1 ORIGEM E FORMA+çAO DOS SOLOS

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ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
 
1.0. O SOLO 
 
São materiais que resultam do intemperismo ou meteorização das rochas, por desintegração mecânica 
ou decomposição química e biológica. 
Intemperismo: Conjunto de fenômenos físicos e químicos que levam à degradação e enfraquecimento 
da rocha na superfície da terra. 
Por desintegração mecânica, través de agentes como água, temperatura, vegetação e vento, formam-
se os pedregulhos e areias (solos de partículas grossas) e até mesmo os siltes (partículas 
intermediárias). 
Por decomposição química entende-se o processo em que há modificação química ou mineralógica das 
rochas. O principal agente é a água e os mais importantes mecanismos de ataque são a oxidação, 
hidratação, carbonatação e os efeitos da vegetação. As argilas representam o ultimo produto do 
processo de decomposição. 
 
Agentes do Intemperismo: temperatura / pressão / alterações cristalinas / hidratação / agentes 
biofísicos – vegetação / agentes químicos – dissolução, oxidação, redução, hidratação, hidrólise, 
lixiviação. 
É uma função da rocha “mater” e dos diferentes agentes de alteração. 
Os solos são agregados de partículas minerais que juntas com o ar e a água nos seus vazios formam 
um sistema de três fases: 
 
 
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O significado original de solo vem do latim da palavra "solum" que em português clássico significa chão. 
Cada área possui sua definição própria para o solo. No campo da agricultura, solo é a camada de terra 
tratável, geralmente de poucos metros de espessura que suporta as raízes das plantas. 
Na Geologia, solo é descrito como o material disposto em camadas, não consolidado, que se estende 
da superfície até a rocha sólida e que é formado devido ao intemperismo e a desintegração da rocha sã. 
Para a Engenharia Civil, o solo é visto em termos de trabalho que pode ser realizado nele ou com ele. É 
todo material que pode ser escavado a pá e picareta e rocha é todo material que necessite de 
explosivos para seu desmonte. 
Sob o ponto de vista puramente técnico são os materiais da crosta terrestre que servem de suporte, são 
arrimados, escavados ou perfurados e utilizados nas obras de engenharia civil. 
 
2.0. SOLO E CROSTA TERRESTRE: 
 
Os solos constituem a camada mais superficial da crosta terrestre. 
 
 
A matriz geradora dos solos é o magma, princípio de todas as rochas existentes no globo terrestre. 
 
Magma = matéria incandescente, constituinte do núcleo terrestre, de onde é trazida à superfície pelos 
vulcões. 
 
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A Pedologia é a ciência que estuda essas camadas, a sua formação e a classificação, levando em 
conta a ação dos agentes climatológicos. 
 
Solo = f (rocha de origem, organismos vivos, clima, tempo, etc) 
 
As camadas que constituem um perfil são chamadas de horizontes: camada superficial, subsolo e 
camada profunda. 
 
ROCHAS: 
ÍGNEAS (magmáticas) – formadas pelo resfriamento do magma na superfície da crosta (originadas 
através de materiais em estado de fusão). Ex.: granito, basalto 
 
SEDIMENTARES (estratificadas) – formada em camadas a partir da sedimentação ou deposição de 
partículas de rochas (agrupamento de sedimentos) . Ex.: arenito, xisto, rocha calcária. 
 
METAMÓRFICAS - formada pela alteração (mudança de composição) de rochas existentes devido ao 
extremo calor (ex.: mármore) ou a extrema pressão (ex.: ardósia). 
 
Mecânica dos Solos: 
Aplicação das leis de mecânica e de hidráulica aos problemas de engenharia relacionados com os 
solos. 
Áreas correlatas: mecânica dos fluídos, resistência dos materiais, reologia. 
Problemas com o solo na Engenharia Civil: 
Solo: características 
1- Não possui uma relação única nem linear de tensão x deformação. 
2- Comportamento do solo depende de pressões, tempo, etc. 
3- É diferente em cada local. 
4- A massa subterrânea não pode ser vista e sim avaliada através de amostras isoladas. 
5- Amostragem causa distúrbios no solo. 
 
 
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Usos do solo na Engenharia: 
- Como fundação para suportar estruturas – resistência ao cisalhamento => colapso ou 
compressibilidade => recalques, escavações – trincheiras, bases, cortes de estradas, remoção e 
suporte do solo, capacidade de carga – aterros naturais ou construídos, taludes 
 
- Como material de construção 
 
- Fluxo d´água – quando o solo é permeável, a água pode fluir através dele e causar 
alguns problemas (piping, carreamento). 
 
