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Disciplina: Mecânica dos solos Prof.ª: Verônica Alves Mota ENGENHARIA CIVIL OBJETIVOS Mecânica dos Solos; Origem e Formação dos Solos; Relações interdisciplinares; Aplicações. 1 MECANICA DOS SOLOS 2 Solo Agricultura/Geologia/Engenharia: Estudo das propriedades físicas e mecânicas, prevendo seu comportamento em aplicações na Engenharia. Todas as obras de Engenharia Civil se assentam sobre o terreno e inevitavelmente requerem que o comportamento do solo seja devidamente considerado. MECANICA DOS SOLOS 3 SOLO: 1. Variedade de tipos de solo; 2. Diferentes densidades e conteúdo de água (umidade); 3. Complexa disposição ao longo das camadas. MECANICA DOS SOLOS 4 Diferentes visões - CONCEITOS: Língua portuguesa: Chão ( do latim “solum”); Agricultura: sustentação das raízes; Geologia: sobrejacente a rocha; Engenharia civil: aglomerados usado como material na construção civil e como suporte. MECANICA DOS SOLOS 5 CONCEITO: Material da crosta terrestre, não consolidado, que geralmente se distingue das rochas, de cuja decomposição em geral provêm, por serem suas partículas desagregáveis pela simples agitação dentro da água. MECANICA DOS SOLOS 6 CONCEITO: Material resultante da decomposição das rochas pela ação de agentes de intemperismo. MECANICA DOS SOLOS 7 CONCEITO – ENGENHARIA RODOVIÁRIA: Material orgânico ou inorgânico que possa ser escavado com pá, picareta, escavadeiras etc, sem o uso de explosivos. MECANICA DOS SOLOS Solo Exemplos de definições segundo as diferentes áreas: Engenharia civil: material escavável, que perde sua resistência quando em contato com a água. Agronomia: camada superficial de terra arável, possuidora de vida microbiana. Arqueologia: material no qual se encontram registros de civilizações e organismos fósseis. Geologia: produto do intemperismo físico e químico das rochas. PEDOLOGIA: camada viva que recobre a superfície da terra, em evolução permanente, por meio da alteração das rochas e de processos pedogenéticos comandados por agentes físicos, biológicos e químicos. Esta é a ciência que estuda a formação do solo, iniciada na Rússia por Dokuchaiev :1880. MECANICA DOS SOLOS 9 Rochas Atmosfera Processos: Físicos; Químicos; Físico-químicos; Biológicos Solo Intemperismo Origem e formação dos solos MECANICA DOS SOLOS 10 Intemperismo físico ou mecânico Desintegração da Rocha - Variação de temperatura; - Alívio de pressões; - Crescimento de cristais; - Hidratação dos minerais; - ... MECANICA DOS SOLOS 11 Intemperismo físico ou mecânico Desintegração da Rocha Resulta: - Sedimentos de variados tamanhos; - Mantém-se a mesma composição mineralógica. MECANICA DOS SOLOS 12 Intemperismo químico Reações químicas Agentes: - Oxidação; - Carbonatação; - Hidratação... MECANICA DOS SOLOS 13 Formação dos solos: fatores importantes -Rocha de origem; -Clima; -Relevo; -Vegetação; -Tempo de atuação. MECANICA DOS SOLOS 14 Formação dos solos: fatores importantes Rocha de origem Composição mineralógica e textura. MECANICA DOS SOLOS 15 Formação dos solos: fatores importantes Clima Temperatura; Chuva. Ex. região equatorial intemperismo químico região de clima temperado Intemperismo físico e químico MECANICA DOS SOLOS 16 Formação dos solos: fatores importantes Relevo Percolação; Infiltração; Velocidade superficial da água; Erosão. Solos em rampas mais íngremes diferentes daqueles de locais mais planos. MECANICA DOS SOLOS 17 Formação dos solos: fatores importantes Vegetação Ácidos orgânicos atacam a rocha e dependem da vegetação do local. MECANICA DOS SOLOS 18 Tempo de atuação dos fatores Originam diferentes tipos de solos. Formação dos solos: fatores