Propriedades físicas do solo

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RELAÇÃO SOLO MÁQUINA 
 
 
 
 
PROPRIEDADES FÍSICAS E DINÂMICAS 
DO SOLO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Veronildo Souza de Oliveira 
 
 
 
 
 
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1. PROPRIEDADES DINÂMICAS DO SOLO 
 
Estas propriedades determinam, em sua maior parte, a resistência do solo e 
dependem principalmente da quantidade de argila e do conteúdo de umi-
dade do solo. 
 
 
1.1. COESÃO SUPERFICIAL 
 
A água que se acumula em gotas por tensão superficial, exerce atração en-
tre os agregados ou torrões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Atração entre torrões ou agregados por tensão superficial da água. Nesta 
ocasião a coesão superficial por número de interfases água/ar, diminui com 
maior umidade. 
 
 
 L.P.I L.P.S 
 
 COESÃO 
SUPERFICIAL 
 
 
 
 
 
 
 CONTEÚDO DE UMIDADE DO SOLO 
 
 
 
 
 
 
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1.2. COESÃO MOLECULAR 
 
 ÁGUA 
 
 
 
 
 MENOR TEOR DE ÁGUA, 
 MAIOR ATRAÇÃO 
 
 
 
 MAIOR TEOR DE ÁGUA 
 MENOR ATRAÇÃO 
 
 
 
 
 L.P.I L.P.S 
 
 
 COESÃO 
MOLECULAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CONTEÚDO DE UMIDADE NO SOLO 
 
 
 
 
 LIMITE DE 
 CONCENTRAÇÃO L.P.I 
 VOLUME 
DO SOLO 
 
 
 
 
 
 
 
 CONTEÚDO DE UMIDADE NO SOLO 
- - - - - - - - -
- - - - - - - - -
- - - - - - - - -
- - - - - - - - -
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RELAÇÃO ENTRE A ESTRUTURA E A ÁGUA NO SOLO 
A estrutura do solo exerce forte influência sobre a drenagem do mesmo. Esse ar-
tigo pretende explicar a relação que a estrutura tem com a drenagem interna do 
solo. 
 
As partículas do solo (areia, silte e argila) se agregam formando o que se chama 
de estrutura do solo. Geralmente, os poros grandes do solo estão entre os agrega-
dos enquanto os pequenos situam-se dentro dos agregados, ou seja, dentro da 
massa coesa que surge da associação de grãos de areia, silte e argila (estrutura). 
 
Os tipos de solos são caracterizados, entre outras coisas, por seu tipo de estrutu-
ra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solos que apresentam a estrutura do tipo granular e em grãos simples, geral-
mente, por possuírem grande quantidade de poros, possuem drenagem classi-
ficada entre alta a excessiva. Em outras palavras, grande quantidade de água 
consegue passar por entre os agregados devido à alta macroporosidade. Solos 
como os Neossolos Quartzarênicos (estrutura de grãos simples), Latossolos de 
textura média e Latossolos de textura argilosa (estrutura granular a microgra-
nular) apresentam estes tipos de estrutura que permite drenagem muito boa 
(alta). 
Por outro lado, solo com estrutura prismática ou em blocos apresentam drena-
gem moderada, pois apresentam poros em uma situação intermediária entre 
os solos bem drenados e os mal drenados. Cabe mencionar aqui que se os so-
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los apresentarem estrutura prismática grande a muito grande, eles tenderão a 
serem solos mais mal drenados. 
Já os solos com estruturas do tipo maciça e laminar apresentam baixo espaço 
poroso entre agregados. Desse modo, tais solos geralmente apresentam pro-
blemas de excesso de água devido à drenagem ser muito baixa, ou seja, lenta. 
Os gleissolos se encaixam do tipo de solo que apresenta estrutura maciça. Já 
solos compactados apresentam, em superfície, a estrutura laminar, o que pro-
voca a formação de poças na sua superfície, devido ao intenso tráfico de veícu-
los, pessoas e/ou animais. Os solos de estradas rurais geralmente apresentam 
este tipo de estrutura na superfície. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estes limites definem os valores de porcentagem mínimas e máximas do con-
teúdo de umidade do solo em seu estado plástico. Denomina-se limite de 
plasticidade inferior e superior (L.P.I - L.P.S), respectivamente, e o valor da 
diferença entre eles é o índice de plasticidade (IP) 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: L.P.S = LIMITE DE LIQUIDEEZ 
 L.P.I = LIMITE DE PLASTICIDADE 
 
 
 
 
Quanto menor a diferença entre eles, mais facilmente um solo passará de uma 
condição para outra, ou seja, da condição de solo plástico para a condição de 
solo lubrificado. 
 