FUNDAÇÕES: 
Tipos: Direta Profunda 
 
 
 
Problema: recalques ou levantamentos que causem a ruína da estrutura. Solos expansivos (regiões 
áridas). 
MATERIAL DE CONSTRUÇÃO: 
- Utilizado para aterros (barragens), pavimentos (estradas), aeroportos, etc 
- Problema: Empréstimos. Cortes e aterros. 
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PROBLEMAS ESPECIAIS: 
- Vibrações (equipamentos, compressores, turbinas) → densificação de solos granulares 
- Explosões (escavações), Terremotos → deslizamentos (estabilidade de taludes) 
- Congelamento → expansão dos solos 
- Bombeamento → recalques 
 
3.0. ORIGEM DOS SOLOS: 
A origem remota do solo está na decomposição da rocha pela ação das intempéries. 
 
Vargas (1977) – Formação do solo ao longo da costa meridional do Brasil: 
1) Solo poroso superficial do Planalto 
2) Solo residual (argila vermelha ou saprolito) 
3) Rocha gneissica (decomposta, fissurada ou sã) 
4) Blocos de rocha intactos 
5) Argila mole orgânica 
6) Camadas de areia 
7) Pedregulho da sedimentação recente 
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Fatores: 
1 - Natureza da rocha madre 
2 - Clima da região 
3 - Agente intempérico de transporte 
4 - Topografia da região 
5 - Processos orgânicos 
Quanto à formação eles podem ser: 
a) Residuais - quando provieram da decomposição da rocha subjacente, ou seja, permanecem 
no local de origem onde existe uma transformação gradual da rocha até o solo. 
 
Graduação: solo residual maduro (% maior de argila) ==> saprolito (sapros (grego) = podre,deteriorado) 
==> blocos em mat.alterado ==> rocha sã. 
Exemplo: solos lateríticos, minerais de ferro dão origem a solos lateríticos ou lateritas (zonas tropicais), 
os solos expansivos e porosos (colapsíveis – solos de Brasília). 
 
VARGAS (1977). Perfil de solo proveniente da alteração de rocha (Brasil meridional) 
 
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b) Transportados - quando provieram da decomposição de matéria num lugar de detritos 
provenientes de outro lugar. Apresentam características mecânicas inteiramente diferentes 
dos solos residuais de onde provieram. Sedimentares: 
 
Os agentes de transporte (influenciam na textura do solo) são: 
1) água - solos aluvionares (terraços fluviais, deltáicos, estuários e baixadas litorâneas) 
2) ventos - solos eólicos (grãos homogêneos) - "estratificação cruzada"; 
3) gravidade - solos coluvionares (talus - pé de serra) – elevado índice de vazios – pequeno suporte de 
carga. 
4) geleiras - solos glaciares. 
5) correntes marinhas e marés - solos marinhos 
6) homem - aterros ( empréstimos → aterro compactado) 
 
c) Orgânicos - quando provenientes da deposição de matéria orgânica, seja de natureza vegetal 
(plantas, raízes), seja animal (conchas), quase sempre desenvolvida no mesmo lugar. 
Exemplo: terras diatomáceas, constituídas de carapaças de algas ou infusórios, turfa (carbonificação - 
folhas, caules, troncos) - solo fofo, não plástico e combustível. Com alta compressibilidade, absorção de 
alta quantidade de água, baixa resistência ao cisalhamento, baixa capacidade de carga e difícil de 
estabilizar. 
d) Pedogênicos (solos brasileiros) - quando provenientes da evolução pedogênica, tais como solos 
superficiais que suportam as raízes de plantas ou os solos "porosos" dos países tropicais. 
Exemplo: Terra roxa (solo lateríticode cor marrom - avermelhada - SP); o massapê (solo residual, não 
laterítico, cor escura, expansivo - BA) ou solo margalítico (cor preta, escuro, cinza ou claro - muito 
argiloso) Laterita = pedregulho laterítico. Solos porosos, colapsíveis - solos de Brasília. 
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4.0. EROSÃO FÍSICA - AREIAS 
A erosão física é a decomposição mecânica, através dos agentes como água, temperatura, vegetação 
(raízes), vento, formando-se os pedregulhos e areias (solos de partículas grossas) e até mesmo os 
siltes (partículas intermediárias) e somente em condições especiais, as argilas (partículas finas). 
Decomposição mecânica das rochas: 
É realizada pela expansão e contração térmica alternadas das rochas sãs até que ocorra o 
fraturamento. A esse processo estão associadas às forças expansivas de certos minerais constituintes 
da rocha, da água ou das raízes, que penetram nas fissuras das rochas. 
Esses fatores isolados ou associados causam a decomposição física das rochas maciças em grandes 
blocos ou, até mesmo, em pequenos fragmentos. 
 
