais e tecnogénicas com cristalização rígida e ligações estruturais de cimentação.
Solos dispersivos- rochas sedimentares, vulcanogénicas-sedimentares, eluviais e tecnogénicas com ligações estruturais água-coloidais e mecânicas. Esses solos são divididos em coesos e não coesos (soltos). A classe de solos de dispersão é dividida em grupos:
- mineral- solos grosseiros-clásticos, finos-clásticos, siltosos e argilosos;
- organomineral- areias turfosas, siltes, sapropels, argilas turfosas;
- orgânico- turfas, sapropels.
Solos congelados- são os mesmos solos rochosos e dispersivos, possuindo adicionalmente ligações criogênicas (gelo). Solos nos quais apenas ligações criogênicas estão presentes são chamados de gelados.

Com base na sua estrutura e composição, os solos são divididos em:

rochoso;
clástico grosso;
arenoso;
argiloso (incluindo margas tipo loess).

Existem principalmente variedades de variedades arenosas e argilosas, que são muito diversas tanto no tamanho das partículas quanto nas propriedades físicas e mecânicas.

De acordo com o grau de ocorrência, os solos são divididos em:

camadas superiores;
profundidade média;
profundo.

Dependendo do tipo de solo, a base pode estar localizada em diferentes camadas de solo.

As camadas superiores do solo estão expostas às influências atmosféricas (umedecimento e secagem, intempéries, congelamento e descongelamento). Este impacto altera o estado do solo, suas propriedades físicas e reduz a resistência às cargas. As únicas exceções são solos rochosos e conglomerados.

Portanto, a fundação da casa deve estar localizada a uma profundidade com características de suporte de carga suficientes do solo.

A classificação dos solos por tamanho de partícula é determinada pelo GOST 12536

Partículas	Facções	Tamanho, mm
Grandes detritos
Pedregulhos*, blocos	grande	> 800
	tamanho médio	400-800
	pequeno	200-400
Seixos*, brita	grande	100-200
	tamanho médio	60-100
	pequeno	10-60
Cascalho*, detritos	grande	4-10
Cascalho*, detritos	pequeno	2-4
Pequenos detritos
Areia	muito grande	1-2
	grande	0,5-1
	tamanho médio	0,25-0,5
	pequeno	0,1-0,25
	muito pequeno	0,05-0,1
suspensão
Poeira (lodo)	grande	0,01-0,05
Poeira (lodo)	pequeno	0,002-0,01
Colóides
Argila		< 0,002

* Nomes de fragmentos grandes com bordas enroladas.

Características medidas do solo

Calcular características de suporte de carga solo, precisamos de características mensuráveis do solo. Aqui estão alguns deles.

Gravidade específica do solo

Gravidade específica do solo γé denominado peso de uma unidade de volume de solo, medido em kN/m³.

A gravidade específica do solo é calculada através da sua densidade:

ρ - densidade do solo, t/m³;
g - aceleração queda livre, considerado igual a 9,81 m/s².

Densidade do solo seco (esquelético)

Densidade do solo seco (esquelético) ρ d- densidade natural menos a massa de água nos poros, g/cm³ ou t/m³.

Definido por cálculo:

onde ρ s e ρ d são, respectivamente, a densidade das partículas e a densidade do solo seco (esqueleto), g/cm³ (t/m³).

Densidade de partículas aceita ρ s (g/cm³) para solos

Coeficiente de porosidade e, para solos arenosos densidades diferentes

Graus de umidade do solo

Grau de umidade do solo S r- a relação entre a umidade natural (natural) do solo W e a umidade correspondente ao preenchimento completo dos poros com água (sem bolhas de ar):

onde ρ s é a densidade das partículas do solo (densidade do esqueleto do solo), g/cm³ (t/m³);
e - coeficiente de porosidade do solo;
ρ w - densidade da água, considerada igual a 1 g/cm³ (t/m³);
W é a umidade natural do solo, expressa em frações de unidade.

Solos por nível de umidade

Plasticidade do solo

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Plástico solo- sua capacidade de se deformar sob a influência pressão externa sem quebrar a continuidade da massa e manter a forma dada após cessar a força deformante.

Para estabelecer a capacidade do solo de assumir um estado plástico, determine a umidade, que caracteriza os limites do estado plástico do solo de fluidez e rolamento.

Limite de rendimento W L caracteriza a umidade na qual o solo passa de um estado plástico para um estado semilíquido - fluido. Com esta umidade, a ligação entre as partículas é interrompida devido à presença de água livre, fazendo com que as partículas do solo sejam facilmente deslocadas e separadas. Como resultado, a adesão entre as partículas torna-se insignificante e o solo perde a estabilidade.

Limite de rolamento W P corresponde à umidade na qual o solo está no limite de transição de Estado sólido em plástico. Com o aumento adicional da umidade (W > W P), o solo torna-se plástico e começa a perder estabilidade sob carga. O limite de rendimento e o limite de rolamento também são chamados de limite superior e limites inferiores plasticidade.

Tendo determinado a umidade na fronteira rendimento e limite de rolamento, calcule o número de plasticidade do solo IP. O número de plasticidade é o intervalo de umidade dentro do qual o solo está em estado plástico e é definido como a diferença entre o limite de rendimento e o limite de rolamento do solo:

Eu Р = W L - W P

Como número maior plasticidade, mais plástico será o solo. Mineral e composições de grãos o solo, o formato das partículas e o conteúdo de minerais argilosos influenciam significativamente os limites de plasticidade e o número de plasticidade.

A divisão dos solos de acordo com o número de plasticidade e porcentagem de partículas de areia é dada na tabela.

Fluidez de solos argilosos

Mostrar fluidez I L expresso em frações de uma unidade e é usado para avaliar a condição (consistência) de solos silto-argilosos.

Determinado por cálculo a partir da fórmula:

eu eu =	W - Wp
	eu sou

onde W é a umidade natural (natural) do solo;
W p - umidade no limite de plasticidade, em frações unitárias;
I p - número de plasticidade.

Índice de vazão para solos de diferentes densidades

Solos rochosos

Os solos rochosos são rochas monolíticas ou em forma de camada fraturada com ligações estruturais rígidas, ocorrendo em forma de maciço contínuo ou separados por fissuras. Estes incluem ígneos (granitos, dioritos, etc.), metamórficos (gnaisses, quartzitos, xistos, etc.), sedimentares cimentados (arenitos, conglomerados, etc.) e artificiais.

