Post on 06-Mar-2021
MECÂNICA DOS SOLOS
CURSO DE EDIFICAÇÕES
PROFº ANDERSON ALENCAR
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
Todas as obras de Engenharia Civil se assentam
sobre o terreno e inevitavelmente requerem que o
comportamento do solo seja devidamente
considerado.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
A Mecânica dos Solos, que estuda o
comportamento dos solos quando tensões são
aplicadas, constitui-se numa Ciência de
Engenharia, na qual o engenheiro civil se baseia
para desenvolver seus projetos.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
Os solos são constituídos por um conjunto de
partículas com água (ou outro líquido) e ar nos
espaços intermediários. As partículas, de
maneira geral encontram-se livres para deslocar
entre si.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
Em alguns casos, uma pequena cimentação pode
ocorrer entre elas, mas num grau extremamente
mais baixo do que nos cristais de uma rocha ou
de um metal, ou nos agregados de um concreto.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
É importante mencionar que o comportamento
dos solos depende do movimento das partículas
sólidas entre si.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
E em diversas situações, o comportamento do solo
só pode ser entendido pela consideração das
forças transmitidas diretamente nos contatos
entre as partículas.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A Mecânica dos Solos na Engenharia Civil
Não é raro, por exemplo, que as partículas do solo
se quebrem quando este é solicitado, alterando-o,
com conseqüente influência no seu desempenho.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
a) A origem dos solos
Todos os solos se originam da decomposição das
rochas que constituíam inicialmente a crosta
terrestre.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
a) A origem dos solos
A decomposição é decorrente de agentes físicos e
químicos.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
- Agentes Físicos:
Variações de temperatura
Provocam trincas
Possibilita
entrada de água
Conseqüência:
Ataque químico
aos minerais
Em caso de
congelamento exerce
elevadas tensões
Ocasionando maior
fragmentação dos blocos
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
- Agentes Químicos:
A presença da Fauna e
Flora
Promove o ataque
químico
Hidratação
Hidrólise
Oxidação
Carbonatação, etc.
Lixiviação
através
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
a) A origem dos solos
O conjunto destes processos leva à formação dos
solos que, em conseqüência, são misturas de
partículas pequenas que se diferenciam pelo
tamanho e pela composição química.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
a) A origem dos solos
A maior ou menor concentração de cada tipo de
partícula num solo depende da composição
química da rocha que lhe deu origem.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
b) Classificação dos solos pela sua origem
A classificação dos solos pela sua origem é um
complemento importante para o conhecimento
das ocorrências e para a transmissão de
conhecimentos acumulados.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
b) Classificação dos solos pela sua origem
Os solos podem ser classificados em dois grandes
grupos:
- Solos residuais e;
- Solos transportados.
SOLOS RESIDUAIS
São aqueles resultantes da
decomposição das rochas.
E encontram-se no próprio
local em que formaram.
Para que eles ocorram, é
necessário que a velocidade de
decomposição da rocha seja
maior do que a velocidade de
decomposição por agentes
externos.
VELOCIDADE
DE
DECOMPOSIÇÃO
A velocidade de
decomposição depende
de vários fatores, entre
os quais podemos
destacar:
A temperatura
O regime de chuva
E a vegetação
SOLO RESIDUAL
IMPORTANTE
As condições existentes nas regiões tropicais são
favoráveis a degradações mais rápidas da rocha,
razão pela qual as maiores ocorrências de solos
residuais ocorrem nestas regiões, entre elas o
Brasil.
PERFIL DO SOLO RESIDUAL
Os solos residuais se apresentam em horizontes
com grau de intemperização decrescente.
Podemos identificar as seguintes camadas, cujas
transições são gradativas, conforme mostra a
Figura 1.
FIGURA 1 – PERFIL DE SOLO RESIDUAL
CAMADAS DE SOLOS RESIDUAIS
- Solo Residual Maduro:
Superficial a um horizonte “poroso”, e que perdeu
toda a estrutura original da rocha-mãe e tornou-
se relativamente homogêneo.
FIGURA 1 – PERFIL DE SOLO RESIDUAL
CAMADAS DE SOLOS RESIDUAIS
- Saprolitro ou Solo Saprolítico:
Solo que mantém a estrutura original da rocha-
mater, mas perdeu a consistência da rocha.
Visualmente pode confundir-se com uma rocha
alterada, mas apresenta pequena resistência ao
manuseio. É também chamado de solo residual
jovem ou solo de alteração de rocha.
