Aula 2 - Origem e formação dos solos

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23/08/2015
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Mecânica dos Solos 
Aula 2 – Origem e Formação dos Solos
Origem e Formação dos Solos
Cecília Silva Lins
Mecânica dos Solos 
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Conceito de Solo
 A ABNT (NBR 6502) define solo como “Material proveniente da
decomposição das rochas pela ação de agentes físicos ou químicos,
podendo ou não ter matéria orgânica”, ou simplesmente, produto da
decomposição e desintegração da rocha pela ação de agentes atmosféricos.
 A ação contínua do INTEMPERISMO tende a desintegrar e decompor
as rochas, dando origem ao solo.
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Imtemperismo
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Desintegração
Decomposição
É o conjunto de processos que ocasiona a desintegração e decomposição das rochas e
dos minerais por ação de agentes físicos, químicos e biológicos.
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Intemperismo Físico ou Mecânico
Atua pela desintegração física e mecânica das rochas, formando materiais de diversos
tamanhos, mantendo a composição mineralógica da rocha-mãe (sem modificações de
sua estrutura cristalina).
• Ação da variação da temperatura: expansão e contração desintegração;
• Congelamento da água: aumento de volume 8%;.
•Ação física dos vegetais: crescimento de raízes;
•Alívio de pressões:
expansão do maciço.
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Intemperismo Químico
• Hidrólise: Decomposição do mineral pela H2O que
atua como reagente destruição dos silicatos.
• Hidratação: Adição de molécula de água na
estrutura do mineral, causando expansão e
fraturamento montmorilonitas: silicatos
hidratados de Al, Fe e Mg. Em granitos e gnaisses
transforma feldspato em argila.
• Oxidação: Mudança do mineral devido a penetração
de oxigênio reação do ferro com o oxigênio do
ar laterização.
• Carbonatação: Reação do mineral com ácido
carbônico dissolvido da H2O (CO2 dissolvido em
água) rochas calcárias.
Reações químicas devido a presença da água e temperatura, transformando os
minerais primários em minerais secundários, que passam a constituir um
complexo de alteração.
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Intemperismo Biológico
Ocorre através da ação de bactérias, que decompõem materiais orgânicos. Esse tipo
de intemperismo produz os solos mais férteis.
Transformação das Rochas
VÍDEO
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Intemperismo físico e químico 
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Solo Laterítico (Intemperismo químico) 
Perfil de solo em corte onde pode-se identificar a distinção clara entre os
horizontes A (camada superficial), B (subsolo) e C (camada profunda).
Perfil de solo mostrando os horizontes A, B e C (MARANGON, 2004)
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Solo Residual Argiloso originado pela decomposição do mineral feldspato
através da ação do intemperismo químico (hidratação).
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Caverna originada de rocha calcária devido a ação do intemperismo químico
(carbonatação)
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Solo Tropical Solo laterítico:
camadas superficiais, coloração
geralmente vermelha ou
amarelada, devido à presença de
óxidos de fero e alumínio
hidratados e minerais estáveis.
Solo saprolítico:
camada proveniente da decomposição da
rocha matriz, herdando suas feições com
presença de minerais não estáveis.
Heterogêneo e suceptível a erosão.
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i. MATERIAIS DE ORIGEM (composição mineralógica e textura da rocha):
a ação do intemperismo nas rochas depende de seus materiais constituintes, sua
estrutura e composição mineralógica;
ii. CLIMA: condiciona principalmente a ação da água da chuva e da
temperatura; A precipitação e temperatura regulam a natureza e a velocidade
das reações químicas. A disponibilidade de água (chuvas) e a temperatura agem
acelerando ou retardando as reações do intemperismo;
•regiões quentes e úmidas: predomina intemperismo químico (formam solos
profundos).
•regiões geladas (SC e RS) e nos desertos: predomina intemperismo físico.
iii. ORGANISMOS: vegetais e animais, interferindo no microclima, formando
elementos orgânicos e minerais, e modificando as características físicas e
químicas das rochas;
Fatores controladores da formação dos solos
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iv. RELEVO (topografia): interferindo na dinâmica da água, controlando a
percolação, infiltração e velocidade do escoamento; A topografia e a
cobertura vegetal regulam a velocidade do escoamento superficial das águas
pluviais. Isto interfere na quantidade de água que infiltra e percola no solo. Este
processo (em tempo suficiente) é essencial para consumação das reações e
drenagem;
v. TEMPO: transcorrido sob ação dos demais fatores. O tempo de atuação
dos fatores acima pode gerar diferentes tipos de solo. Em condições de
intemperismo pouco agressivas é necessário um tempo mais longo de
exposição para haver o desenvolvimento de um perfil de alteração.