Eles suportam bem as cargas compressivas, mesmo em estado saturado de água e em temperaturas negativas, e também são insolúveis e não amolecem em água.

São boa razão para fundações. A única dificuldade é o desenvolvimento de solo rochoso. A fundação pode ser erguida diretamente na superfície desse solo, sem qualquer abertura ou aprofundamento.

Solos grosseiros

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Grosso - fragmentos soltos de rochas com predomínio de fragmentos maiores que 2 mm (mais de 50%).

Com base na sua composição granulométrica, os solos grossos são divididos em:

pedregulho d>200 mm (com predominância de partículas não arredondadas - em blocos),
seixo d>10 mm (com bordas não arredondadas - brita)
cascalho d>2 mm (com bordas não arredondadas - madeira). Isso inclui cascalho, brita, seixos e detritos.

Esses solos são uma boa base se houver uma camada densa abaixo deles. Eles encolhem ligeiramente e são bases confiáveis.

Se os solos de granulação grossa contiverem enchimento de areia superior a 40% ou enchimento de argila superior a 30% da massa total do solo seco ao ar, o nome do tipo de enchimento é adicionado ao nome do solo de granulação grossa e as características de sua condição são indicadas. O tipo de enchimento é determinado após a remoção de partículas maiores que 2 mm do solo grosso. Se o material fragmentário for representado por conchas em quantidade ≥ 50%, o solo é chamado de concha; se de 30 a 50%, conchas são adicionadas ao nome do solo;

O solo grosso pode ser pesado se o componente fino for areia siltosa ou argila.

Conglomerados

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Conglomerados são rochas de granulação grossa, um grupo de rochas destruídas, constituídas por pedras individuais de diferentes frações, contendo mais de 50% de fragmentos de rochas cristalinas ou sedimentares, não interligadas ou cimentadas por impurezas estranhas.

Geralmente, capacidade de carga Esses solos são bastante elevados e podem suportar o peso de uma casa de vários andares.

Solos cartilaginosos

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Os solos cartilaginosos são uma mistura de argila, areia, pedras quebradas, brita e cascalho. Eles são mal lavados pela água, não estão sujeitos a inchaço e são bastante confiáveis.

Eles não encolhem nem ficam borrados. Neste caso, recomenda-se lançar uma fundação com profundidade de pelo menos 0,5 metros.

Solos dispersivos

O solo de dispersão mineral consiste em elementos geológicos de diversas origens e é determinado por propriedades físicas e químicas E dimensões geométricas partículas aos seus componentes.

Solos arenosos

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Solos arenosos são produto da destruição pedras, representa mistura solta grãos de quartzo e outros minerais formados a partir do intemperismo de rochas com granulometria de 0,1 a 2 mm, contendo argila no máximo 3%.

De acordo com o tamanho das partículas, os solos arenosos podem ser:

cascalho (25% de partículas maiores que 2 mm);
grande (50% das partículas em peso são maiores que 0,5 mm);
tamanho médio (50% das partículas em peso são maiores que 0,25 mm);
pequeno (tamanhos de partícula - 0,1-0,25 mm)
empoeirado (tamanhos de partículas 0,005-0,05 mm). Eles estão próximos em suas manifestações aos solos argilosos.

Com base na densidade eles são divididos em:

denso;
densidade média;
solto.

Quanto maior a densidade, mais forte será o solo.

Propriedades físicas:

alta fluidez, pois não há adesão entre os grãos individuais.
fácil de desenvolver;
boa permeabilidade à água, permite que a água passe bem;
não mude de volume em diferentes níveis de absorção de água;
congele ligeiramente, sem arfar;
sob carga, tendem a tornar-se muito compactos e cederem, mas em pouco tempo;
não de plástico;
fácil de compactar.

Lavagem a seco (especialmente grosseira) areia de quartzo pode suportar cargas pesadas. Quanto maior e mais pura for a areia, maior será a carga que a camada de base pode suportar. Areias de cascalho, grossas e médias são significativamente compactadas sob carga e congelam ligeiramente.

Se as areias estiverem uniformemente com densidade e espessura de camada suficientes, então esse solo é uma boa base para a fundação e quanto maior a areia, maior a carga que ela pode suportar. Recomenda-se lançar a base a uma profundidade de 40 a 70 cm.

Areia fina diluída em água, especialmente com misturas de argila e lodo, não é confiável como base. Areias siltosas (tamanho de partícula de 0,005 a 0,05 mm) suportam fracamente a carga, pois a base requer reforço.

Argila arenosa

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Argila arenosa - solos nos quais partículas de argila com tamanho inferior a 0,005 mm estão contidas na faixa de 5 a 10%.

Areias movediças são franco-arenosas cujas propriedades se aproximam das areias siltosas, contendo um grande número de partículas de argila empoeiradas e muito finas. Com absorção suficiente de água, as partículas de poeira começam a desempenhar o papel de lubrificante entre as partículas grandes, e alguns tipos de argila arenosa tornam-se tão móveis que fluem como um líquido.

Existem verdadeiras areias movediças e pseudo areias movediças.

Verdadeira areia movediça caracterizado pela presença de partículas argilosas e coloidais, alta porosidade (> 40%), baixo rendimento de água e coeficiente de filtração, tendência a transformações tixotrópicas, flutuação a uma umidade de 6 - 9% e transição para um estado fluido a 15 - 17%.

Pseudo-nadadores- areias que não contêm partículas finas de argila, estão completamente saturadas de água, liberam água com facilidade, são permeáveis, passando para o estado de areia movediça em um determinado gradiente hidráulico.

Areia movediça é praticamente inadequada para uso como base de fundação.

Solos argilosos

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Argilas são rochas constituídas por partículas extremamente pequenas (menos de 0,005 mm), com uma pequena mistura de pequenas partículas de areia. Os solos argilosos foram formados como resultado de processos físicos e químicos que ocorreram durante a destruição das rochas. Propriedade característica Eles são a adesão das menores partículas do solo entre si.