 
 
 
 
 
 
 IP = L.P.S - L. P. I 
LIMITES DE ATTERBERG DE PLASTICIDADE 
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1. QUANTIDADE DE ARGILA 
 
 
 
 
 PORCENTAGEM DE ARGILA 
 
Efeitos da porcentagem de argila e do conteúdo de umidade do solo sobre as 
propriedades dinâmicas de um solo. 
 
a) ADESÃO 
b) COESÃO 
c) RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO 
 
2. TAMANHO DAS PARTÍCULAS DE ARGILA 
 
3. CONTEÚDO DE MATÉRIA ORGÂNICA 
 
4. TIPO DE ARGILA 
 
Argila com maior superfície específica pode formar mais uniões com a água e 
demonstram valores mais elevados dos limites de Atteberg. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Do ponto de vista mecânico é conveniente definir os esforços, aos quais 
estão sujeito um solo, em termos de tensão, compressão e corte por cisalhamen-
to. 
 
 Normalmente, os solos são rompidos por esforços de corte, já que em de-
terminado limite demonstram uma alta resistência a compressão e dificilmente 
podem ser submetidos a um esforço de tensão. 
 
 O rompimento do solo devido a um implemento de preparo depende dos 
parâmetros de resistência na superfície, que constituem em uma interface so-
lo/solo e outra solo/metal. 
 
 
 
FATORES QUE INFLUENCIAM NA MUDANÇA DE PLASTICIDADE 
 
À MEDIDA QUE AUMENTA O TEOR DE 
ARGILA NO SOLO, AUMENTA OS 
VALORES DE COESÃO NO SOLO. 
COMPORTAMENTO DE UM SOLO SOLICITADO 
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a) COESÃO; 
b) FRICÇÃO SOLO/SOLO (DEFINIDO COMO ÂNGULO DE ATRITO INTERNO DO 
SOLO); 
c) DENSIDADE APARENTE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) ADESÃO 
b) FRICÇÃO SOLO/INTERFASE (DEFINIDO EM TERMOS DO ÂNGULO 
SOLO/INTERFASE) 
 
 
 
 
ESFORÇO MÁXIMO = FORÇA DE CORTE = COESÃO +FRICÇÃO 
DE CORTE ÁREA DA SUPERFÍCIE 
 
 
 max. = C +  tang  Equação de Coulomb 
 
 
ONDE:  = esforço máximo de corte 
C = coesão do solo 
 = esforço normal da superfície do solo 
 = ângulo de atrito interno do solo/solo 
 
 
 
 
 
 
max. = C +  tang  
PARÂMETROS SOLO/SOLO 
PARÂMETROS SOLO/INTERFACE 
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 C 
 
 
  
 
 B 
 
 C A 
 
  
 
 
 Tensão aplicada 
 
LINHA A - REPRESENTA UM SOLO ARGILOSO QUE DEMONSTRA ALTA COESÃO, PO 
RÉM SEM NENHUMA FRICÇÃO (=0) 
 
LINHA B - REPRESENTA UM SOLO ARENOSO QUE DEMONSTRA PROPRIEDADES 
FRICCIONAIS, MAS SEM COESÃO (C = 0). 
 
LINHA C - REPRESENTA UM SOLO FRANCO, TANTO COM CARACTERÍSTICAS DE 
FRICÇÃO, COMO COESIVAS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESFORÇO MÁXIMO = ADESÃO + FRICÇÃO 
DE DESLIZAMENTO 
 
 
DESLmax. = C +  tang  
 
 
 
 
PARÂMETROS
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 L.C L.P.I L.P.S 
 
 SOLO SOLO 
 SOLO SECO FRIÁVEL PLÁSTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 FRICÇÃO FRICÇÃO E FRICÇÃO E 
 SEM ADESÃO POUCA ADESÃO LUBRIFICAÇÃO 
 ADESÃO 
 
 
 CONTEÚDO DE UMIDADE NO SOLO 
 
 
Um solo agrícola para ser mobilizado deve estar na condição friável, isto é, quando 
seus torrões podem ser facilmente rompidos em frações entre os dedos, sem aderir 
aos mesmos. Essa condição acontece abaixo do L.P.I. 
 