5.0. EROSÃO QUÍMICA - ARGILAS: 
É o processo em que há modificação química ou mineralógica das rochas de origem. O principal agente 
é a água acidulada por ácidos orgânicos e os mais importantes mecanismos de ataque são a oxidação, 
hidratação, carbonatação e os efeitos químicos da vegetação (ácidos orgânicos). As argilas 
representam o último produto do processo de decomposição. 
A alteração química das espécies minerais que formam as rochas pode também produzir areias. 
O caráter e a amplitude da alteração dependem, de um lado, da natureza da rocha, isto é, de sua 
composição química, sua estrutura e textura, e do outro, do clima da região, das alternâncias de chuvas 
e temperaturas. 
 
6.0. TIPOS DE SOLOS: 
 
- Quanto à formação: 
a) Residuais; 
b) Transportados; 
c) Orgânicos; 
d) Pedogênicos. 
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- Quanto à granulometria: 
a) Blocos - D > 1,00m 
b) Matacões - D > 2,5cm 
D = diâmetro dos grãos 
 
Escalas granulométricas adotadas 
- Quanto à plasticidade: 
a) Plásticos 
b) Não plásticos. 
- Quanto à composição química 
a) solos grossos ( minerais da rocha de origem): 
a.1) silicatos – feldspato, mica, quartzo, serpentina, clorita, talco 
a.2) óxidos – hematita, magnetita, limonita 
a.3) carbonatos – calcita, dolomita 
a.4) sulfatos – gesso, anifrita 
b) solos finos 
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a.1) Silicatos: 
No grupo dos silicatos estão: 
Feldspato: silicato duplo de Al e de um metal alcalino ou alcalino-terroso (K, Na, ou Ca), sendo os 
principais a ortoclasita, a anotita e a albita; 
Mica: ortossilicatos de Al, Mg, K, Na, Li, Mn e Cr, sendo os principais a muscovita (branca) e a biotita 
(preta) - mineral facilmente identificável pelo brilho característico (malacacheta). 
Quartzo: composição química SiO2 (sílica cristalina pura) - mineral de decomposição muito difícil. 
Praticamente passa da rocha ao solo sem sofrer alteração. 
Serpentina: rocha com o mesmo nome (verde) 
Clorita: tonalidade verde 
Talco: tonalidade branca ou branca-esverdeada. 
a.2) Óxidos: 
Óxido de ferro: 
hematita (Fe2O3) 
magnetita (Fe2O4) 
limonita (Fe2O3H2O) 
a.3) Carbonatos: 
Calcita: (CO3Ca) 
Dolomita: [(CO3)2CaMg] - maior dureza e fraca reação em contato com o HCl 
a.4) Sulfatos: 
Gesso: (SO4Ca2H2O) 
Anidrita: (SO4Ca) 10 
 
7.0 - MINERAIS ARGÍLICOS (SOLOS FINOS): 
A plasticidade e a coesão do solo são funções do teor de umidade, da espécie de mineralogia e de suas 
propriedades coloidais. 
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A argila influencia nas características mecânicas do solo. Ela é constituída de micro-partículas 
(microscópio eletrônico), tem baixa permeabilidade. Dois solos argilosos com mesma granulometria 
podem apresentar propriedades inteiramente diferentes. 
As principais propriedades a serem consideradas na engenharia são: área de superfície, carga e 
absorção da superfície, capacidade de mudança de base, floculação e dispersão, expansão e colapso, 
plasticidade e coesão. 
Colóides são partículas com 1 µm < D < 1µ ( 10
-6 
mm = 10 Å - Angstron) que possuem grande 
superfície especifica (superfície em relação à sua massa) e onde predominam as forças superficiais 
gravíticas (atração e repulsão) 
Os minerais das argilas são silicatos complexos de alumínio, magnésio e ferro. As duas estruturas 
cristalinas básicas são: 
1) Tetraedro: formado de um átomo de silício eqüidistante de quatro de oxigênio. 
 
 
2) Octaedro: formado por seis átomos de oxigênio, ou grupos de oxidrilas ao redor de um átomo de 
alumínio ou magnésio. 
 
 
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A associação, entre si, desses elementos, forma as diversas espécies de minerais argílicos, dentre elas 
as que ocorrem com mais freqüência são: as caolinitas, as ilitas e as montmorilonitas. 
Existem também as halloysitas, comuns nas argilas marinhas e as gibsitas constituintes dos solos 
lateríticos e bauxitas. 
Caolinitas: 
Composição química: Al2O32SiO22H2O ou H4Al2Si2O9 
Caulim = cao + ling (chinês) = “coluna alta”. 
São formadas por unidades de silício e alumínio, que se unem alternadamente conferindo-lhes uma 
estrutura rígida e estável em presença de água. 
 