Propriedades físicas:

propriedades de baixa permeabilidade à água, portanto sempre contêm água (de 3 a 60%, geralmente 12-20%).
aumenta de volume quando molhado e diminui quando seco;
dependendo da umidade, apresentam significativa coesão de partículas;
A compressibilidade da argila é alta, a compactação sob carga é baixa.
plástico apenas dentro de uma certa umidade; em umidade mais baixa tornam-se semissólidos ou sólidos; em umidade mais alta, passam do estado plástico para o fluido;
lavado pela água;
arfante.

De acordo com a água absorvida, as argilas e margas são divididas em:

duro,
semi-sólido,
rígido,
plástico macio,
fluido-plástico,
fluido.

O assentamento de edifícios em solos argilosos continua por mais de muito tempo do que em solo arenoso. Solos argilosos com camadas arenosas liquefazem-se facilmente e, portanto, apresentam baixa capacidade de suporte.

Solos argilosos secos e compactados com alto poder as camadas podem suportar cargas significativas das estruturas se houver camadas subjacentes estáveis por baixo delas.

A argila compactada há muitos anos é considerada uma boa base para a fundação de uma casa.

Mas esse barro é raro, porque... em seu estado natural quase nunca fica seco. O efeito capilar presente em solos de textura fina faz com que a argila esteja quase sempre úmida. A umidade também pode penetrar através das impurezas arenosas da argila, de modo que a absorção de umidade na argila ocorre de maneira desigual.

A heterogeneidade da umidade quando o solo congela leva a elevações irregulares em temperaturas abaixo de zero, o que pode levar à deformação da fundação.

Todos os tipos de solos argilosos, bem como areias poeirentas e finas, podem ser agitados.

Solos argilosos são os mais imprevisíveis para construção.

Eles podem sofrer erosão, inchar, encolher e inchar quando congelados. As fundações nesses solos são construídas abaixo da marca de congelamento.

Na presença de solos loessos e siltosos, é necessário tomar medidas para fortalecer a fundação.

Argilas macroporosas

Solos argilosos, que em sua composição natural possuem poros visíveis a olho nu e significativamente maiores que o esqueleto do solo, são chamados de macroporosos. Os solos macroporosos incluem solos de loess (mais de 50% de partículas de poeira), mais comuns no sul da Federação Russa e Extremo Oriente. Na presença de umidade, os solos do tipo loess perdem estabilidade e ficam úmidos.

Margas

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Argilas são solos nos quais partículas de argila com tamanho inferior a 0,005 mm estão contidas na faixa de 10 a 30%.

De acordo com suas propriedades, ocupam posição intermediária entre argila e areia. Dependendo do percentagem os franco-argilosos podem ser leves, médios e pesados.

Solos como o loess pertencem ao grupo dos margas, contêm uma quantidade significativa de partículas de poeira (0,005 - 0,05 mm) e calcários solúveis em água, etc., são muito porosos e encolhem quando molhados. Quando congelado ele incha.

No estado seco, esses solos apresentam resistência significativa, mas quando umedecidos, o solo amolece e fica fortemente compactado. Como resultado, ocorrem precipitações significativas, distorções severas e até destruição das estruturas sobre ele erguidas, principalmente as de tijolo.

Assim, para que os solos do tipo loess sirvam de base confiável para as estruturas, é necessário eliminar completamente a possibilidade de encharcamento. Para fazer isso, você precisa estudar cuidadosamente o modo lençóis freáticos e os horizontes de seus estados mais elevados e mais baixos.

Silte (solos siltosos)

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Silte - formado em Estado inicial sua formação na forma de sedimentos estruturais na água, na presença de processos microbiológicos. Na maior parte, esses solos estão localizados em áreas de mineração de turfa, pantanosas e pantanosas.

Silte - solos siltosos, sedimentos modernos saturados de água de áreas predominantemente marinhas, contendo matéria orgânica na forma de resíduos vegetais e húmus, o conteúdo de partículas inferiores a 0,01 mm é de 30-50% em peso.

Propriedades de solos siltosos:

Forte deformabilidade e alta compressibilidade e, como resultado, resistência insignificante às cargas e inadequação para uso como base natural.
Influência significativa das ligações estruturais nas propriedades mecânicas.
Resistência insignificante às forças de atrito, o que dificulta a utilização de fundações por estacas;
Os ácidos orgânicos (húmicos) presentes no lodo agem destrutivamente nas estruturas e fundações de concreto.

O fenômeno mais significativo que ocorre em solos siltosos sob influência de cargas externas, conforme mencionado acima, é a destruição de suas ligações estruturais. As ligações estruturais no lodo começam a entrar em colapso sob cargas relativamente pequenas, mas somente em um certo valor de pressão externa que é bastante específico para um determinado solo lodoso ocorre uma ruptura em avalanche (maciça) das ligações estruturais, e a resistência do solo lodoso diminui drasticamente . Este valor de pressão externa é denominado " resistência estrutural solo." Se a pressão sobre o solo siltoso for menor que a resistência estrutural, então suas propriedades serão próximas às do solo. sólido baixa resistência e, como mostram experiências relevantes, nem a compressibilidade do lodo nem a sua resistência ao cisalhamento dependem praticamente da umidade natural. Neste caso, o ângulo fricção interna o solo lamacento é pequeno e a adesão tem um valor bem definido.

A sequência de construção de fundações em solos argilosos:

Estes solos são “escavados” e substituídos camada por camada por solo arenoso;
É despejada uma almofada de pedra/brita, sua espessura é determinada por cálculo, é necessário que a pressão exercida na superfície do solo lodoso pela estrutura e pela almofada não seja perigosa para o solo lodoso;
Depois disso, a estrutura é erguida.

Sapropel

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Sapropel é um lodo de água doce formado no fundo de reservatórios estagnados a partir de produtos de decomposição de organismos vegetais e animais e contendo mais de 10% (em peso) matéria orgânica na forma de húmus e resíduos vegetais.

A Sapropel tem estrutura porosa e, via de regra, consistência fluida, alta dispersão - o conteúdo de partículas maiores que 0,25 mm geralmente não ultrapassa 5% em peso.

Turfa

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A turfa é um solo orgânico formado como resultado da morte natural e decomposição incompleta de plantas pantanosas em alta umidade com falta de oxigênio e contendo 50% (em peso) ou mais substâncias orgânicas.

