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Fatores que influenciam a formação dos solos: • Material de origem (rocha ou solo) • Clima • Relevo • Biosfera • Tempo 1 Ígneas Sedimentares Metamórficas G eo te cn ia I Origem dos Solos Rochas Ígneas • As rochas ígneas provém do resfriamento e consolidação do magma, e por isso de origem endógena. • Magma: rocha no estado de fusão • Lava: magma que atinge a superfície da Terra. • Classificação – Extrusivas: o magma sobe até a superfície por uma chaminé e forma um corpo sólido esparramando-se (derrame). – Intrusivas: forma-se quando o magma introduz-se por baixo de uma rocha encaixante pré-existente e esta tem resistência suficiente para não permitir a subida até a superfície. Rochas Sedimentares • Rochas que provem da disposição de restos ou detritos de rochas mais antigas, ou de seres vivos. • Características – Estrutura estratificada – Homogênea: precipitação regular, constante e homogênea de sedimentos que formam espessas camadas. – Heterogênea: disposição irregular e heterogênea de sedimentos de diversas dimensões. – Erosão, Transporte e Deposição • Erosão: destruição da fraca consistência superficial do solo e sua remoção pelos agentes de transporte – Atuação dos agentes de transporte • Arredondamento dos grãos; • Granulometria – Bem graduado; – Mal graduado. Rochas Sedimentares Rochas Metamórficas • É o processo de transformação de uma rocha pré- existente. Ocorre com a variação de pressão e temperatura, e ação de fluidos sobre a rocha pré- existente. • Derivadas de outras rochas pré-existentes que sofreram mudanças mineralógicas, químicas e estruturais no estado sólido, em resposta a alteração físicas e químicas do meio. • Estas novas condições podem determinar a instabilidade dos minerais pré-existentes que sofreram transformações adaptando-se às novas condições. Sedimento Original Diagênese Metamorfismo Friável Rocha branda Rocha dura Pedregulho Conglomerado Metaconglomerado Areia Arenito Quartzito Silte Silito Filito > Xisto > GnaisseArgila Argilito Rochas Metamórficas 7 EVOLUÇÃO do solo: G eo te cn ia I Origem dos Solos Classificação Quanto à Origem Solos lateríticos: apresentam elevada concentração de ferro e alumínio, ficando assim avermelhados. Quando compactados possuem alta capacidade de suporte. Solo Jovem (solo residual): é um solo que ainda contém características da rocha que lhe deu origem, é pouco intemperizado e encontram-se no local onde foram formados. • solo residual maduro: é um solo superficial e que perdeu a estrutura original da rocha mãe e tornou-se relativamente homogêneo; • solo saprolítico: solo que mantém a estrutura original da rocha mãe, inclusive veios intrusives, fissuras e xistosidade, mas perdeu a consistência de rocha, solo residual jovem. • rocha alterada: horizonte em que a alteração progrediu ao longo de fraturas, deixando intactos grandes blocos de rochas. 9 Origem dos Solos Solos transportados: são aqueles que foram levados por algum agente de transporte. • solos coluvionares: são formados por ação da gravidade e água; • solos aluvionares: são resultantes do carreamento pela água (deposição em camadas/paralelas); • solos eólicos: são solos transportados pelo vento (deposição em camadas/cruzadas); • glaciais: solos transportados por geleiras. Solos orgânicos Solos lateríticos: apresentam elevada concentração de ferro e alumínio, ficando assim avermelhados. Quando compactados possuem alta capacidade de suporte. 10 Origem dos Solos Tais depósitos são formados por grãos de tamanho muito variável, inclusive blocos de rocha (obs.: nem sempre todo transporte coluvial é tão violento). A composição desses depósitos depende do tipo de rocha existente nas paredes mais elevadas. A existência desses solos normalmente é desvantajosa para projetos de engenharia pois são normalmente materiais inconsolidados, permeáveis, sujeitos a escorregamentos, etc. Solos Transportados – Características do Solo • Forma dos grãos; • Composição mineralógica; • Tamanho dos grãos (Análise Granulométrica); • Estrutura (Índices Físicos). Solo 13 Sistema solo-água-ar FASES do solo !!! Origem dos Solos Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento (NBR 8036) Métodos Diretos Mecânicos Sondagem a Percussão do tipo SPT Métodos Diretos Mecânicos Sondagem a Percussão do tipo SPT Ensaio: Métodos Diretos Mecânicos Sondagem a Percussão do tipo SPT - Ensaio: ÍNDICES FÍSICOS Condição seca não há o Pw e Vw Condição saturada Vw = Vv Pt = Ps + Pw e e ws sat 1 . 1 d se Permeabilidade dos solos O solo é um material complexo, composto de três fases: sólida, líquida e gasosa. Os solos, em geral, têm seus poros conectados entre si, além de apresentar fissuras ou outros caminhos preferenciais pelos quais fluídos podem circular. A facilidade com que a água flui através de um meio poroso como o solo, constitui uma importante propriedade conhecida como permeabilidade de um determinado solo é quantificada pelo COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE (K). A B As rochas são consideradas impermeáveis, embora a presença de fissuras permita a percolação. O controle do regime de movimentação das águas no interior do solo é muito importante em diferentes obras de engenharia. A água pode atuar sobre elementos de contenção, estruturas hidráulicas e pavimentos e gerar condições desfavoráveis à segurança e à performance destes elementos. Percolação de água em um meio poroso, como o solo. Em caminho sinuoso formado pela conexão dos poros entre os pontos A e B. Permeabilidade = É a propriedade que reflete a maior ou menor facilidade que o solo oferece para o escoamento da água através dele. Mantendo-se o nível dos reservatórios constantes e impondo à amostra, de comprimento L, um gradiente hidráulico (i=h/L), a vazão é dada pela lei de Darcy: AikA L h kQ .. sendo: Q = vazão; k = coeficiente de permeabilidade; i = gradiente hidráulico; A = área da seção transversal da amostra do solo. A Lei de Darcy é válida para fluxo LAMINAR, caracterizada por número de Reynolds (R)<2000. (Para solos, verifica-se: 0,1<R<75). Permeâmetro de Carga Constante Empregado em solos granulares (areias e solos arenosos). Logo: A L h kAikQ .. )( )( tempot volumeV Q Aht LV k .. . Permeâmetro de Carga Variável Usados em solos de baixa permeabilidade, nos quais o volume de água que percola é muito pequeno. Na bureta: dt dh adQ No solo: A L h kdQ A L h k dt dh a 2 1 log. . ..3,2 h h tA aL k Eq. da continuidade: Integrando h e t Fluxo Bidirecional: Exemplos de Redes de fluxo Percolação em Pranchada Percolação por baixo de barragens Percolação interna a barragem Fonte: Craig, 2003.
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