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MECÂNICA DOS SOLOS ENGENHARIA CIVIL | Eng. Civil Mick S. R. Aquino RESUMO pt. I – ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 1 2 AVISO Este documento possui como objetivo listar e resumir conteúdos da disciplina de Mecânica Dos Solos I, para fácil entendimento e rápida leitura anterior a testes/provas de acadêmicos do curso de Engenharia Civil ou estudantes de concurso para esta área. Este documento reúne anotações de pesquisas em diversos materiais, podendo se embasar desde em artigos científicos, livros, publicações de blogs até sites especializados, devidamente referenciados ao final do documento, se for o caso. Se houver alguma figura ou texto não referenciado corretamente: por favor, entrar em contato com o autor deste documento via e-mail (sheldon12mick@gmail.com) para a devida correção e creditação aos respectivos autores. 01 | ROCHAS Rocha se define como um material sólido formado geralmente por um ou vários minerais ao mesmo tempo, cada tipo possuindo propriedades mecânicas características. 02 | SOLOS Solo é o nome dado ao material do qual se forma pela desagregação das rochas. Ocasionado pelo intemperismo. Existem três tipos de solos: • Solos Residuais; • Solos Transportados; • Solos Orgânicos. 03 | DIAGRAMA DE TRÊS FASES Os solos são formados por esses três elementos: ROCHAS SOLOS ÁGUA AR SÓLIDOS 3 04 | TIPOS DE ROCHAS 1. ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS Formadas pela solidificação do magma que se funde, expelidas pelo manto terrestre. • ROCHAS ÍGNEAS PLUTÔNICAS / INTRUSIVAS: O magma sofre esfriamento em processo lento. Os cristais tem tempo de se desenvolver (atingindo tamanhos possíveis de se observar a olho nu). • ROCHAS ÍGNEAS VULCÂNICAS / EXTRUSIVAS: O magma sofre esfriamento em processo rápido. Os cristais não se desenvolvem corretamente (invisíveis a olho nu). 1.1 Série de Bowen Consiste em um processo em que, através de um experimento de Bowen no qual ele produzia magma artificial, ele observou que quando o magma resfriou, os minerais não se cristalizavam ao mesmo tempo. Os minerais que se cristalizavam inicialmente eram os de maior ponto de fusão, e em seguida os de menor ponto de fusão sucessivamente (em ordem decrescente). Essa série é conhecida como modelo de cristalização fracionada e resulta na alteração da composição química magmática. 1.2 As séries Contínuas e Descontínuas Série de reação ferromagnesiana descontínua: os minerais gerados são diferentes em suas composições químicas e estrutura cristalina. Série de reação de feldspato plagioclásio contínua: os minerais formados têm diferentes composições químicas com estrutura cristalina similar. 2. SEDIMENTARES Formadas por fragmentos de rochas, resultadas do intemperismo e da erosão, transportados, depositados e litificados. • Cobrem 75% da superfície terrestre; • 90% dos leitos marinhos; • 5% do volume da Terra; • Fontes de material fóssil; • Rochas sedimentares que se formam a partir da acumulação de fragmentos minerais ou de rochas intemperizadas são chamadas de rochas clásticas ou detríticas. (Ex. Arenito.) Exemplos de rochas sedimentares: 4 • Arenito; • Calcário; • Árcoseo; • Argilito; • Conglomerado. 3. METAMÓRFICAS As rochas metamórficas se originam a partir da transformação de todos os tipos de rochas. (Metamorfismo) • Processo que altera a composição e textura das rochas quando são levadas para um ambiente com condições diferentes (temperatura e pressão) das de onde se originaram; • Nesses ambientes, as condições podem deixar os minerais e seus grãos instáveis e reagir formando outros minerais, cisalhando-se e fornecendo à rocha, uma textura foliada. 05 | INTEMPERISMO A crosta terrestre possui rochas que estão em equilíbrio (solo jovem), mas ao ficar próximas ou entrarem em contato com a atmosfera, essas rochas sofrem desagregação pela ação do intemperismo. Conhecido também por meteorização, o intemperismo está relacionado à alteração físico- química de minerais e das rochas. • Influenciado por agentes externos (clima, temperatura, ações do vento e da água…); • Três tipos diferentes: Físico, Químico e Biológico. 