FIGURA 1 – PERFIL DE SOLO RESIDUAL
CAMADAS DE SOLOS RESIDUAIS
- Rocha Alterada
Horizonte em que a alteração progrediu ao longo
de fraturas ou zonas de menor resistência,
deixando intactos grandes blocos da rocha
original.
FIGURA 1 – PERFIL DE SOLO RESIDUAL
CAMADAS DE SOLOS RESIDUAIS
- Rocha Sã
Rocha intacta e original, sem alteração.
FIGURA 1 – PERFIL DE SOLO RESIDUAL
IMPORTANTE
Em se tratando de solos residuais, é de grande
interesse a indicação da rocha-mãe, pois ela
condiciona, entre outras coisas, a própria
composição do solo.
SOLOS TRANSPORTADOS
São aqueles que foram
levados ao seu local atual por
alguns agentes de transporte.
As características dos
solos são função do
agente transportador.
- Solos Coluvionares
- Solos Aluvionares
- Eólicos
- Drifts
AGENTES TRANSPORTADORES
- SOLOS COLUVIONARES
São solos formados por ação da gravidade.
- Exemplo:
a) Solos superficiais do planalto brasileiro depositados
sobre solos residuais.
SOLOS COLUVIONARES
Perfil de solo em talude de corte de estrada mostrando um solo do tipo
coluvionar, de 60 cm de espessura, de coloração marrom escura,
recobrindo um solo residual de 2 metros de espessura e separados por
uma linha de seixos.
60 cm
SOLO COLUVIONAR
AGENTES TRANSPORTADORES
- SOLOS ALUVIONARES
• São aqueles resultantes do carregamento pela água.
• A sua composição depende da velocidade das águas no momento de deposição.
• Existem aluviões essencialmente arenosos, bem como aluviões muito argilosos, comuns nas várzeas dos córregos e rios.
SOLOS ALUVIONARES
AGENTES TRANSPORTADORES
- DEPÓSITOS EÓLICOS
• São aqueles cujo a origem se dá através do
transporte pelo vento.
• O transporte eólico provoca o arredondamento das
partículas, em virtude do seu atrito constante.
DEPÓSITOS EÓLICOS
AGENTES TRANSPORTADORES
- DRIFTS
• São aqueles cujo a origem se dá através de transporte por geleiras.
• Os Drifts são muito freqüentes na Europa e nos Estados Unidos, mas com pequena ocorrência no Brasil.
DRIFTS
DRIFTS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
c) Solos Orgânicos
São chamados solos orgânicos àqueles que contém
uma quantidade apreciável de matéria
decorrente de decomposição de origem vegetal ou
animal, em vários estágios de decomposição.
SOLOS ORGÂNICOS
A matéria orgânica nada mais é do que o resíduo dos organismos vivos,
seja em forma de excrementos (ex. húmus de minhoca ) ou dos restos
de seus corpos(ex. folhas caídas e insetos mortos).
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
c) Solos Orgânicos
Geralmente argilas ou areias finas, os solos
orgânicos são de fácil identificação, pela cor
escura e pelo odor característico.
SOLOS ORGÂNICOS
Um solo com uma quantidade ideal de matéria orgânica faz com que o
mesmo fique solto, com mais reserva de água e nutrientes,
apresentando uma coloração escura.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
c) Solos Orgânicos
Eles são encontrados no Brasil principalmente
nos depósitos litorâneos e nas várzeas dos rios e
córregos.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
c) Solos Orgânicos
Por sua característica orgânica, apresentam
elevados índices de vazios, e por serem de
sedimentação recente, normalmente adensados,
possuem baixa capacidade de suporte.
SOLOS ORGÂNICOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
A primeira característica que diferencia os solos é
o tamanho das partículas que os compõem.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
Numa primeira aproximação, pode-se identificar
que alguns solos possuem grãos perceptíveis a
olho nu, como os grãos de pedregulho ou a areia
do mar.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
E que outros têm os grãos tão finos que, quando
molhado, se transformam numa pasta (barro),
não podendo se visualizar as partículas
individualmente.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
A diversidade do tamanho dos grãos é enorme.