Eles contêm uma grande quantidade de sedimentos vegetais. Com base na quantidade de seu conteúdo, eles distinguem:

solos ligeiramente turfosos (o conteúdo relativo de sedimentos vegetais é inferior a 0,25);
turfa média (de 0,25 a 0,4);
fortemente turfado (de 0,4 a 0,6) e turfa (acima de 0,6).

As turfeiras são geralmente muito úmidas, têm forte compressibilidade irregular e são praticamente inadequadas como base. Na maioria das vezes eles são substituídos por bases mais adequadas, por exemplo, areia.

Solo turfoso

Solo de turfa - areia e solo de argila, contendo de 10 a 50% (em peso) de turfa.

Umidade do solo

Devido ao efeito capilar, os solos com estrutura fina (argila, areia siltosa) permanecem úmidos mesmo quando o nível do lençol freático é baixo.

A subida da água pode atingir:

em margas 4 - 5 m;
em margas arenosas 1 - 1,5 m;
em areias poeirentas 0,5 - 1 m.

Condições para solo ligeiramente agitado

Relativamente condições seguras de modo que o solo seja considerado ligeiramente agitado quando água subterrânea localizado abaixo da profundidade de congelamento calculada:

em areias siltosas a 0,5 m;
em margas arenosas por 1 m;
em margas a 1,5 m;
em argilas a 2 m.

Condições para solo de elevação média

O solo pode ser classificado como médio quando a água subterrânea está localizada abaixo da profundidade de congelamento calculada:

em margas arenosas por 0,5 m;
em margas por 1 m;
em argilas a 1,5 m.

Condições para solo altamente agitado

O solo será altamente agitado se o nível do lençol freático for mais alto do que em solos com levantamento médio.

Determinando o tipo de solo a olho nu

Mesmo uma pessoa distante da geologia será capaz de distinguir argila de areia. Mas nem todos podem determinar a olho nu a proporção de argila e areia no solo. Que tipo de solo é franco ou arenoso? E qual é a porcentagem de argila pura e lodo nesse solo?

Primeiro, inspecione as áreas residenciais vizinhas. A experiência de criar a base de vizinhos pode dar informação útil. Cercas inclinadas, deformações nas fundações quando são colocadas rasas e rachaduras nas paredes dessas casas indicam solos elevados.

Então você precisa tirar uma amostra de solo do seu local, de preferência mais próximo do local da sua futura casa. Algumas pessoas aconselham fazer um buraco, mas você não pode cavar um buraco estreito e profundo, e o que fazer com ele então?

Proponho uma opção simples e óbvia. Comece sua construção cavando um buraco para uma fossa séptica.

Você obterá um poço com profundidade suficiente (pelo menos 3 metros, pode ser mais) e largura (pelo menos 1 metro), o que oferece muitas vantagens:

espaço para coleta de amostras de solo em diferentes profundidades;
inspeção visual da seção do solo;
a capacidade de testar a resistência do solo sem remover o solo, incluindo as paredes laterais;
Você não precisa cavar o buraco novamente.

Basta instalá-lo no poço em breve anéis de concreto para que o poço não desmorone com a chuva.

Determinando o solo pela aparência

Condição de rocha seca

Argila	Duro em pedaços, quando atingido, quebra-se em pedaços separados. Os caroços são esmagados com grande dificuldade. É muito difícil transformar em pó.
Margas	Pedaços e pedaços são relativamente duros e, com o impacto, esfarelam-se, formando finos. A massa esfregada na palma da mão não dá a sensação de um pó homogêneo. Há pouca areia ao toque ao esfregar. Os caroços são esmagados facilmente.
Argila arenosa	A adesão entre as partículas é fraca. Os caroços esfarelam-se facilmente sob a pressão manual e, ao serem friccionados, sente-se um pó heterogêneo, no qual se sente claramente a presença de areia. Quando esfregado, o barro arenoso e siltoso lembra farinha seca.
Areia	Massa arenosa auto-desintegradora. Quando esfregado nas palmas das mãos, predomina uma massa arenosa;

Condição da rocha molhada

Argila	Plástico, pegajoso e manchado	Quando comprimida, a bola não forma rachaduras nas bordas. Quando desenrolado, produz um cordão forte e longo com diâmetro de< 1 мм.
Margas	Plástico	Ao ser espremida, a bola forma um bolo com rachaduras nas bordas. Nenhum cordão longo é formado.
Argila arenosa	Fracamente plástico	Forma-se uma bola que se desfaz quando pressionada levemente. Não se enrola em um cordão ou é difícil de enrolar e se desfaz facilmente.
Areia	Quando umedecido demais, ele se transforma em um estado fluido.	Não rola em uma bola ou cordão.

Método de clarificação de água

Um método para determinar o tipo de solo pela taxa de clarificação da água em 1 minuto em um tubo de ensaio (ou vidro) no qual é colocada uma pitada de solo.

Tipo de fundação do solo

Turfa - fundação por estaca.
Areias empoeiradas, argilas viscosas - base rebaixada com impermeabilização.
Areias finas e médias, argilas duras - fundação rasa.
Em solos úmidos (argiloso, franco, franco-arenoso ou areia siltosa), a profundidade da fundação é maior que a profundidade de congelamento calculada.

A umidade do solo é determinada secando uma amostra de solo a uma temperatura de 105°C até peso constante. A razão entre a diferença entre a massa da amostra antes e depois da secagem e a massa de solo absolutamente seco dá o valor da umidade, expresso em porcentagem ou fração de uma unidade. A porcentagem de poros do solo cheios de água - o grau de umidade Sr. calculado usando a fórmula (ver Tabela 1.3). A umidade dos solos arenosos (com exceção dos pulverulentos) varia dentro de pequenos limites e praticamente não afeta as propriedades de resistência e deformação desses solos.

As características de plasticidade dos solos argilosos-argilosos são o teor de umidade nos limites de produção WlE laminação w P, determinada em condições de laboratório, bem como o número de plasticidade /p e a vazão II, calculado usando fórmulas (ver Tabela 1.3). Características wL, wP E PI são indicadores indiretos da composição (granulométrica e mineralógica) de solos silto-argilosos. Valores elevados dessas características são característicos de solos com alto teor de partículas de argila, bem como de solos cuja composição mineralógica inclui montmorilonita.