1. INTEMPERISMO FÍSICO Se determina pelos processos que fragmentam e/ou provocam fissuras em rochas. • Separam os minerais, que antes eram ordenados de maneira coesa; • Transforma superfície homogênea em rocha descontínua. • Os agentes que causam o intemperismo físico são: água corrente, variações de umidade e temperatura, congelamento, ação das ondas, do vento, etc.; • Composição química semelhante à da rocha mãe. 5 2. INTEMPERISMO QUÍMICO Caracteriza-se pelas mudanças químicas resultantes pelas diferenças de pressão e temperatura das rochas. • Intensidade desse intemperismo tem a ver com a temperatura, pluviosidade e vegetação; • Poder de desagregação maior que o intemperismo físico (Oxidação, Hidrólise, Decomposição por Ácido Carbônico, Decomposição Químico-Biológica); • Ocorre preferencialmente em regiões intertropicais; • Solos com predominância desse intemperismo tem a tendência de serem mais finos, profundos do que solos com as ações predominantes do intemperismo físico; • Composição química diferente à da rocha mãe. 3. INTEMPERISMO BIOLÓGICO Variação do intemperismo químico, possuindo como agentes, seres vivos como bactérias, plantas e animais. É apenas um tipo de intemperismo químico que se resulta em um diferente processo. 07 | TIPOS DE SOLOS 1. SOLOS RESIDUAIS Solos residuais, como o nome sugere, é o tipo de solo que permanecem no seu lugar de origem, onde a rocha mãe se decompôs. • Dá para observar a gradual transição de decomposição desse solo até a rocha de origem. • Velocidade de decomposição é maior que a velocidade de remoção do material por agentes externos. • A velocidade de decomposição é dependente de diversos fatores, entre eles a vegetação, regime pluvial e variação de temperatura. SOLO RESIDUAL MADUROSOLO RESIDUAL MADURO SOLO RESIDUAL JOVEM (SAPROLITO)SOLO RESIDUAL JOVEM (SAPROLITO) ROCHA ALTERADAROCHA ALTERADA ROCHA SÃROCHA SÃ 6 Em regiões tropicais, os solos residuais formados são chamados de Lateritas, se originam através de uma alternância de secagem e saturação da rocha sã. Com isso, ocorre o aumento da concentração de óxidos de ferro e alumina. São caracterizados como solos vermelhos, são moles se úmidos e atingem dureza quando secam. Solos lateríticos possuem propriedades de alta resistência, pouca expansibilidade mesmo tendo propriedades plásticas e baixa deformabilidade. 2. SOLOS TRANSPORTADOS Solos que se originam em um local, entretanto são transportados para outro local por função de algum agente externo (vento, água, gravidade, geleira). 2.1 Solos Eólicos Solos transportados por ação dos ventos. Características: • Grãos arredondados (Constante atrito entre partículas); • Depositam-se em zona de calmaria; • Transporte seletivo(areia fina ou silte); • Grãos com espessura semelhante entre si(curva granulométrica uniforme). 2.2 Solos Aluviares Solos transportados pela água. Textura de acordo com a velocidade de arrasto e distância a qual foram transportados. Características: • Textura condizente com a velocidade de arrasto pela água; • Camadas granulométricas distintas (Grãos de diferentes tamanhos) • Transporte de maior capacidade; • Grãos mais espessos que dos solos eólicos. 2.3 Solos Coluvionares Solos transportados pela força da gravidade. Se formam em pés de elevações rochosas, possuindo textura grossa. Características: • Textura heterogênea e não coesivas • O solo é homogêneo se a rocha matriz for também. • Pode ser exemplificado por taludes e deslizamentos de terras. 7 3. SOLOS ORGÂNICOS Originados nos locais em que se formaram, são compostos por acumulação dos restos de organismos. Possuem uma quantidade considerável de matéria resultante de decomposição de origem vegetal e animal: • Vegetal: raízes de plantas; • Animal: Conchas,carapaças e carcaças; • Argila ou areia fina (fácil identificação por coloração escura); • Muito compressíveis; • Encontrados no Brasil em depósitos litorâneos (dezenas de metros em espessura), várzeas dos rios e córregos (camadas de 3 m a 10 m); • Teor em peso de matéria orgânica entre 4 e 20%; • Elevado índice de vazios, baixa capacidade de suporte e compressibilidade. AVISO 01 | ROCHAS 02 | SOLOS 03 | DIAGRAMA DE TRÊS FASES 04 | TIPOS DE ROCHAS 05 | INTEMPERISMO 07 | TIPOS DE SOLOS
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