3ª Aula MS Origem e Fomação dos Solos Parte2.pptx (1)

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MECÂNICA DOS SOLOS
UFERSA-ANGICOS
2017.2
Estrutura dos Solos
 Define-se como Estrutura do Solo, o arranjo das
partículas que compõem o solo Forças;
 A estrutura do solo influencia o seu comportamento
como material de engenharia.
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Tipos Principais de Estrutura dos Solos
A.Estrutura Granular Simples
Ocorre nos solos grossos;
Tamanho das partículas Força gravitacional;
Logo, ocorre a deposição individual das partículas, formando
uma estrutura SIMPLES ou UNIGRANULAR.
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Tipos Principais de Estrutura dos Solos
A. Estrutura Granular Simples
 Predominam as forças da gravidade
 Podem ser mais densas ou mais soltas – Grau de
Compacidade
 Características das areias e pedregulhos (solos
grossos)
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Estrutura dos Solos
Do ponto de vista da engenharia o comportamento mecânico e
hidráulico de um solo com estrutura simples, fica definido
principalmente por duas características:
1.COMPACIDADE
2.ORIENTAÇÃO DAS PARTÍCULAS
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Estrutura dos Solos
 Por que é importante saber se uma areia se encontra mais
compacta ou mais fofa?
obs: A metodologia para determinação do índice de vazios máximo de uma areia é 
estabelecida pelo método de ensaio NBR 12004 de 1990, da ABNT.
A metodologia para determinação do índice de vazios mínimo de uma areia é 
estabelecida pelo método de ensaio NBR 12051 de 1991, da ABNT.
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Estado da areia G. C
Areia fofa Abaixo de 0,33
Areia de compacidade média
Areia compacta
Entre 0,33 e 0,66
Acima de 0,66
Estrutura dos Solos Finos
Nos solos finos (siltes e argilas), a massa de
cada partícula é muito pequena, quando comparada
com as forças intermoleculares existentes nesses
solos(forças eletromagnéticas). A existência dessas
forças de atração faz com que os solos finos
apresentem estruturas dos tipos: Alveolar,
Floculenta e Mista.
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Tipos Principais de Estrutura dos Solos
a. Estrutura Floculenta
 Solos com partículas muito pequenas
As partículas ao sedimentarem se dispõem em
arcos os quais formam outros arcos
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FIGURA 1:Estrutura floculada
Tipos Principais de Estrutura dos Solos
B. Estrutura Alveolar
 Predominância da atração molecular sobre o seu
peso
 Dispõem-se em forma de arcos
 É comum em siltes
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Propriedades das Partículas Sólidas dos Solos
Natureza das Partículas
 Minerais
 Matéria Orgânica
 Fração Grossa Silicatos
 Fração Fina Caulinita, Montmorilonita e
Ilita
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Características das Partículas Sólidas dos Solos
Peso Específico das Partículas
 É a relação entre o peso das partículas sólidas e o
seu volume.
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Vs
Ps
s 
Características das Partículas Sólidas dos Solos
Densidade Relativa das Partículas (G)
 É a relação entre o peso das partículas sólidas e o
peso de igual volume de água pura a 4ºC.
 É uma grandeza adimensional
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Características das Partículas Sólidas dos Solos
Atividade da Superfície dos Solos Finos(Atividade
das Argilas)
 É a relação entre o índice de plasticidade e a
fração de argila presente no solo.
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Características das Partículas Sólidas dos Solos
Textura das Partículas dos Solos
É o tamanho relativo e a distribuição das partículas
sólidas do solo.
O estudo da textura é realizado através da análise
granulométrica do solo.
De acordo com a textura, os solos podem ser
classificados em solos GROSSOS e em solos FINOS.
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TABELA 1
FRAÇÃO LIMITES 
Pedra > 15 cm
Calhau de 60 mm a 15 cm
Seixo de 2 mm 60 mm
Areia Grossa de 0,60 mm a 2,0 mm
Areia média de 0,2mm a 0,6 mm
Areia fina de 0,06 mm a 0,2 mm
Silte de 0,002 mm a 0,06 mm
Argila Inferior a 0,002 mm
TABELA 1: LIMITES DAS FRAÇÕES DE SOLO PELO TAMANHO E
SUA RESPECTIVA CLASSIFICAÇÃO
Composição mineralógica das partículas 
sólidas do Solo
1. MINERAIS PRIMÁRIOS
2. MINERAIS SECUNDÁRIOS
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Tixotropia
É o fenômeno de recuperação da resistência coesiva
do solo, perdida pelo efeito do amolgamento,
quando este é colocado em repouso. Quando se
interfere na estrutura original de uma argila,
ocorre um desequilíbrio das forças inter-
partículas. Deixando-se este solo em repouso, aos
poucos vai-se recompondo parte daquelas ligações
anteriormente presentes entre as suas partículas.
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Composição química e características dos
Argilominerais
Os argilominerais apresentam em sua
composição química silicatos complexos de
alumínio, formados por duas unidades básicas:
tetraedro de sílica e octaedro de alumínio, como
mostra a figura 2.