1.3. CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS

Os solos de fundações de edifícios e estruturas são divididos em duas classes: rochosos (solos com ligações rígidas) e não rochosos (solos sem ligações rígidas).

Na classe dos solos rochosos distinguem-se as rochas ígneas, metamórficas e sedimentares, que são divididas de acordo com a resistência, maciez e solubilidade de acordo com a Tabela. 1.4. Solos rochosos cuja resistência em estado saturado de água é inferior a 5 MPa (semi-rochoso) incluem xistos argilosos, arenitos com cimento argiloso, siltitos, argilitos, margas e giz. Quando a água está saturada, a resistência desses solos pode diminuir 2 a 3 vezes. Além disso, na classe dos solos rochosos, também se distinguem os solos rochosos fissurados artificiais e os não rochosos fixados em ocorrência natural. Esses solos são divididos de acordo com o método de fixação (cimentação, silicatização,

betuminização, resinização, torrefação, etc.) e em termos de resistência à compressão uniaxial após consolidação, a mesma que para solos rochosos (ver Tabela 1.4).

Os solos não rochosos são divididos em solos grossos, arenosos, siltosos-argilosos, biogênicos e solos.

■ Solos clásticos grossos incluem solos não consolidados nos quais a massa de fragmentos maiores que 2 mm é de 50% ou mais. Solos arenosos são solos que contêm menos de 50% de partículas maiores que 2 mm e não possuem a propriedade de plasticidade (número de plasticidade /p<

As propriedades do solo grosso com um teor de agregado arenoso superior a 40% e do solo argiloso-argiloso superior a 30% são determinadas pelas propriedades do agregado e podem ser estabelecidas testando o agregado. Com um teor de agregados mais baixo, as propriedades do solo grosso são determinadas testando o solo como um todo. Na determinação das propriedades do agregado arenoso, são levadas em consideração as seguintes características - umidade, densidade, coeficiente de porosidade, e do agregado silto-argiloso - adicionalmente, número de plasticidade e consistência.

O principal indicador dos solos arenosos, que determina suas propriedades de resistência e deformação, é a sua densidade. De acordo com sua densidade, as areias são divididas de acordo com o coeficiente de porosidade e, resistividade do solo durante a sondagem estática qc e resistência condicional do solo durante sondagem dinâmica perguntas e respostas(Tabela 1.7).

Com um teor relativo de matéria orgânica de 0,03

0,5% ■- com teor de agregado de areia igual ou superior a 40%;

Solos arenosos são classificados como salinos se o teor total desses sais for 0,5% ou mais.

Solos argilosos-argilosos são divididos de acordo com o número de plasticidade h(Tabela 1.8) e de acordo com

consistência, caracterizada por um índice de fluidez 1 litro(Tabela 1.9). Entre os solos argilosos siltosos, é necessário distinguir solos loessos e siltes. Solos loess são solos macroporosos contendo carbonatos de cálcio e, quando encharcados com água, capazes de subsidência sob carga, tornando-se facilmente molhados e erodidos. O lodo é um sedimento moderno de reservatórios saturado de água, formado a partir de processos microbiológicos, com teor de umidade superior ao teor de umidade no limite de fluidez, e coeficiente de porosidade, cujos valores são dados na tabela. 1.10.

Solos argilosos-arenosos (arenosos, franco-argilosos e argilosos) são chamados de solos com uma mistura de substâncias orgânicas com um teor relativo dessas substâncias de 0,05

Entre os solos argilosos siltosos, é necessário distinguir os solos que apresentam propriedades específicas desfavoráveis quando encharcados: subsidência e inchaço. Solos de subsidência incluem solos que, sob a influência de uma carga externa ou do próprio peso quando encharcados de água, dão origem a sedimentos (subsidência), e ao mesmo tempo a subsidência relativa Ss/>0,01. Solos intumescíveis incluem solos que, quando encharcados com água ou soluções químicas, aumentam de volume, e ao mesmo tempo o inchamento relativo sem carga e S! ">0,04.

Um grupo especial de solos não rochosos inclui solos caracterizados por um conteúdo significativo de matéria orgânica: biogênicos (lago, pântano, pântano aluvial). A composição destes solos inclui solos turfosos, turfas e sapropels. Os solos turfosos incluem solos arenosos e argilosos contendo 10-50% (em peso) de substâncias orgânicas. Com um conteúdo orgânico de 5Q% e

mais solo é chamado de turfa. Sapropels (Tabela 1.11) são lodos de água doce contendo mais de 10% de matéria orgânica e tendo um coeficiente de porosidade, geralmente superior a 3, e um índice de fluidez superior a 1.

Os solos são formações naturais que constituem a camada superficial da crosta terrestre e possuem fertilidade. Os solos são divididos de acordo com sua composição granulométrica da mesma forma que os solos de granulação grossa e arenosos, e de acordo com o número de plasticidade, como os solos argilosos-argilosos.

Solos artificiais não rochosos incluem solos compactados em sua ocorrência natural por vários métodos (compactação, laminação, compactação vibratória, explosões, drenagem, etc.), solos a granel e aluviais. Esses solos são divididos de acordo com sua composição e características de condição da mesma forma que os solos naturais não rochosos.

Solos rochosos e não rochosos que apresentam temperatura negativa e contêm gelo são classificados como solos congelados e, se estiverem congelados por 3 anos ou mais, são classificados como permafrost.

1.4. DEFORMABILIDADE DE SOLOS SOB COMPRESSÃO

Uma característica da deformabilidade do solo sob compressão é o módulo de deformação, que é determinado em condições de campo e laboratório. Para cálculos preliminares, bem como cálculos finais de fundações de edifícios e estruturas de classes II e III, é permitido tomar o módulo de deformação conforme tabela. 1.12 e 1.13.

Módulo as deformações são determinadas testando o solo com uma carga estática transmitida a um selo. Os testes são realizados em poços com carimbo redondo rígido com área

5.000 cm 2, e abaixo do nível do lençol freático e em grandes profundidades - em poços com carimbo com área de 600 cm 2. Para determinar o módulo de deformação, utiliza-se um gráfico da dependência do recalque com a pressão (Fig. 1.1), no qual é identificada uma seção linear, uma linha média é traçada através dela e o módulo de deformação é calculado E de acordo com a teoria do meio linearmente deformável de acordo com a fórmula

Ao testar solos, é necessário que a espessura da camada de solo homogêneo sob o carimbo seja pelo menos duas vezes o diâmetro do carimbo.

