Primeira Fase - Geotecnia I - Aula 03 - propriedades físicas dos solos

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Engenharia Civil – Disciplina de 
Geotencnia I
Prof. Rodrigo M. Castro
prof.rodmcastro@gmail.com
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Propriedades Físicas dos 
Solos
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Propriedades Físicas do Solo
 O solo como um sistema de partículas
O solo é constituído essencialmente
por matéria mineral, matéria
orgânica, água e ar. É portanto,
considerado como um sistema
trifásico pois divide-se em três
frações: fração sólida (matéria
mineral associada a matéria
orgânica), fração líquida (água) e
fração gasosa (ar).
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas do Solo
Sistema Solo-Água-Ar
Partículas de solo
Vazios
- Água (Solo Saturado)
- Água + Ar 
(Solo Não Saturado)
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas do Solo
Sistema Solo-Água-Ar
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas do Solo – Partículas Sólidas
Poligonais Angulares - irregulares Ex: areias
Poligonais Arredondadas – superfícies arredondadas Ex: seixos
Lamelares (granulares) – quadráticas e pequenas Ex: argilas
Fibrilares – uma dimensão predominante (fibras) Ex: solo orgânico
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas Sólidas do Solo
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas do Solo – Água no Solo
higroscópica – ocupando os vazios, acima do N.A.
adsorvida (adesiva) – envolvendo as partículas
constituinte – faz parte da molécula
livre – excesso da água, abaixo do N.A., preenchendo os vazios
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas do Solo
Sistema Solo-Água-Ar
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Propriedades Físicas do Solo
 Partículas do Solo
Gases
ar – gás mais comum, ocupa espaços vazios entre partículas
outros gases – gás natural, gás de decomposição de M.O., ocupa
também os espaços vazios.
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Propriedades Físicas do Solo
 Tamanho das Partículas vs Frações do Solo
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Propriedades Físicas do Solo
 Tamanho das Partículas vs Propriedades
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Propriedades Físicas do Solo
 Superfície Específica
Cubo de Cascalho – 6 lados de 8mm cada
Volume do Cubo = 512 mm3
Massa do Cubo = 1,3 g
Área Total do Cubo = 384 mm2
Relação Área/Massa - Se = 295 cm2/g
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Propriedades Físicas do Solo
 Superfície Específica
Cubo de Cascalho – 6 lados de 2mm cada (8mm/4 partes) x 64 cubos
Volume do Cubo = 512 mm3
Massa do Cubo = 1,3 g
Área de Cada Unidade = 24 mm2
Área Total das Unidades = 1.546 mm2
Se = Área / Volume = 1.536 mm2 / 1,3 g => 1.182 cm2/g
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Propriedades Físicas do Solo
 Propriedades das Argilas
-argilas são menores que 0,002 mm
-grande área superficial
-adsorção de água e outras
substâncias
Quando úmida, a argila é pegajosa e pode ser facilmente moldada (exibe
alta plasticidade).
Comportam-se como coloides (suspensas em água)
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Propriedades Físicas do Solo
 Propriedades das Argilas
-Os poros entre partículas de argila são muito pequenos e irregulares,
ocasionando lento movimento de água e ar no solo.
-Os poros entre as partículas são pequenos, porém em grande
número, permitindo que o solo retenha grandes quantidades de água.
-Cada mineral de argila atribui diferentes propriedades aos solos nos
quais são predominantes.
-Contração e expansão, plasticidade, capacidade de retenção de
água, resistência do solo – propriedades dos minerais de argila
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Propriedades Físicas do Solo
 Rio Teton - 1977
- Utilização de silte no centro da barragem de terra
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Propriedades Físicas do Solo
 Propriedades em Função das Frações
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Propriedades Físicas do Solo
 Estado do Solo
O estado do solo é decorrente da proporção em que essas três fases se
apresentam, e isso irá determinar como ele vai se comportar.
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Textura e Granulometria
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Propriedades Físicas do Solo
 Granulometria vs. Textura
-GRANULOMETRIA DO SOLO
- distribuição das partículas do solo por classes de tamanho, ou as
chamadas Frações Granulométricas. É um estado físico e estável.
