1 Origem e Natureza dos Solos Prof. Rafaella

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Uni-ANHANGUERA 
Centro Universitário de Goiás 
Origem e Natureza dos Solos 
2016 
 
 
Docente: Rafaella O. Guimarães Santos 
E-mail: profrafaella2@gmail.com 
Disciplina: Mecânica dos Solos 
Introdução 
 
 Mecânica dos solos estuda o comportamento dos solos 
quando tensões: 
 
 São aplicadas, como no caso de fundações; 
 Aliviadas, como em escavações; 
 Perante o escoamento de água nos seus vazios. 
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Introdução (cont.) 
 Engenheiro civil se baseia nessa Ciência de Engenharia 
para desenvolver seus projetos. 
 
 Karl Terzaghi: 
 Fundador da Mecânica dos solos; 
 1936: apontou que não se podiam aplicar aos solos leis 
teóricas de uso corrente em projetos que envolviam 
materiais mais bem definidos, como o concreto e o aço. 
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Origem dos Solos (cont.) 
 Se dá pela decomposição das rochas: 
 Intemperismo físico: processos que causam desagregação e 
fragmentação das rochas; 
 Intemperismo químico: reações químicas (oxidação, 
hidratação); 
 Intemperismo biológico: transformação a partir da ação de 
seres vivos (ação de bactérias, decomposição de 
organismos) 
 Mistura de partículas pequenas; 
 Depende da composição química da rocha. 
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Origem dos Solos (cont.) 
 
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Origem dos Solos 
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Origem dos Solos (cont.) 
 
 Horizonte O – orgânico 
 Horizonte A – Solo transportado ou solo 
intemperizado/laterítico 
 Horizonte E – Solo residual ou saprolítico 
 Horizonte B – Solo residual jovem, preserva as 
características da rocha 
 Horizonte C – Rocha desintegrada 
 Horizonte R – Rocha 
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Origem dos Solos (cont.) 
 
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Partículas dos solos 
 Solos: conjunto de partículas + água (ou outro líquido) + ar. 
 Partículas livres para deslocar-se entre si, em geral; 
 Pequena cimentação pode ocorrer. 
 
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Partículas dos solos (cont.) 
 
 Tamanho das partículas: 
 
 Primeira característica que diferencia o solo; 
 Não é fácil identificar o tamanho das partículas pelo 
simples manuseio do solo; 
 Denominações específicas para faixas de tamanhos de 
grãos. 
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Partículas dos solos (cont.) 
 Nomenclatura mais comum: 
Pedregulho > Areia > Silte > Argila 
 
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Partículas dos solos (cont.) 
 Limites variam conforme sistema de classificação; 
 ABNT: NBR 6502/1995 
 Souza Pinto (2006) 
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FRAÇÃO LIMITES (ABNT) LIMITES (Pinto, 2006) 
Matacão de 20 cm a 1 m de 25 cm a 1 m 
Pedra de 6 cm a 20 cm de 7,6 cm a 25 cm 
Pedregulho de 2,0 mm a 60 mm de 4,8 mm a 76 mm 
Areia grossa de 0,60 mm a 2,0 mm de 2,0 mm a 4,8 mm 
Areia média de 0,20 mm a 0,60 mm de 0,42 mm a 2,0 mm 
Areia fina de 0,06 mm a 0,20 mm de 0,05 mm a 0,42 mm 
Silte 0,002 mm a 0,06 mm 0,005 mm a 0,05 mm 
Argila inferior a 0,002 mm inferior a 0,005 mm 
Partículas dos solos (cont.) 
 
 Frequentemente, limite entre silte e areia é 0,075mm: 
 #200: mais fina nos laboratórios 
 
 Silte + argila = fração fina; 
 
 Areia + pedregulho = fração grossa. 
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Constituição mineralógica 
 
 Mais comum que partículas sejam constituídas de um único 
mineral; 
 Quartzo: bastante resistente à desagregação e forma grãos 
se silte e areias; 
 Feldspatos: minerais mais atacados pela natureza e dão 
origem aos argilominerais (fração mais fina dos solos) 
 Argilominerais mais comuns: caulinita, ilita e esmectita 
(comportamento diferenciado de silte e areia). 
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Constituição mineralógica (cont.) 
 Argilominerais: 
 Estrutura complexa; 
 Silício e alumínio; 
 Apresentam comportamentos distintos, principalmente na 
presença d’água. 
 
