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AULA 1 Histórico da Mecânica dos Solos

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MECÂNICA DOS SOLOS 
MECÂNICA DOS SOLOS I 
 
1. Qual a relação do intemperismo com a formação e tipos de 
solos? 
2. Diferencie intemperismo de erosão 
 
3. Quais os fatores de formação dos solos? 
 
4. Qual a relação entre a posição dos minerais na serie de Bowen 
e os tipos de solos e rochas? 
Os conhecimentos básicos da Mecânica dos Solos para a o curso de 
Engenharia Civil, assim como para profissionais atuantes nesta área de 
especialização, vem da necessidade de se compreender itens como: 
 
a) Aprender a entender e poder avaliar as propriedades dos materiais 
geológicos, em particular o solo; 
 
b) Aplicar o conhecimento dos solos de uma maneira prática para projetar 
obras geotécnicas de forma segura e econômica; 
 
c) Desenvolver e progredir no conhecimento da Mecânica dos Solos 
através da pesquisa e experiência, e então acrescentar novos 
conhecimentos conceituais, e 
 
d) Estender conhecimentos a outros ramos do aprendizado ainda a serem 
desenvolvidos. 
UMA BREVE HISTÓRIA DA MECÂNICA DOS SOLOS 
O engenheiro geotécnico tem ainda que lembrar de duas importantes 
responsabilidades: 
 primeiro, projetar e construir estruturas seguras, 
 
 e segundo, dar proteção às vidas das pessoas que usam ou passam 
sob estas estruturas. 
Por causa destas razões, e também porque o solo é considerado não apenas 
material de fundação (que serve de suporte às estruturas), mas também como 
material de construção (barragens de terra, rodovias, etc), os engenheiros 
devem ter um sólido conhecimento das propriedades e comportamento dos 
solos. 
O solo é formado pela natureza, apresentado como consequência uma 
ampla variação das suas propriedades físicas sendo a maioria delas 
variáveis em relação a determinadas condições. Esta tendência dos 
solos variarem nas suas propriedades físicas é uma contradição se 
compararmos com o comportamento dos materiais manufaturados como 
o aço, concreto, ferro, etc, cujas propriedades são relativamente 
constantes. 
As propriedades dos solos dependem do tipo do solo, estas por sua vez 
são mais ou menos desfavoravelmente afetadas por muitos fatores, 
incluindo a presença da umidade, proximidade com águas subterrâneas, 
umidade do ar, enchentes, congelamento e descongelamento, etc. 
Uma das dificuldades para tratar o solo como um material é que as suas 
propriedades físicas no campo podem variar entre distâncias 
consideravelmente pequenas (ordem de 1 m, ou até menos). 
A influência da água no desempenho do solo quando 
carregado é um dos fatores mais importantes. Na Mecânica 
dos Solos, a umidade é considerada como um dos fatores 
que regem as propriedades dos solos. 
Nenhum engenheiro, arquiteto ou construtor pode ignorar o problema de 
investigação das propriedades físicas locais e a possibilidade das 
variações destas decorrentes da variação da umidade durante e após a 
construção da obra. 
 