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FIGURA 2: TETRAEDROS DE SÍLICA
Composição Química e Características dos
Argilominerais
Os argilominerais são partículas cristalinas muito
pequenas, menores que 2µm, que formam as camadas
de argilas;
Estes argilominerais cristalinos encontram-se
divididos em duas classes: silicatos cristalinos com
reticulado em camadas ou lamelas e silicatos
cristalinos com reticulado de estrutura fibrosa;
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Composição Química e Características dos
Argilominerais
Como para mecânica dos solos, os argilominerais
reticulado em camadas são de grande importância,
será dado destaque apenas para estes que são
divididos em três grandes grupos: caulinita, ilita e
montmorilonita.
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Composição Química e Características dos
Argilominerais
1. CAULINITA
A caulinita é o grupo de argilominerais formados
por camadas 1:1, ou seja, a combinação alternada
de uma lâmina de sílica e de uma de alumínio que
estão ligadas entre si, em uma única camada,
através dos oxigênios presentes nessas lâminas.
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LÂMINA 
DE 
ALUMÍNIO
LÂMINA 
DE SÍLICA
FIGURA 3: ESTRUTURA DA CAULINITA
Composição Química e Características dos
Argilominerais
2. MONTMORILONITA
A montmorilonita é o grupo dos argilominerais 
formado pelo empilhamento ao acaso de duasfolhas de tetraédricas de silicato com uma folha 
octaédrica de alumínio no meio, ligadas entre si 
pelo oxigênio comum às folhas, como mostra a 
figura 4.
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LÂMINA
DE SÍLICA
LÂMINA DE ALUMÍNIO
LÂMINA
DE SÍLICA
FIGURA 4: ESTRUTURA DA MONTMORILONITA
Composição Química e Características dos
Argilominerais
3. ILITA
A ilita é o grupo dos argilominerais que apresenta
estrutura semelhante à da montmorilonita, porém elas são
diferentes nas suas composições químicas. A ilita é
formada por uma folha octaédrica de gipsita entre duas
folhas tetraédricas de silício, de maneira a apresentar-se
esquematicamente com mostra a figura 5.
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LÂMINA DE 
GIBSITA
LÂMINA
DE SÍLICA
LÂMINA
DE SÍLICA
Composição Mineralógica das Partículas do Solo
Com base na composição química e mineralógica dos solos,
os mesmos podem ser classificados em:
 SOLOS GRANULARES OU GROSSOS São solos
originados do intemperismo físico, constituídos por
minerais primários, agrupados em silicatos (feldspatos,
quartzo, micas); óxidos (hematita, limonita); carbonatos
(calcita e dolomita) e sulfatos (gesso). Nestes solos, o
comportamento mecânico e hidráulico ocorre devido a sua
densidade relativa e não da sua composição mineralógica e
química.
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Forma dos grãos dos Solos
A forma das partículas presente em uma massa de
solo é tão importante quanto à distribuição
granulométrica, pois a mesma tem influência
significativa nas propriedades de um solo dado;
A forma da partícula geralmente pode ser dividida
em três categorias principais: Volumosa, Laminar e
Fibrilar.
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Forma Volumosa
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FIGURA 6: PARTÍCULAS VOLUMOSAS
Forma Laminar
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FIGURA 7: PARTÍCULAS LAMINAR
Superfície Específica
 Denomina-se de superfície específica de um
solo a soma da área de todas as partículas
contidas em uma unidade de volume ou
peso.
 A superfície específica dos argilominerais
é geralmente expressa em unidades como
m² /m³ ou m² /g.
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Superfície Específica
 Quanto maior o tamanho do mineral menor a
superfície específica do mesmo. Deste modo, pode-
se esperar que os argilominerais do grupo 2:1
possuam maior superfície específica do que os argilo-
minerais do grupo 1:1.
 A montmorilonita, por exemplo, possui uma
superfície específica de aproximadamente 800 m²
/g, enquanto que a ilita e a caulinita
possuem superfícies específicas de
aproximadamente 80 e 10 m² /g, respectivamente.
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Fase Sólido- Água- Ar
 O solo é constituído de uma fase liquida, uma fase
gasosa e uma fase sólida.
Fase Sólida
Esta fase é caracterizada pelo seu tamanho, forma,
distribuição e composição mineralógica dos grãos,
conforme já apresentado anteriormente.
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Fases Gasosa
Fase composta geralmente pelo ar do solo em
contato com a atmosfera, podendo-se também
apresentar na forma oclusa (bolhas de ar no interior
da fase água).
A fase gasosa é importante em problemas de
deformação de solos e é bem mais compressível
que as fases sólida e líquida.
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Água Livre
Preenche os vazios dos solos. Pode estar em equilíbrio
hidrostático ou fluir sob a ação da gravidade ou de outros
gradientes de energia.
Água Capilar
É a água que se encontra presa às partículas do solo por
meio de forças capilares. Esta se eleva pelos interstícios
capilares formados pelas partículas sólidas, devido a
ação das tensões superficiais nos contatos ar-água-
sólidos, oriundas a partir da superfície livre da água.
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Água Adsorvida (Adesiva)
É uma película de água que adere às partículas dos
solos finos devido a ação de forças elétricas
desbalanceadas na superfície dos argilo-minerais.
Está submetida a grande pressões, comportando-se
como sólido na vizinhança da partícula de solo.
Água Higroscópica
É a água que o solo possui quando em
equilíbrio com a umidade atmosférica e a
temperatura ambiente.
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