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Apostila Mecânica dos Solos I - USP

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fase sólida, enquanto as fases líquida e gasosa
são consideradas conjuntamente como porosidade. Entretanto, na análise de comportamento real de um
solo, há necessidade de se levar em conta as porcentagens das fases componentes, bem como a
distribuição dessas fases através da massa de solo.
2 - Tipos de Solos Quanto à Origem
Ao ocorrer à ação dos mecanismos de intemperização, o material resultante poderá permanecer
ou não sobre a rocha que lhe deu origem.
No primeiro caso, temos os chamados solos residuais. Estes são bastante comuns no Brasil,
sobretudo no Centro-Sul. Como exemplo, cite-se a decomposição dos basaltos que origina as chamadas
"terras roxas" ou a decomposição de rochas cristalinas que originam espessas camadas de solo residual,
como acontece freqüentemente na Serra do Mar.
A separação entre a rocha matriz e o solo residual não é nítida, mas sim, gradual. Pode-se
distinguir, pelo menos, duas faixas distintas entre o solo e a rocha: a primeira, sobre rocha, denominada
rocha alterada ou rocha decomposta e a segunda, logo abaixo do solo, chamada de solo de alteração. A
Figura 1 ilustra um perfil de intemperização típico de rochas ígneas intrusivas.
Se, eventualmente, o produto de alteração for removido de sobre a rocha matriz pôr um agente
qualquer, teremos os chamados solos transportados. Segundo os agentes de transporte, os solos
transportados podem ser aluviais (água), eólicos (vento), coluviais (gravidade) e glaciais (geleiras).
A capacidade de transporte dos agentes determina o tamanho das partículas e a homogeneidade
dos solos transportados. Sirva de exemplo um curso de água que tenderá a selecionar o tamanho das
partículas depositadas. Assim, próximo da cabeceira, em que a velocidade das águas é maior, devem
depositar-se os grãos mais grossos, e as partículas mais finas poderão ser transportadas a longas
distâncias, até que a velocidade da água diminua consideravelmente, e permita que haja deposição.
Dessa forma, os depósitos de solos transportados apresentam geralmente maior
homogeneidade no tamanho das partículas constituintes, o que já não ocorre nos solos residuais, nos quais
aparece uma grande variedade de tamanho das partículas.
Os chamados solos orgânicos são formados pela mistura de restos de organismos (animais ou
vegetais) com sedimentos preexistentes. A ocorrência de solos orgânicos se dá em locais bem
característicos, tais como as áreas adjacentes aos rios, as baixadas litorâneas e as depressões continentais.
 
2 Mecânica dos Solos - vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Monje Vilar – Depto de Geotecnia –
Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo
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3 - Tamanho e Forma das Partículas
Em função dos agentes de intemperismo e de transporte, os depósitos de solos podem estar
constituídos de partículas dos mais diversos tamanhos. Em termos qualitativos, deve-se frisar que o
intemperismo físico (desintegração) é capaz de originar partículas de tamanhos até cerca de 0,001 mm e
somente o intemperismo químico (decomposição) é capaz de originar partículas de diâmetro menor que
0,001 mm.
Solos cuja maior porcentagem esteja constituída de partículas visíveis a olho nu (φ > 0,074 mm)
são chamados de solos de grãos grossos ou solos granulados. As características e o comportamento
desses solos ficam determinados, em última analise, pelo tamanho das partículas, uma vez que as forças
gravitacionais prevalecem sobre as outras.
Os solos de granulação grossa apresentam-se compostos de partículas normalmente
equidimensionais, podendo ser esféricas (solos transportados) ou angulares (solos residuais).
A forma característica dos solos de granulação fina (↓ < 0,074 mm) é a lamelar, em que duas
dimensões são incomparavelmente maiores que a terceira. Aparece, às vezes, a forma acicular, em que
uma das dimensões prevalece sobre as outras duas. A Figura 2 mostra duas partículas de solo fino.