Fatores controladores da formação dos solos
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 O conjunto destes processos leva à
formação dos solos que em consequência
são misturas de partículas pequenas que se
diferenciam pelo tamanho e pela composição
química.
 Os processos intempéricos geram
fragmentos que poderão ou não serem
transportados por agentes da natureza, que
ao longo do tempo podem ter suas
características alteradas.
 A concentração de cada tipo de partícula
num solo depende da composição química
da rocha que lhe deu origem.
Formação dos solos
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Após a intemperização da rocha o material poderá permanecer no mesmo local
e dar origem aos solos residuais ou poderão ser levados para outros locais, por
diferentes agentes da natureza, com modificação na forma e nas dimensões
iniciais, originando os solos sedimentares (transportados). Ou ainda os solos
orgânicos.
Formação dos Solos
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São aqueles provenientes da decomposição e alteração das rochas “in
situ”.
Sua composição depende do tipo e da composição mineralógica da
rocha original que lhe deu origem.
Solos Residuais
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SOLO RESIDUAL MADURO: é mais homogêneo e não apresenta relação
com a rocha mãe. Não é possível identificar a estrutura ou outras
características da rocha.
SOLO RESIDUAL JOVEM: as características estruturais e mineralógicas da
rocha matriz encontram-se presentes. Apresenta boa quantidade de material
que pode ser classificado como pedregulho (# > 4,8 mm).
São bastante irregulares quanto à resistência, coloração, permeabilidade e
compressibilidade (intensidade do processo de alteração não é igual em
todos os pontos).
SAPROLITO OU MATERIAL DE TRANSIÇÃO: rocha altamente
intemperizada. Guarda características da rocha sã e tem basicamente os
mesmos minerais, porém sua resistência já se encontra bastante reduzida.
Pode ser caracterizado como uma matriz de solo envolvendo grandes
pedaços de rocha altamente alterada, apresenta pequena resistência ao
manuseio.
SOLO DE ALTERAÇÃO DE ROCHA: preserva parte da estrutura e de seus
minerais, porém com dureza inferior à da rocha matriz, em geral muito
fraturada permitindo grande fluxo de água através das descontinuidades;
ROCHAMATRIZ: rocha de origem.
Solos Residuais
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Solos Residuais - exemplo
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Solos Transportados ou Sedimentares
São solos sedimentados por um agente transportador.
Formam geralmente depósitos mais inconsolidados e fofos que os solos
residuais e tem profundidades variáveis.
De um modo geral são menos homogêneos que os solos residuais.
A) SOLOS DE ALUVIÃO
B) SOLOS COLUVIAIS 
C) SOLOS EÓLICOS
D) SOLOS GLACIAIS
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Solos de Aluvião
i. São transportados e arrastados pela água;
ii. Sua constituição depende da velocidade das águas no
momento de deposição, sendo encontrado próximo às
cabeceiras material mais grosseiro e o material mais fino
(argila) são carregados a maiores distâncias;
iii. Estes solos apresentam baixa capacidade de suporte
(resistência), elevada compressibilidade e são
susceptíveis à erosão;
FLUVIAL, MARINHOS e LACUSTRES
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Solos Coluviais
i. O transporte se deve exclusivamente à gravidade e o solo formado possui
grande heterogeneidade;
ii. São de ocorrência localizada, geralmente ao pé de elevações e encostas,
provenientes de antigos escorregamentos;
iii. Apresentam boa resistência, porém elevada permeabilidade;
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Solos Eólicos
i. Formados pela ação do vento e os grãos dos solos possuem forma
arredondada;
ii. É o mais seletivo tipo de transporte de partículas de solo;
Uma característica deste tipo de formação é a uniformidade dos grãos, pois a
força do vento seleciona os pesos dos grãos que podem ser transportados.
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Solos Transportados ou Sedimentares 
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Solos Orgânicos
i. Mistura do material transportado com quantidades
variáveis de matéria orgânica decomposta;
ii. Normalmente são identificados pela cor escura,
cheiro forte e granulometria fina;
iii. Decomposição sobre o solo de grande quantidade de
folhas, caules e troncos de plantas forma-se um solo
fibroso, de alta compressibilidade e baixíssima
resistência, que se chama turfa.
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Qual a cor do Solo?