 Caulinita (1:1): 
 Rede cristalina; 
 As camadas são mantidas 
juntas por pontes de hidrogênio; 
 
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Constituição mineralógica (cont.) 
 Ilita (2:1): 
 Ligadas por íons de potássio; 
 Ligações mais fracas; 
 Camadas livres; 
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 Esmectita (2:1): 
 Não há íons de potássio; 
 Água entre as camadas; 
Constituição mineralógica (cont.) 
 
 Comportamento das argilas é mais complexo devido às 
imperfeições na sua composição mineralógica: 
 Há argilas com elevada capacidade de absorção de água 
resultando em sua expansão quando em contato com água e 
sua contração considerável ao secar. 
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Sistema solo-água 
 
 Ordem decrescente de “Resistência” à água (“estabilidade”): 
Caulinita, ilita e esmectita; 
 
 Sensitividade das argilas – amolgamento; 
 
 Quando partículas de argila, na água, estão muito próximas: 
 Forças de repulsão: cargas líquidas negativas; 
 Forças de atração: forças de Van der Waals. 
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Sistema solo-água (cont.) 
 Combinação dessas forças leva a dois tipos básicos de 
estrutura: 
 Floculada: contatos 
de fazem entre faces 
e arestas; 
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 Dispersa: contatos face a face 
com partículas paralelas entre 
si. 
Sistema solo-água-ar 
 
 Solo não saturado: ar em bolhas oclusas ou canalículos 
intercomunicados 
 
 Tensão superficial  Tensão de sucção: diferença de pressão. 
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Identificação dos solos por meio de 
ensaios 
 Análise Granulométrica e Índices de Consistência; 
 
 Análise Granulométrica: 
 Duas fases: peneiramento e sedimentação (NBR 7181); 
 
 Peso (seco) do material que passa em cada peneira = % que 
passa representado graficamente em função da abertura 
nominal da peneira = “diâmetro” das partículas. 
 
 Peneiramento: separação fração fina e grossa. 
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Identificação dos solos por meio de 
ensaios (cont.) 
 Análise granulométrica (cont.) 
 
 Sedimentação: separação da porção mais fina do solo (silte e 
argila) 
 Lei de Stokes: velocidade de queda de partículas esféricas 
num fluido atinge um valor limite que depende do peso 
específico do material da esfera e do fluido, da viscosidade 
do fluido e diâmetro da esfera; 
 Partículas caem com velocidades proporcionais ao quadrado 
de seus diâmetros; 
 Com ou sem defloculante. 
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Identificação dos solos por meio de 
ensaios (cont.) 
 Análise granulométrica (cont.) 
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Identificação dos solos por meio de 
ensaios (cont.) 
 Análise granulométrica (cont.) 
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Identificação dos solos por meio de 
ensaios (cont.) 
 Índices de consistência (Limites de Atterberg): 
 Fração fina do solo  importante no comportamento dos 
solos; 
 Quanto menor a partícula, maior sua superfície específica; 
 Com a água, comportamento se difere com partículas 
diferentes, dependendo dos minerais; 
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pL wwIP 
Identificação dos solos por meio de 
ensaios (cont.) 
 Índices de consistência (Limites de Atterberg):(cont.) 
 wL e IP: índices de consistência dos solos; 
 wL é definido pelo teor de umidade do solo com o qual uma 
ranhura nele feita requer 25 golpes para se fechar numa concha. 
(Aparelho de Casagrande). (NBR 6459) 
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Identificação dos solos por meio de 
ensaios (cont.) 
 Índices de consistência (Limitesde Atterberg):(cont.) 
 wP é definido com o menor teor de umidade com o qual se 
consegue moldar um cilindro de 3 mm de diâmetro rolando-se o 
solo com a palma da mão. (NBR 7180) 
 IP – relação com a análise tátil-visual (rapidez com que o solo seca) 
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Atividade das argilas 
 Composição mineralógica variável – um solo com teor elevado de 
argila pode apresentar índices mais baixos do que um solo com 
pequenos teores de argila (argila muito ativa) 
 
 
 
 
 IA<0,75 = argila inativa; 
 0,75<IA<1,25 = argila normal; 
 IA>1,25 = argila ativa. 
 
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Exercícios a verificar: 
 Livro Carlos Souza Pinto (2006) – Aula 1 
Exercícios 1.3, 1.8 e 1.9 
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