importantes MECANICA DOS SOLOS 19 Formação dos solos: fatores importantes Resultado da fragmentação e alteração química das rochas; Atuação de microrganismos que colonizam os minerais, liberando os nutrientes; Quando morrem, os restos de todos esses organismos vão sendo decompostos e passam a formar o húmus; A ação da água que se infiltra no terreno, transportando sais minerais; Neste processo é que se forma o solo; Que se organiza em camadas (como uma torta de mil folhas), cada uma com aspecto e composição diferentes. MECANICA DOS SOLOS 20 Formação dos solos MECANICA DOS SOLOS 21 Formação dos solos O solo é um corpo vivo Dinâmico e complexo Matéria mineral Matéria orgânica Água Ar. O solo DEVE ser encarado como uma interface entre o ar e a água (entre a atmosfera e a hidrosfera), sendo imprescindível à produção de biomassa. Assim, o solo não é inerte, o mero local onde assentamos os pés, ou simples suporte para habitações e outras infra-estruturas indispensáveis ao ser humano. MECANICA DOS SOLOS 22 Formação dos solos É no solo que se desenvolve a maior parte da vida terrestre, fluvial, lacustre e marítima. Os seres vivos, bem como o vento e as águas, são os agentes de formação e modificação do solo. MECANICA DOS SOLOS 23 Formação dos solos: Tamanho do Solo e os Horizontes do Solo Na maior parte têm entre 1 e 1,5 metro de profundidade. Ao analisar o solo, considera-se sua fisionomia física antes de estudar a composição química. A figura a seguir apresenta os horizontes do solo: Horizonte O, A, B, C MECANICA DOS SOLOS 24 Formação dos solos: Tamanho do Solo e os Horizontes do Solo MECANICA DOS SOLOS 25 Formação dos solos: Horizontes do Solo Horizonte O: I. Primeira camada superficial. II. detritos vegetais e substâncias húmicas III. bem visível em áreas de florestas IV. Distingue-se pela coloração escura e pelo conteúdo em matéria orgânica. Horizonte A: I. Segunda Camada contendo minerais II. É onde ocorre grande parte da atividade biológica III. Apresenta coloração mais escurecida pela presença de matéria orgânica. MECANICA DOS SOLOS 26 Formação dos solos: Horizontes do Solo Horizonte B: I. Pouca matéria orgânica II. Acúmulo de compostos de ferro, argila e minerais. I. Quartzo, areia, silte. III.É o horizonte de maior acúmulo. Horizonte C: I. Camada mineral de material não consolidado II. Em processo de formação de solo III. Poucas propriedades identificadoras de qualquer outro horizonte. MECANICA DOS SOLOS 27 Formação dos solos: 5 fatores básicos 1. Material de Origem: a ação do ambiente nas rochas. 2. Clima: precipitação e temperatura regulam a velocidade das reações químicas. Chuvas, temperatura, agem acelerando ou retardando a formação do solo. 3. Relevo: a topografia e a cobertura vegetal regulam a velocidade do escoamento das águas pluviais. Isto interfere na quantidade de água que se infiltra no solo. MECANICA DOS SOLOS 28 Formação dos solos: 5 fatores básicos 4. Microrganismos: a decomposição de matéria orgânica libera gás carbônico cuja concentração no solo pode ser até 100 vezes maior que na atmosfera. 5. Tempo: variável dependente dos outros 4 fatores, o tempo de formação pode ser maior ou menor.MECANICA DOS SOLOS 29 Tipos de solos O tamanho e a natureza dos minerais que compõem o solo determinam estas características: ARENOSO: 70% de sua composição é areia. Composto de grãos relativamente grandes facilitando que a água se infiltre se acumulando nas camadas mais profundas. Retendo pouca água secam com muita facilidade, dificultam o crescimento de plantas. MECANICA DOS SOLOS 30 Tipos de solos O tamanho e a natureza dos minerais que compõem o solo determinam estas características: Argiloso