A variação é muito grande nos tons de marrom, podendo
chegar até preto, amarelo, acinzentado.
Essa variação irá depender do material de origem como
também de sua posição na paisagem, conteúdo de matéria
orgânica, e mineralogia, dentre outros fatores.
Quanto maior a quantidade de matéria orgânica, mais escura
é a cor do solo, o que pode indicar fertilidade ou apenas
condições desfavoráveis à decomposição da mesma.
As cores com tonalidades avermelhadas ou amareladas
estão associadas aos diferentes tipos de óxidos de ferro
existentes no solo. Quando a quantidade destes óxidos é
grande, os solos apresentam-se vermelhos, como por
exemplo, a terra roxa.
Já os solos com elevada quantidade de quartzo na fração
mineral apresentam coloração clara.
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Composição química e mineralógica das partículas 
SOLOS GRANULARES: Provenientes do intemperismo físico.
• São formados por minerais primários.
• Silicatos (quartzo, feldspato, mica)
• Obs: O conhecimento da composição mineralógica dos solos granulares é de
importância secundária para o Engenheiro Geotécnico. Nos solos granulares o
comportamento mecânico e hidráulico será definido pela densidade relativa.
SOLOSARGILOSOS: Provenientes do intemperismo químico.
• São formados por minerais secundários.
• Obs: O conhecimento da composição química dos argilos-minerais é importante pois
dele decorre as propriedades de plasticidade e expansibilidade.
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Solos granulares
Quanto a composição química dos principais minerais componentes dos
solos grossos tem-se:
Silicatos − feldspato, quartzo, mica, serpentina.
Óxidos − hematita, magnetita, limonita
Carbonatos − calcita, dolomita
Sulfatos − gesso, anidrita
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Solos argilosos
Solos finos possuem uma estrutura mais complexa e alguns fatores, como forças de
superfície, concentração de íons, ambiente de sedimentação, etc., que podem intervir
no seu comportamento.
As argilas possuem uma complexa constituição química e mineralógica, sendo
constituídas basicamente por silicatos de alumínio hidratados, podendo apresentar
silicatos de magnésio, ferro ou outros metais.
Os minerais que formam as frações finas pertencem a três grupos: CAULINITA,
ILITA e MONTMORILONITA.
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Composição mineralógica das partículas 
1) Grupo das Caulinitas
São formadas por unidades estruturais de silício e alumínio, que se unem
alternadamente, conferindo-lhes uma estrutura rígida.
São relativamente estáveis em presença de água.
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Composição mineralógica das partículas 
2) Grupo da Montmorilonita
São formadas pela superposição de uma unidade alumínica, situada entre 2
unidades silícicas. A união entre as camadas é frágil permitindo a penetração da
água entre camadas.
A penetração da água entre as camadas, afastando as mesmas dá origem a
expansão do argilo-mineral, fonte de problemas na engenharia geotécnica.
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Composição mineralógica das partículas 
2) Grupo das Ilitas
Tem o mesmo arranjo estrutural das montmorilonitas, entretanto, a presença
de íons não permutáveis faz com que a união entre as camadas é mais estável.
Estas argilas são menos expansíveis que as montmorilonitas.
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Fração areia
(0,075<grão mm<2) 
Fração argila – caulinita
Estrutura de um solo.
aumento 200x – 100m 
Obtenção por 
lupa binocular
Eletromicografia –
obtenção por MEV.
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Superfície especifica
É a soma da superfície total de todas as partículas dividida pelo seu
peso. Quanto mais fino for o solo maior será a sua superfície especifica, o
que constituí uma das razões das diferenças entre as propriedades físicas
solos finos e dos solos grossos.
A superfície especifica dos argilominerais é:
CAULINITA S = 10m2/s de solo
ILITA S = 80m2/g de solo
MONTMORILONITA S = 800m2/g de solo
A superfície específica é uma importante propriedade dos
argilo−minerais, na medida em que quanto maior a superfície específica,
maior vai ser o predomínio das forças elétricas (em detrimento das forças
gravitacionais), na influência sobre as propriedades do solo (estrutura,
plasticidade, coesão, etc.).
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Formação dos solos do Recife
• Planície: argilas orgânicas, areias, conchas, turfas, corais,
arenitos
• Avanço e recuo do mar – deposição 
• Presença de sal e de conchas no solo da planície
• Morros: misturas de areias e argilas amareladas, vermelhas 
(Formação Barreiras – 2 milhões de anos)
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Até a próxima aula...