Os módulos de deformação de solos isotrópicos podem ser determinados em poços usando um pressiômetro (Fig. 1.2). Como resultado dos testes, obtém-se um gráfico da dependência do aumento do raio do poço com a pressão em suas paredes (Fig. 1.3). O módulo de deformação é determinado na seção da dependência linear da deformação na pressão entre o ponto R\, correspondente à compressão das paredes irregulares do poço, e o ponto p2, após o qual começa o desenvolvimento intensivo de deformações plásticas no solo. O módulo de deformação é calculado

Software ftlOnMVJlft

Coeficiente k determinado, via de regra, pela comparação dos dados pressométricos com os resultados de ensaios paralelos do mesmo solo com carimbo. Para edifícios do século II III classe pode ser aceita dependendo da profundidade do teste h os seguintes valores de coeficiente Para na fórmula (1.2): em pés<5 м 6 = 3; при 5мk = 2; aos 10 metros

Para solos arenosos e silto-argilosos, é permitido determinar o módulo de deformação" com base nos resultados da sondagem estática e dinâmica dos solos. São considerados indicadores de sondagem: para sondagem estática - resistência do solo à imersão do cone da sonda qc, e durante a sondagem dinâmica - a resistência dinâmica condicional do solo à imersão do cone sim, Para margas e argilas E-7qc e I-6#<*; для песчаных грунтов E-3qc, e os valores de £ de acordo com dados de sondagem dinâmica são dados na Tabela. 1.14. Para edifícios de classe I e II

É obrigatório comparar os dados de sondagem com os resultados dos testes dos mesmos solos com carimbos. Para estruturas de Classe III é permitido determinar E apenas com base em resultados de sondagem.

1.4.2. Determinação do módulo de deformação em condições de laboratório

Em condições de laboratório, são utilizados dispositivos de compressão (odômetros), nos quais uma amostra de solo é comprimida sem possibilidade de expansão lateral. O módulo de deformação é calculado na faixa de pressão selecionada Dr = P2-Pi do cronograma de teste (Fig. 1.4) usando a fórmula

A pressão pi corresponde à pressão natural e p2 corresponde à pressão esperada sob a base da fundação.

Os valores dos módulos de deformação dos ensaios de compressão são subestimados para todos os solos (com exceção dos altamente compressíveis), portanto podem ser utilizados para uma avaliação comparativa da compressibilidade

solos locais ou para avaliar a heterogeneidade da compressibilidade. No cálculo dos recalques, esses dados devem ser ajustados com base em testes comparativos do mesmo solo em condições de campo com carimbo. Para franco-arenosos quaternários, franco-arenosos e argilosos, podem ser adotados fatores de correção T(Tabela 1.16), enquanto os valores Eovts deve ser determinado na faixa de pressão 0,1-0,2 MPa.

1.5. FORÇA DO SOLO

A resistência ao cisalhamento do solo é caracterizada por tensões de cisalhamento no estado limite quando ocorre a ruptura do solo. A relação entre as tangentes limitantes t e as tangentes normais às áreas de cisalhamento A a tensão é expressa pela condição de resistência de Coulomb-Mohr

1.5.1. Determinação das características de resistência em laboratório condições

Na prática da pesquisa do solo, o método de cortar o solo ao longo de um

planos em dispositivos de corte de plano único. Para conseguir<р и с необходимо провести срез не менее трех образцов грунта no diferentes valores de carga vertical. Com base nos valores de resistência ao cisalhamento t obtidos nos experimentos, é traçado um gráfico da dependência linear T = f(a) e são encontrados o ângulo de atrito interno f e a adesão específica Com(Fig. 1.5). Uma vez-

Existem dois esquemas experimentais principais: um corte lento de uma amostra de solo pré-compactada até a consolidação completa (ensaio consolidado-drenado) e um corte rápido sem compactação preliminar (ensaio algum-consolidado-não drenado).

Capítulo 2. PESQUISAS GEOLÓGICAS DE ENGENHARIA

Para as características calculadas do solo argiloso, exceto a densidade do solo seco ρ d, porosidade n, coeficiente de porosidade e e níveis de umidade S R, que são determinados de forma semelhante aos solos arenosos, referem-se ao número de plasticidade EU R e taxa de rotatividade EU eu . Essas características também são consideradas características de classificação, pois Por EU R E EU eu classificar os solos. O número de plasticidade é determinado pela fórmula: EU P = C eu - C R . Essa característica reflete indiretamente a quantidade de partículas de argila no solo e é utilizada para determinar o nome do solo argiloso conforme tabela. 5.3.

Tabela 5.3

Tipos de solos argilosos

Taxa de rotatividade EU eu determinado pela fórmula: EU eu =( C - C R )/ EU P , Onde c - umidade natural do solo em frações de unidade.

O índice de fluidez é usado para determinar o estado (consistência) do solo argiloso conforme tabela. 5.4.

Tabela 5.4

Tipos de solos argilosos

Tipos de solos argilosos por consistência	Taxa de rotatividade

	EU eu < 0
plástico	0 ≤ EU eu ≤ 1
	EU eu > 1
Margas e argilas:
	EU eu < 0
semissólido	0 ≤ EU eu ≤ 0,25
plástico apertado	0,25 < EU eu ≤ 0,50
plástico macio	0,50 < EU eu ≤ 0,75
plástico fluido	0,75<EU eu ≤ 1,00
	EU eu > 1,00

Ao final do trabalho laboratorial determine o nome e o estado do solo argiloso, bem como sua resistência calculada conforme tabela. 5.5 ao projetar fundações de edifícios e estruturas.

Tabela 5.5

Resistência calculada r0 de solos argilosos (não subsidência)

Os valores de todas as características calculadas do solo são registrados em um diário.

Ao final do trabalho laboratorial determine o nome e o estado do solo argiloso, bem como sua resistência calculada conforme tabela. 2.3 no projeto de fundações de edifícios e estruturas ou resistência condicional conforme tabela. 5.6 ao projetar fundações e tubulações de pontes .