O caolim é o principal membro do grupo das caolinitas. Exemplo: argila branca - mineral que sofre 
constantes transformações ocasionadas pelos agentes da natureza 
As caolinitas são as argilas que apresentam menores plasticidade e coesão. 
Quando pura é utilizada na confecção de porcelana. Possui cor branca, com brilho mascarado, variando 
de cor pelas impurezas. Não é expansiva – impedem a penetração da água, baixa atividade e LL baixo. 
Montmorilonitas: 
Composição química: (OH)4Si8Al4O20nH2O 
São estruturalmente formadas por uma unidade de alumínio entre duas unidades de silício 
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As moléculas de água são agregadas ao cristal que é diferente da água intersticial do solo. 
A ligação entre essas unidades, não sendo suficientemente firme para impedir a passagem de 
moléculas de águas, torna as argilas desse tipo muito expansivas, ou seja, instáveis em presença de 
água. 
Principal mineral do grupo das esmectitas. 
Nontronita - ocorre quando o alumínio é trocado por ferro ou magnésio divalentes - encontrada nas 
fissuras de decomposição do basalto. Extremamente expansiva. 
São os que têm maiores plasticidade e coesão. 
Grande atividade, LL elevado, forca de expansão que chega aos 4 kg/cm
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e provoca aumento de 
volume. Mais comuns nas regiões semi-áridas. As esmectitas se constituem a base das bentonitas 
conhecidas por seu alto grau de expansão. 
Illitas: 
Composição química: [(OH)4Ky(Sis-yAly)(Al4Fe4Mg4Mg6)O20] y=1,5 (micas: y=2) 
São menos expansivas. 
Nome devido a cidade de Illinois (EUA). 
Sua formação é semelhante às montmorilonitas, só que as unidades de silício são intercaladas por íons 
de potássio: 
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A estrutura das illitas é semelhante à das micas muscovita e sericita. 
Cor branca, presente em quase todas as concentrações sedimentares marinhas, normalmente as 
argilas de origem sedimentar são uma mistura de caulinita e elita. 
 
Outras propriedades das argilas: 
Atividade: 
A capacidade que a fração argilosa do solo tem de transmitir ao solo maior ou menor plasticidade e 
coesão. 
Índice de atividade do solo é a relação entre o seu índice de plasticidade e a percentagem de argila do 
solo: 
 
solo normal: 0,75 < Ia < 1,25 
solo ativo: Ia > 1,25 
caulinita – 0,4 a 0,5 
illita – 0,5 a 1,0 
montmorilonita – 1,0 a 7,0 14 
Coesão: 
É a resistência que a fração argilosa empresta ao solo, pela qual ele se torna capaz de se manter 
coeso, em forma de torrões ou blocos, ou pode ser cortado em formas diversas e manter essaforma. 
Resistência ao cisalhamento do solo quando sobre ele não atua força externa. 
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Origens da coesão: 
1) efeito da existência de um cimento natural aglutinado aos grãos do solo entre si (cimentos argilosos - 
solos concrecionados). 
2) efeito da eventual ligação entre os grãos, muito próximos uns dos outros exercida pelo potencial 
atrativo de natureza molecular ou coloidal (água adsorvida = coesão verdadeira) 
3) efeito da pressão capilar na água intersticial, quando o corpo de prova sofre um esforço de ruptura 
(coesão aparente - os meniscos se desfazem por efeito da saturação ou movimento da água 
intersticial). 
 
Contração de resistência seca: 
Depósito de argila sujeito à: evaporação constante da água intersticial => retração dos meniscos 
capilares => aumento da pressão capilar. 
Limite de contração => é a umidade correspondente ao mínimo de volume; 
Rachaduras => quando as tensões capilares ultrapassam a resistência à tração das argilas (forma 
hexagonal - observado nas superfícies argilosas de lagos ou pântanos secos) 
Identificação prática das argilas: as argilas, quando secas, não são facilmente desagradáveis pelo 
esforço dos dedos como a areia ou o silte. 
 
8.0. - SUPERFÍCIES ESPECÍFICAS 
Definição: é a soma das superfícies de todas as partículas contidas na unidade de volume (ou de peso) 
do solo. 
Superfície específica de minerais argílicos: 
Caolinitas - dimensão lateral das plaquetas:1.000 a 20.000 Å 
espessura: 100 a 1.000 Å 15 superfície específica =15m2/g 
Illitas - dimensão lateral:1.000 a 5.000Å 
espessura:50 a 500Å 
superfície específica = 90m2/g 
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Montmorilonitas -dimensão lateral:1.000 a 5.000Å 
espessura:10 a 50Å 
superfície específica = 800m2/g.