 
SOLO SECO APRESENTA ALTA COESÃO, EXIGINDO POTENTES 
MÁQUINAS E IMPLEMENTOS AGRÍCOLAS PARA A 
REALIZAÇÃO DO TRABALHO; NESSE ESTADO, O SOLO 
ROMPE-SE EM GRANDES TORRÕES. 
 
SOLO MOLHADO APRESENTA ESTADO MÁXIMO DE ADESÃO,COM FILMES DE 
ÁGUA AO REDOR DAS PARTÍCULAS, FUNCIONANDO COMO 
LUBRIFICANTE QUE FAVORECE A DEGRADAÇÃO PELA 
PRESSÃO EXERCIDA DAS MÁQUINAS E IMPLEMENTOS 
AGRÍCOLAS: NESSE CASO, O SOLO, AO INVÉS DE TORNA-
SE SOLTO, SOFRE COMPACTAÇÃO. 
 
 
 
QUAL O MELHOR MOMENTO PARA SE PREPARAR UM 
SOLO ???? 
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Segundo Baver (1966), no teor de água em que os solos são friáveis, as 
condições de trabalho são ótimas para as operações. Logo, esta faixa de umi-
dade é definida como um índice de trafegabilidade para as operações agrícolas, 
sendo determinada pelos limites de plasticidade e de concentração. O mesmo 
autor define como índice de plasticidade, a faixa de umidade determinada pe-
los limites de plasticidade e de liquidez. Observa-se que este índice pode ser 
empregado para avaliar o potencial de compactação de um solo, pois, quanto 
maior for este limite, menor será a faixa de umidade útil para as operações 
agrícolas. 
 Outros autores, como Maia (1970), determinaram que o limite de plas-
ticidade encontra-se acima da capacidade de campo, porém, próximo. Os limi-
tes de consistência do solo são esquematizados pela figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 11
 
 
 
 
Embora o solo não seja um meio contínuo, uma vez que possui poros e é 
um material granular, a hipótese de meio contínuo é utilizada em todas as 
considerações envolvendo tensões na sua distribuição no solo. 
 
Existem 4 tipos de falhas no solo que podem ser expressas em torno do 
comportamento tensão-deformação: 
 
1 - COMPRESSÃO  COMPACTAÇÃO DO SOLO 
 
2 - TRAÇÃO 
 
3 - CISALHAMENTO 
 
4 - FLUXO PLÁSTICO 
 
 
 
 COMPRESSÃO F F 
 
 
2cm
kgf
A
F  
 
 
TRAÇÃO - 
 
 
2cm
kgf
A
F
t
 
 
 
CISALHAMENTO 
 
 
 
 
2cm
kgf
A
F  
 
COMO: P = FORÇA/ÁREA 
 
TENSÃO - É FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE UMA FORÇA POR UNIDADE DE 
ÁREA. 
TENSÕES NO SOLO E SUA DISTRIBUIÇÃO 
 12
 
 
 
- TRAÇÃO DOS RODADOS DE ESTEIRAS E PNEUS 
- ESTABILIDADE DE TALUDES. 
 
 
 SOLO DURO SOLO MÉDIO SOLO SOLTO 
 
 
 
 P 0 
 R 
 O 
 F 10 
 U 1,0 1,01 
 N 
 D 20 
 I 
 D 
 A 30 
 D 
 E 
40 
 
 
 NA PRÁTICA, AS TENSÕES NÃO SE DISTRIBUEM COMO NA FIGURA ACIMA. 
 
 
 
A figura faz um paralelo en-
tre os rodados de pneu e 
esteiras, e mostra que a 
aplicação da força ao solo 
produz deformação. Fica 
evidenciado que a força, 
representada pela pressão 
vertical, ou seja, a compo-
nente peso, tem efeito dire-
to na compactação dos 
solos agrícolas. 
 
 
Nas condições reais de 
campo, as tensões aplicada 
em pneus de base larga, 
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DAS TENSÕES NO SOLO 
 13
com baixa pressão, reduz o efeito da deformação, produzindo menor 
compactação ao solo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Pneus de alta flutuação