Tabela 5.6

Resistência condicional de solos argilosos

Notas:

1. Para valores intermediários de JP e e, R0 é determinado por interpolação.

2. Para valores do número de plasticidade J P na faixa de 5 - 10 e 15 - 20, os valores R devem ser tomados 0 , indicados na tabela, respetivamente para franco-arenoso, franco-argiloso e argiloso.

Perguntas para autocontrole

Qual é a densidade das partículas do solo?

Como é determinada a densidade do solo argiloso?

O que é a umidade do solo e como ela é determinada?

Como é determinado o teor de umidade no limite de rendimento?

Qual é o limite de rolamento e como ele é determinado?

Qual é o número de plasticidade e por que é determinado?

Por que a taxa de rotatividade é determinada?

Como é determinado o nome e a condição (consistência) do solo argiloso?

Como o teor de umidade do solo argiloso afeta sua resistência calculada (condicional)?

O que você precisa saber para determinar a resistência calculada (condicional) do solo argiloso?

1.3. CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS

Os solos de fundações de edifícios e estruturas são divididos em duas classes: rochosos (solos com ligações rígidas) e não rochosos (solos sem ligações rígidas).

betuminização, resinização, torrefação, etc.) e em termos de resistência à compressão uniaxial após consolidação, a mesma que para solos rochosos (ver Tabela 1.4).

Os solos não rochosos são divididos em solos grossos, arenosos, siltosos-argilosos, biogênicos e solos.

Com um teor relativo de matéria orgânica de 0,03

0,5% ■- com teor de agregado de areia igual ou superior a 40%;

Solos arenosos são classificados como salinos se o teor total desses sais for 0,5% ou mais.

Solos argilosos-argilosos são divididos de acordo com o número de plasticidade h(Tabela 1.8) e de acordo com

Solos argilosos-arenosos (arenosos, franco-argilosos e argilosos) são chamados de solos com uma mistura de substâncias orgânicas com um teor relativo dessas substâncias de 0,05

1.4. DEFORMABILIDADE DE SOLOS SOB COMPRESSÃO

Módulo as deformações são determinadas testando o solo com uma carga estática transmitida a um selo. Os testes são realizados em poços com carimbo redondo rígido com área

Ao testar solos, é necessário que a espessura da camada de solo homogêneo sob o carimbo seja pelo menos duas vezes o diâmetro do carimbo.

Software ftlOnMVJlft

1.4.2. Determinação do módulo de deformação em condições de laboratório

A pressão pi corresponde à pressão natural e p2 corresponde à pressão esperada sob a base da fundação.

1.5. FORÇA DO SOLO

1.5.1. Determinação das características de resistência em laboratório condições

Na prática da pesquisa do solo, o método de cortar o solo ao longo de um

Capítulo 2. PESQUISAS GEOLÓGICAS DE ENGENHARIA

INFORMAÇÕES GERAIS

Os levantamentos geológicos de engenharia ■ são parte integrante de um conjunto de trabalhos realizados para fornecer ao projeto de construção dados iniciais sobre as condições naturais da área de construção (canteiro), bem como prever alterações no ambiente natural que possam ocorrer durante a construção e operação de estruturas. Ao realizar levantamentos geológicos de engenharia, os solos são estudados como fundações de edifícios e estruturas, águas subterrâneas, processos e fenômenos físico-geológicos (cársticos, deslizamentos de terra, fluxos de lama, etc.) - Os levantamentos geológicos de engenharia são acompanhados por levantamentos geodésicos de engenharia, cujo objeto de estudo são as condições topográficas da área de construção e os levantamentos de engenharia e hidrometeorológicos, durante os quais são estudadas as águas superficiais e o clima.

A realização de pesquisas é regulamentada por documentos e normas regulatórias. Os requisitos gerais para a realização de vistorias são fornecidos no SNiP P-9-78, e os requisitos para vistorias para certos tipos de construção estão nas instruções SN 225-79 e SN 211-62. Levando em consideração as especificidades do projeto de fundações por estacas, os requisitos básicos para levantamento das mesmas são apresentados no SNiP 11-17-77 e no “Guia para o projeto de fundações por estacas”. A determinação das propriedades básicas de construção dos solos é regulada pelas normas especificadas na cláusula 2.4.

Os levantamentos geológicos de engenharia devem ser realizados, em regra, por organismos de levantamento territorial, bem como por organismos especializados de levantamento e projeto e levantamento. Eles podem ser realizados por organizações de design às quais foi concedido tal direito na forma prescrita.

2.2. REQUISITOSÀS ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS E PROGRAMA DE PESQUISA

O planejamento e a execução das vistorias são realizados com base nas especificações técnicas das vistorias elaboradas pela organização projetista - o cliente. Na elaboração das especificações técnicas é necessário determinar quais materiais caracterizam as condições naturais de construção,

será obrigado a desenvolver o projeto e, com base nisso, obter permissão das autoridades competentes para realizar levantamentos para este objeto. A autoridade emissora da licença pode indicar a necessidade de utilização (para evitar duplicação) de materiais à sua disposição provenientes de obras previamente concluídas no território da instalação projetada, o que deve estar refletido nas especificações técnicas. Caso existam materiais de vistorias previamente concluídas para o projeto que está sendo elaborado, eles são transferidos para a organização de vistoria como um apêndice às especificações técnicas emitidas. Outros materiais que caracterizem as condições naturais da área de construção projetada e estejam à disposição da organização projetista também estão sujeitos a transferência.

Os termos de referência são elaborados conforme formulário abaixo com anexos textuais e gráficos.

Na cláusula 7ª do trabalho é necessário fornecer as seguintes características técnicas: classe de responsabilidade, altura, número de pisos, dimensões em planta e características de projeto da estrutura a projetar; valores de deformações limites das fundações das estruturas; presença e profundidade de porões; tipos planejados, tamanhos e profundidades de fundações; natureza e valores das cargas nas fundações; características dos processos tecnológicos (para construção industrial); densidade construtiva (para construção urbana e de assentamentos). Em muitos casos, é aconselhável indicar estas características num apêndice às especificações técnicas em forma de tabela. Às especificações técnicas devem ser anexados: planos situacionais indicando a localização (opções de localização) dos canteiros de obras (canteiros) e rotas de utilidades; plantas topográficas na escala de 1: 10.000-1: 5.000 indicando os contornos da localização dos edifícios e estruturas projetadas e vias de utilidade, bem como marcas de planejamento; cópias de protocolos de aprovação de passagens e ligações (adjacentes) de linhas de utilidades que afetem a composição e abrangência de vistorias de engenharia, com aplicações gráficas; materiais de levantamentos as-built ou documentação de projeto de comunicações subterrâneas (durante levantamentos em locais de empreendimentos industriais existentes e dentro de quarteirões da cidade).