Num solo, geralmente convivem partículas de
tamanhos diversos.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
Não é fácil identificar o tamanho das partículas
pelo simples manuseio do solo, porque grãos de
areia, por exemplo, podem estar envoltos por uma
grande quantidade de partículas argilosas,
finíssimas, ficando com o mesmo aspecto.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
Quando secas, as duas formações são muito
semelhantes. Quando úmidas, entretanto, a
aglomeração de partículas argilosas se
transforma em uma pasta fina, enquanto a
partícula arenosa revestida é facilmente
reconhecida pelo tato.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
AREIA SECA ARGILA SECA
AREIA MOLHADA ARGILA MOLHADA
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
Denominações específicas são empregadas para
as diversas faixas de tamanhos de grãos; seus
limites, entretanto, variam conforme os sistemas
de classificação.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
d) Tamanho das partículas
O conjunto de silte e argila é denominado como a
fração de finos do solo, enquanto o conjunto areia
e pedregulho é denominado fração grossa ou
grosseira do solo.
Fração de Finos do Solo
Menor que:
Fração Grossa do Solo
Maior que:
Menor que:
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
(A)
(C)
(B)
(A) Matacão
(B) Pedra
(C) Pedregulho
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
e) Constituição Mineralógica
As partículas resultantes da desagregação de
rochas dependem da composição da rocha matriz.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
e) Constituição Mineralógica
Algumas partículas maiores, dentre os
pedregulhos, são constituídas freqüentemente de
agregações de minerais distintos. É mais comum,
entretanto, que as partículas sejam constituídas de
um único mineral.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
e) Constituição Mineralógica
O quartzo, presente na maioria das rochas, é
bastante resistente à desagregação e forma grãos
de silte e areia. Sua composição química é simples,
SiO2, as partículas são equidimensionais, como
cubos ou esferas.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
- Amostras de Quartzo:
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
e) Constituição Mineralógica
Outros minerais, como feldspato, gipsita, calcita e
mica, também podem ser encontrados neste
tamanho (grãos de silte e areia).
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
Feldspato
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
Gipsita
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
Calcita
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
Mica
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
e) Constituição Mineralógica
Os feldspatos são os minerais mais atacados pela
natureza, dando origem aos argilo-minerais, que
constituem a fração mais fina dos solos, geralmente
com dimensão inferior a 2 mm.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
e) Constituição Mineralógica
Não só o reduzido tamanho mas, principalmente, a
constituição mineralógica faz com que estas
partículas tenham um comportamento
extremamente diferenciado em relação ao dos
grãos de silte e areia.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
f) Solos Lateríticos
A pedologia é o estudo das transformações da
superfície dos depósitos geológicos, dando origem a
horizontes distintos, ocorrendo tanto em solos
residuais como nos transportados.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
f) Solos Lateríticos
Os fatores que determinam as propriedades dos
solos considerados na pedologia são:
Rocha matriz O clima e a vegetação Organismos vivos
Topografia O tempo de exposição a estes fatores
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
f) Solos Lateríticos
A identificação dos solos lateríticos é de particular
interesse para o Brasil, já que são típicos da
evolução de solos em climas quentes, com regime
de chuvas moderadas a intensas.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
f) Solos Lateríticos
Os solos lateríticos apresentam-se na natureza, geralmente:
- Não-saturados;
- De coloração avermelhada (devido elevada concentração de ferro e alumínio); e
- Com índice de vazios elevado, daí sua pequena capacidade de suporte.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
f) Solos Lateríticos
Quando compactados, entretanto, sua capacidade
de suporte é elevada, sendo por isto muito
empregado em pavimentação e em aterros.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
As partículas constituintes dos solos
f) Solos Lateríticos
Depois de compactado, um solo laterítico apresenta
contração se o teor de umidade diminuir, mas não
apresenta expansão na presença de água.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
Estrutura
Quando duas partículas de argila, na água, estão
muito próximas, ocorrem forças de atração e de
repulsão entre elas. Da combinação destas forças
resulta a estrutura dos solos, que se refere à
disposição das partículas na massa de solo e às
forças entre elas.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
Estrutura
Lambe (1953) identificou dois tipos básicos de estruturas:
- Estrutura floculada: quando os contatos se fazem entre faces e arestas, ainda que através da água adsorvida; e
- Estrutura dispersa: quando as partículas se posicionam paralelamente, face a face.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
A figura abaixo ilustra esquematicamente estes
tipos de estrutura:
FIGURA 2 – Exemplo de estrutura do solo; (A) Floculada; (B)
Dispersa.
Atração das cargas positivas das
bordas com as cargas negativas das
faces das partículas.
ORIGEM E NATUREZA DOS SOLOS
O conhecimento das estruturas é de grande
importância, pois permite o entendimento de
diversos fenômenos notados no comportamento
dos solos.
FIM