contém muita argila e a água é retida por muito tempo nos pequenos espaços entre os grãos de argila, originando o barro. Este tipo de solo, encharca com facilidade e por isso também dificulta o crescimento das plantas. Formam pequenos grãos semelhantes ao pó-de-café. MECANICA DOS SOLOS 31 Tipos de solos O tamanho e a natureza dos minerais que compõem o solo determinam estas características: Solos escuros: Ricos em matéria orgânica (também chamada de húmus), ricos em nutrientes, principalmente o nitrogênio. Também denominados de solos orgânicos apresentam alta fertilidade, e normalmente proporcionam excelentes condições para o crescimento das plantas. MECANICA DOS SOLOS 32 Tipos de solos O tamanho e a natureza dos minerais que compõem o solo determinam estas características: Solos siltosos: Possuem grande quantidade de silte, são muito erosíveis. O silte não se mistura como a argila, suas partículas são muito pequenas e leves. Silte: são partículas do solo com diâmetro entre 0,053 mm e 0,002 mm. Partículas menores que silte são chamadas de argila, e maiores, de areia MECANICA DOS SOLOS 33 Tipos de solos O tamanho e a natureza dos minerais que compõem o solo determinam estas características: Solo calcáreo: A quantidade de calcário nesse tipo de solo é maior que em outros solos. Desse tipo de solo é retirado o calcário que é destinados à agricultura e à pecuária. Esse solo também fornece a matéria-prima para a fabricação de cal e do cimento, que são utilizados em construções. MECANICA DOS SOLOS 34 Classificação dos solos Quanto a sua origem: a) Residuais (local da rocha matriz) ; b) Transportados (levados por agentes); c) Orgânicos (resultados da decomposição de vegetais e animais). MECANICA DOS SOLOS 35 Classificação dos solos SOLOS TRANSPORTADOS: Agentes de transporte: Aluviais; Marinhos; Eólicos; Glaciais. MECANICA DOS SOLOS 36 Classificação dos solos SOLOS RESIDUAIS: Os solos residuais são bastante comuns no Brasil, principalmente na região Centro-Sul em função do clima. Todo tipo de rocha forma solo residual, sua composição depende do tipo e da composição mineralógica, da rocha que lhe deu origem. MECANICA DOS SOLOS 37 Classificação dos solos SOLOS RESIDUAIS: MECANICA DOS SOLOS 38 Classificação dos solos SOLOS DE ALUVIÃO: Os materiais sólidos que são transportados e arrastados pelas águas e depositados nos momentos em que a corrente sofre uma diminuição na sua velocidade, constituem os solos aluvionares ou aluviões. Exemplo: depósitos de argilas, muito utilizados em cerâmicas. MECANICA DOS SOLOS 39 Classificação dos solos SOLOS ORGÂNICOS: Os locais de ocorrência dos solos orgânicos são em áreas topográficas e geograficamente bem localizadas: em bacias e depressões continentais, nas baixadas marginais dos rios, e nas baixadas litorâneas. MECANICA DOS SOLOS 40 APLICAÇÕES Fundações; Aterros; Estabilidade de taludes; Escavações; Estruturas de contenção; Solos como material de construção; Solos como elemento para disposição de resíduos. MECANICA DOS SOLOS: exercícios de fixação 41 1. Quais são os fatores de formação de solo (fatores pedogenéticos)? 2. Como o clima afeta a formação do solo? 4. Como o relevo afeta a formação do solo? 5. Como o material de origem afeta a formação do solo? 6. Como o tempo (cronológico) afeta a formação dos solos? 7. O que são horizontes do solo? 8. Cite os componentes do solo. 9. Faça uma resenha dos tipos de problemas de engenharia associados com solos que você conhece e apresente a natureza de possíveis limitações que possam ocorrer devido às características do solo e seus efeitos nos projeto e construção.
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