-TEXTURA DO SOLO
- proporção relativa das classes de tamanho de partículas,
distribuídas numa amostra de solo, denotando a chamada Classe
Textural. Pode alterar-se naturalmente
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Propriedades Físicas do Solo
 Classes Granulométricas – ABNT 6502
FRAÇÃO LIMITES (ABNT) LIMITES (Sousa Pinto)
Matacão de 20 cm a 1 m de 25 cm a 1 m
Pedra de 60 mm a 20 cm de 76 mm a 25 cm
Pedregulho de 2,0 mm a 60 mm de 4,8 mm a 76 mm
Areia grossa de 0,60 mm a 2,0 mm de 2,0 mm a 4,8 mm
Areia média de 0,20 mm a 0,60 mm de 0,42 mm a 2,0 mm
Areia fina de 0,06 mm a 0,20 mm de 0,05 mm a 0,42 mm
Silte 0,002 mm a 0,06 mm 0,005 mm a 0,05 mm
Argila inferior a 0,002 mm inferior a 0,005 mm
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Propriedades Físicas do Solo
 Classes Granulométricas
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Propriedades Físicas do Solo
 Ensaio de Granulometria
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Propriedades Físicas do Solo
 Classe Textural
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Plasticidade
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Propriedades Físicas do Solo
 Plasticidade – Índice e Limites
Os solos que apresentam certa porcentagem da fração
fina (silte e argila), não podem ser adequadamente
caracterizados pelo ensaio de granulometria. São
necessários outros parâmetros tais como: forma das
partículas, a composição mineralógica e química e as
propriedades plásticas, que estão intimamente
relacionados com o teor de umidade.
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Propriedades Físicas do Solo
 Fração Argila do Solo
A plasticidade de um solo é devida aos argilo-minerais, às micas e ao
húmus existentes. (argilo-minerais é sempre maior e mais importante)
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Propriedades Físicas do Solo
 Estados de Consistência
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Propriedades Físicas do Solo
 Plasticidade – Índice e Limites
-Índice de Plasticidade -> IP = LL - LP
- LL = limite de liquidez (é o teor em água acima do qual
o solo adquire o comportamento de um líquido)
- LP = limite de plasticidade (é o teor de umidade abaixo
do qual o solo passa do estado plástico para o estado
semi-sólido, ou seja ele perde a capacidade de ser
moldado e passa a ficar quebradiço)
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Propriedades Físicas do Solo
 Plasticidade – Índice e Limites
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Propriedades Físicas do Solo
 Plasticidade – Índice e Limites
-Índice de Plasticidade -> IP = LL - LP
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Compacidade e 
Consistência
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Propriedades Físicas do Solo
 Consistência
O termo refere-se ao grau de resistência e plasticidade do
solo que dependem das ligações internas entre as
partículas do solo.
Os solos ditos coesivos possuem uma consistência
plástica entre certos teores limites de umidade.
Abaixo destes teores eles apresentam uma consistência
sólida e acima uma consistência liquida.
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Propriedades Físicas do Solo
 Consistência
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Propriedades Físicas do Solo
 Compacidade
Relativo à densidade média das partículas. Pode ser
expresso pelo seu índice de vazios (porosidade).
Medida associada ao Estado de Partículas Arenosas
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Propriedades Físicas do Solo
 Compacidade
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Propriedades Físicas do Solo
 Compacidade vs Indicadores Correlatos
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Estados do Solo
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Propriedades Físicas do Solo
 Estados do Solo
O solo é composto por um grande número de partículas,
de três fases conhecidas, e os vazios que ocupam o
espaço entre elas.
-Os vazios podem conte água
-Os vazios podem conter ar
-Os vazios podem conter
Água + Ar
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Propriedades Físicas do Solo
 Estados do Solo
O estado do solo é decorrente da
proporção em que essas
três fases se apresentam, e isso irá determinar como ele
vai se comportar.
Existem diversos índices que correlacionam o volume e o
peso das fases do solo, e que nos possibilitam determinar
o estado do solo.
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Propriedades Físicas do Solo
 Estados do Solo
Tabela – Principais Índices Utilizados para Indicar o Estado do Solo
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Muito Obrigado!
prof.rodmcastro@gmail.com