O mineral constituinte da partícula determina a sua forma, em quanto o comportamento desses
solos é determinado pelas forças de superfície (moleculares, elétricas e eletromagnéticas), uma vez que a
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relação, entre a superfície da partícula e o seu volume é muito alta. Nos solos finos, a afinidade pela água
é uma característica marcante, e irá influenciar sobremaneira o seu comportamento.
Para descrever o tamanho das partículas, é usual citar a sua dimensão ou fazer uso de nomes
conferidos arbitrariamente a certa faixa de variação de tamanhos. Nesse sentido, existem escalas que
apresentam os nomes dos solos juntamente com a dimensão que eles representam. A Figura 3 apresenta
duas escalas elaboradas pôr duas instituições diferentes: ABNT e o MIT.
Os solos de grãos grossos são subdivididos em pedregulhos e areias, e os de granulação fina em
siltes e argilas. A seguir, apresenta-se uma breve descrição dos principais tipos de solos existentes,
procurando-se ressaltar algumas características que permitam uma fácil identificação desses solos.
4 - Descrição dos Tipos de Solos
PEDREGULHOS - Os pedregulhos são acumulações incoerentes de fragmentos de rocha, com
dimensões maiores que 2 mm (escala MIT). Normalmente, são encontrados em grandes extensões, nas
margens dos rios e em depressões preenchidas pôr materiais transportados pelos rios.
AREIAS - Tem origem semelhante à dos pedregulhos, entretanto, as suas dimensões variam entre
2 mm e 0,05 mm. As areias são ásperas ao tacto, e, estando isentas de finos, não se contraem ao secar,
não apresentam plasticidade e comprimem-se, quase instantaneamente, ao serem carregadas.
SILTES - Os siltes são solos de granulação fina que apresentam pouca ou nenhuma plasticidade.
Um torrão de silte seco ao ar pode ser desfeito com bastante facilidade.
ARGILAS - São solos de granulação muito fina que apresentam características mercantes de
plasticidade e elevada resistência, quando secas. Constituem a fração mais ativa dos solos.
As argilas, quando secas e desagregadas, dão uma sensação de farinha, ao tacto, e, quando
úmidas, são lisas.
Quanto à constituição química das argilas, pode-se dizer que elas se compõem de silicatos de
alumínio hidratados, podendo ocorrer eventualmente silicatos de magnésio, ferro ou outros metais,
também hidratados.
A estrutura desses minerais é bastante complexa, com seus tomos dispostos em forma laminar, a
partir de duas unidades cristalográficas básicas: uma silícica e uma alumínica.
A primeira consiste numa unidade tetraédrica, com um átomo de silício ao centro, rodeado pôr
quatro de oxigênio, conforme se mostra ira Figura 4. Aparece também nessa figura o símbolo utilizado
para representar essa unidade.
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As lâminas alumínicas formam uma unidade octaédrica, com um átomo de Al ao centro,
envolvido pôr seis átomos de oxigênio ou pôr hidroxilas, como se esquematiza na Figura 5.
De acordo com as associações que essas unidades venham a ter, podem formar-se vários tipos de
minerais argílicos, dos quais as caulinitas, as montmorilonitas e as ilitas constituem três grupos básicos.
As caulinitas estão formadas pela combinação alternada de uma lâmica silícica e de uma
alumínica, que se superpõem indefinidamente e com um vínculo tal entre suas retículas, que não é
possível a entrada de molécula de água entre elas. A Figura 6 esquematiza esse arranjo.
As montmorilonitas, grupo ao qual pertencem as bentonitas, são formadas pela superposição de
uma unidade alumínica, situada entre duas unidades silícicas, como se mostra esquematicamente na
Figura 7.
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Diferentemente das caulinitas, a união entre os retículos é frágil, o que permite a penetração de
água com relativa facilidade. Assim, tais argilas, com presença de água, experimentam expansões, fonte
de inúmeros problemas para a engenharia de solos.
As ilitas apresentam um arranjo estrutural semelhante ao das montmorilonitas, entretanto, a
presença de