Uma investigação detalhada destas propriedades é a melhor maneira de 
se evitar o colapso do sistema solo-estrutura, além dos problemas de 
exploração, manutenção, financeiro, etc, que podem ocorrer no futuro. Se 
as propriedades dos solos forem estudadas convenientemente os 
resultados consequentes interpretados corretamente e inteligentemente 
aplicados num projeto e posterior construção desta obra, as falhas 
podem ser evitadas. 
SOLO. MECÂNICA DOS SOLOS. ENGENHARIA DE SOLOS. 
O termo solo, como usado pelos engenheiros e adotado em Mecânica dos Solos, 
cobre uma faixa muito ampla de variação de materiais do que o usado em outras 
áreas. 
Para: agrônomo - geólogo – pedólogo – engenheiro civil 
Sob o ponto de vista da tecnologia do solo, o termo “solo” compreende 
toda espessura da crosta terrestre que seja acessível e possível de ser 
utilizada e explorada em termos práticos para solução de problemas de 
engenharia. 
Na Engenharia de Fundação ou Obras de Terra, o suporte é quase 
sempre uma rocha não consolidada, particularmente quando o terreno for 
rígido e localizado abaixo da sua superfície. Isto necessita de 
investigação e avaliação das propriedades físicas e do comportamento 
do solo submetido às tensões estruturais. Portanto, o termo “solo” na 
Engenharia Civil inclui não apenas a pedologia do solo, mas também 
qualquer material não adensado, incluindo a água no solo, que pode ser 
encontrado entre a superfície do terreno e a rocha. Em outras palavras, a 
definição do engenheiro inclui todos os materiais, ou todo o perfil do 
terreno. 
A NATUREZA DO SOLO 
Uma grande parcela das dificuldades enfrentadas em fundações é devida 
à natureza do solo. Normalmente estes materiais de construção são 
escolhidos de forma que melhor se adapte às condições de uma dada 
tarefa. 
 
Portanto um dado depósito pode ser aceito ou recusado. 
 
 Esta situação pode existir dependendo das condições ou situações, e o 
único recurso é escolher um outro depósito se aquele desejado 
apresentar condições inadequadas. 
 
Se as características do solo são inadequadas, pode ser possível, 
ocasionalmente, serem melhoradas pela injeção de alguma substância; a 
maioria dos casos, no entanto, o solo deve ser empregado nas suas 
condições naturais. 
É totalmente impossível usar alguns solos como material de fundação 
(????). 
Duas amostras de solo coletadas em pontos relativamente próximas, 
mesmo que sejam da mesma camada descrita como relativamente 
homogênea, podem ter propriedades muitos diferentes. 
Além da natureza variável, o solo é um material difícil de ser tratado por 
causa da complexidade das suas propriedades físicas, por isso torna-se 
necessário considerar um grande número de propriedades quando se 
deseja informações razoavelmente completas para a finalidade do seu 
uso. 
Alguns solos orgânicos são tão compressíveis que devem ser 
evitados. Outros solos são satisfatórios sob certas condições de 
carregamentos; argilas moles é um exemplo. Materiais mais 
indicados para fundação são areias, pedregulhos, argilas rígidas, 
solos cimentados, e rocha; é interessante notar que fundação em 
rocha pode ser inadequada por causa do elevado custo de 
escavação para se chegar à cota desejada. Nenhum outro tipo de 
material tem tão ampla variação das características do que o solo. 
Um dos maiores riscos que se pode correr no campo de Engenharia de 
Construções é iniciar uma obra sem um conhecimento tão perfeito quanto 
possível do terreno (rocha ou solo) de fundação. 
Apenas para justificar (como se necessário fosse) indicamos na figura seguinte o 
caso da fundação de um arco de ponte que, por deficiência de estudos 
geotécnicos, comportar-se-ia de maneira instável pela possibilidade de 
deslocamento do “bloco de rocha” (suposto erroneamente um maciço rochoso) 
em que se apoiam as estacas. 
ELEMENTOS CONSTITUINTES DE UM SOLO 
Água Capilar 
Água Adesiva/Adsorvida 
Água Livre 
Água Capilar 
Água higroscópica 
Partícula de Argila/água de constituição 
A água contida no solo pode ser classificada em: 
a. Água de constituição: é aquela que faz parte da estrutura 
molecular da partícula sólida. 
 
b. Água adesiva ou adsorvida: é a película de água que envolve 
a partícula sólida e a ela se adere fortemente (0,005μ). 
 
c. Água livre: é a que se encontra em uma determinada zona do 
terreno (na superfície ou em profundidade) enchendo todos os 
seus vazios. O seu estudo rege-se pelas leis da hidráulica. 
 
d. Água higroscópica: é a que ainda se encontra em um solo 
seco ao ar livre. 
 
e. Água capilar: é aquela que nos solos de grãos finos sobe pelos 
interstícios "capilares“ deixados pelas