Solos colapsíveis e expansivos

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Solos colapsíveis
e expansivos
ACADÊMICOS:
BRUNNA CHAGAS C SILVA
GABRIELA FREIRE DIOGO DE OLIVEIRA
JORDANA ALVES DE SOUSA
MATHEUS NUNES DOS SANTOS
NATHÁLIA EVELLIN DE SOUZA SILVA
Solos colapsíveis x Solos expansivos
❖ Solos não saturados, com estrutura porosa ou instável, com partículas
interligadas por argila, óxido de ferro, alumínio ou carbonatos.
❖ Solos de origem recente e de fácil drenagem de regiões tropicais
úmidas com lixiviação dos horizontes superficiais.
❖ Solos em regiões onde a evapotranspiração excede a precipitação,
regiões de alternância de estações secas e chuvas intensas e
concentradas.
❖ Solos não saturados, com minerais argílicos, montmorilonita ou
vermiculita.
❖ Contrações e expansões com a aparecimento de superfícies de
fricção.
❖ Solos com drenagem baixa e atividade alta, derivados de rochas
ígneas e sedimentares.
❖ Solos em regiões onde a evapotranspiração excede a precipitação,
regiões semiáridas de clima tropical e temperado.
• Solos 
colapsíveis
• Solos 
expansivos
Solos colapsíveis
Critérios de identificação
𝑃𝐶 = 100 ∗
ℎ𝑐−ℎ𝑖
1+ℎ𝑖
, para PC >2% 
SOLO COLAPSÍVEL
Critério de Gibbs 
(1961) 
Jennings & Knight
Influência do estado de tensões sobre as 
deformações por colapso
Os autores notaram que as
deformações volumétricas, resultantes
da mudança no estado de tensão ou
devido ao umedecimento
dependeram da média das tensões
principais totais e foram
independentes da razão entre as
tensões principais totais, enquanto as
deformações laterais e axiais
dependeram significativamente da
razão entre as tensões principais.
Potenciais de colapso axiais versus tensão axial 
Ensaios de compressão triaxial com tensão confinante de 50 kPa e 
umedecidos sob diversos estados de tensão: 1- Deformações axiais;
2 - deformações radiais 
Influência da sucção e da umidade nas
deformações volumétricas de solos não saturados
• Análise do comportamento de novas variáveis;
• Deformações por umedecimento ocorrem em solos não saturados;
• A sucção tende a enrijecer o solo e a aumentar a tensão de pré-adensamento;
• Índices de compressão tendem a aumentar com a sucção;
• O aumento da umidade torna mais compressível o solo.
Coeficiente de empuxo em repouso K0
• As tensões laterais para a condição de repouso dependem da sucção;
• A sucção tende a diminuir as tensões laterais com o enrijecimento do solo;
• O umedecimento tende a aumentar as tensões laterais.
Solos expansivos
• O potencial expansivo dos solos está ligado à:
• Fatores condicionantes ligados ao solo: distribuição de partículas de
argila, porosidade, orientação mineralógica;
• Fatores estruturais: perfil estratigráfico, espessura do solo,
descontinuidade;
• Natureza da fração argilosa e de sua formação.
Solos expansivos
Critérios de identificação 
• A identificação é essencial no sucesso de
projetos de engenharia;
• Os índices tradicionais de caracterização do
solo (SPT, granulometria, índice de consistência)
não são capazes de identificar se um solo é
colapsível ou expansivo;
• Definição de métodos para identificar esse
comportamento:
• Métodos indiretos;
• Métodos diretos.
Métodos de identificação de 
solos expansivos.
Solos expansivos
Critérios de identificação
• Classificação de solos expansivos com base em limites de
consistência e em expansão e tensão de expansão.
• Métodos para determinação da tensão de expansão:
• 1: Carregamento após expansão com diferentes tensões verticais de
consolidação;
• 2: Expansão e colapso sob tensão;
• 3: Volume constante;
• 4: Rao et al;
• 5: Justo et al;
• 6: Edométrico duplo.
Classificação do grau de expansão relacionada ao LL e ao IP.
Classificação de solos com base na expansão livre e na tensão de expansão.
Comportamento de variação de volume
devido à mudança de umidade
• A expansibilidade e colapsibilidade dos solos dependem de uma série
de fatores associados a trajetórias de tensão, estrutura, variação de
umidade, vazão de inundação e o tipo de fluido permeante.
• O processo de expansão e colapso ocorrem simultaneamente.
• Exemplo:
• Argila com alta plasticidade de Petrolina – PE.
(a) Regiões de expansão, colapso e contração.
(b) Colapso e expansão devido a inundação com o tempo
• As fissuras reduzem de dimensão conforme a
profundidade;
• Com o aumento da umidade, o solo se expande e
as fissuras menores tendem a desaparecer;
• Solo absorveu água → a massa de solo se tornou
mais plástica.
Influência do tipo de permeante sobre o 
colapso e expansão de alguns solos
• Argila porosa de Brasília – DF.
• Regiões central e oeste de São Paulo
T = 0 (PH < 11)
colapso de 2,5% (PH = 13)
• Latossolo vermelho-escuro de Brasília – DF.
• Areia argilosa e argila siltosa.
Referências bibliográficas
[1] CAMAPUM, J. DE C. et al. Solos Não Saturados no Contexto
Geotécnico. 1. ed. São Paulo: Associação Brasileira de Mecânica dos
Solos e Engenharia Geotécnica, 2015.