Os termos de referência são a base para a elaboração de uma organização de pesquisa

É um programa de investigação em que se justificam as etapas, a composição, os volumes, os métodos e a sequência dos trabalhos e com base no qual se elabora o orçamento e a documentação do contrato. A elaboração do programa é precedida da recolha, análise e síntese de materiais sobre as condições naturais da área de levantamento, e em casos necessários (ausência ou inconsistência de materiais) - um levantamento de campo da área de levantamento.

O programa inclui uma parte de texto e aplicativos. A parte do texto deverá ser composta pelas seguintes seções: 1) informações gerais; 2) características da área de levantamento; 3) conhecimento da área pesquisada; 4) composição, escopo e metodologia da pesquisa; 5) organização do trabalho; 6) lista de materiais submetidos; 7) lista de referências.

A seção 1 fornece dados dos primeiros cinco pontos das especificações técnicas. A Seção 2 fornece uma breve descrição física e geográfica da área de levantamento e das condições naturais locais, refletindo as características do relevo e do clima, informações sobre a estrutura geológica, condições hidrogeológicas, processos e fenômenos físicos e geológicos desfavoráveis, a composição, condição e propriedades de solos. A Secção 3 apresenta informações sobre os materiais disponíveis em stock de trabalhos de levantamento, prospecção e pesquisa previamente concluídos e fornece uma avaliação da integralidade, fiabilidade e grau de adequação desses materiais. Na seção 4, com base nos requisitos das especificações técnicas, são determinadas as características da área de levantamento (local) e seu conhecimento, são determinadas a composição e o volume ótimos de trabalho, e justifica-se a escolha dos métodos para a realização de pesquisas geotécnicas. Na coordenação do programa, os projetistas devem prestar atenção especial a esta seção, guiados pelas informações sobre a composição e escopo do trabalho fornecidas nos parágrafos abaixo. 2.3 e 2.4. A Seção 5 estabelece

são determinados a sequência e a duração prevista dos trabalhos, os recursos e medidas organizacionais necessários, bem como as medidas de proteção ambiental. A seção 6 indica as organizações para as quais os materiais devem ser enviados, bem como o nome dos materiais. A Seção 7 fornece uma lista de documentos normativos e padrões estaduais de toda a União, instruções setoriais e departamentais (diretrizes), diretrizes e recomendações, fontes literárias, relatórios de pesquisa que devem ser usados na condução de pesquisas.

O programa de vistoria deverá ser acompanhado de: cópia das especificações técnicas do cliente; materiais que caracterizam a composição, volume e qualidade dos levantamentos previamente realizados; planta ou diagrama da instalação indicando os limites do levantamento; projeto de localização de sítios de mineração, pesquisas de campo, etc., realizadas em base topográfica; mapa tecnológico da sequência de trabalho; desenhos (esboços) de funcionamento e equipamentos não padronizados.

Solos argilosos-argilosos, dependendo da quantidade de água que contêm, podem ter consistência (espessura de massa) de sólida a fluida. Para determinar a consistência, são encontrados os teores de umidade característicos dos solos argilosos-argilosos, que são chamados de limite de rolamento e limite de rendimento.

O limite de rolamento é a umidade do solo na qual ele perde a capacidade de enrolar em uma corda com diâmetro de 2 a 3 mm.

O limite de rendimento é a umidade do solo na qual um cone padrão é imerso na amostra até uma profundidade de 10 mm.

Arroz. 1.4. Determinando o limite da rolagem do solo

O número de plasticidade do solo é a diferença entre o limite de rendimento e o limite de rolamento:

(1.18)

A consistência do solo argiloso e siltoso é avaliada pelo índice de fluidez:

(1.19)

Tabela 1.5. Condição de argilas e margas

Para franco-arenosos, devido à baixa precisão na determinação dos valores de e, distinguem-se apenas três estados: sólido, plástico e fluido.

Tabela 1.6. Estado de franco arenoso

No grupo dos solos silto-argilosos, destacam-se os solos loess e siltes - possuem propriedades específicas desfavoráveis.

Solos loess contêm mais de 50% de partículas siltosas com presença de sais, principalmente carbonato de cálcio, possuem estrutura predominantemente macroporosa e pertencem à categoria de solos de subsidência estruturalmente instáveis. A subsidência é um assentamento em rápido desenvolvimento causado por uma mudança repentina na estrutura do solo. A precipitação significativa quando a estrutura dos solos de subsidência é perturbada deve-se ao facto de, em condições naturais, estes serem subcompactados. No processo de sua formação, a compactação completa não ocorre devido à ação do próprio peso devido à formação de novas ligações estruturais. Tais solos tornam-se macroporosos e sob certas influências externas (encharcamento, vibração) que destroem as ligações formadas, podem tornar-se mais compactados, o que provoca recalques significativos. A possibilidade de manifestação das propriedades de subsidência dos solos é avaliada preliminarmente pelo grau de seu teor de umidade e pelo índice de subsidência, que é determinado pela fórmula:

onde: e - coeficiente de porosidade do solo natural; - coeficiente de porosidade correspondente ao teor de umidade no limite de rendimento (1.16).

Características do estado dos solos argilosos siltosos. Classificação dos solos arenosos e argilosos. Solos: tipos e propriedades

Leia também

Solos: tipos e propriedades

Características medidas do solo

Plasticidade do solo

Solos rochosos

Solos grosseiros

Conglomerados

Solos cartilaginosos

Solos dispersivos

Solos arenosos

Argila arenosa

Solos argilosos

Margas

Silte (solos siltosos)

Sapropel

Turfa

Umidade do solo

Determinando o tipo de solo a olho nu

Determinando o solo pela aparência

Tipo de fundação do solo

Tipos de solos argilosos

Tipos de solos argilosos

Resistência calculada r0 de solos argilosos (não subsidência)