Aula 1 Origem e Formação

Prévia do material em texto

29/01/2017
1
MECÂNICA DOS SOLOS 
Professora: Ana Paula Gomes
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
� Todas as obras de engenharia civil de se
apóiam no solo;
Exemplos 1:
� BarragensBarragensBarragensBarragens;
� AterrosAterrosAterrosAterros dededede estradaestradaestradaestrada;;;;
� PontesPontesPontesPontes ;;;;
� EdificaçõesEdificaçõesEdificaçõesEdificações....
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
� A estabilidadeestabilidadeestabilidadeestabilidade e o comportamentocomportamentocomportamentocomportamento funcionalfuncionalfuncionalfuncional e
estéticoestéticoestéticoestético dadadada obraobraobraobra serão determinados, em
grande parte, pelo desempenhodesempenhodesempenhodesempenho dodododo solosolosolosolo:
� Torre de Pisa;
� Prédios na Orla da Cidade de Santos;
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
Torre de Pisa – localizada na cidade italiana
de Pisa, começou a inclinar-se logo depois
do início da sua construção devido uma
fundação mal construída e um solosolosolosolo malmalmalmal
compactadocompactadocompactadocompactado
Torre de PisaTorre de PisaTorre de PisaTorre de Pisa
29/01/2017
2
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
Por ser construída em parte
sobre antigos terrenos de
manguezais e pelo seu caráter
litorâneo, a cidade de Santos
tem um perfil de solo dos mais
difíceis no país para construção
de fundações. Os edifícios
construídos na orla da cidade
passaram a sofrer vários
recalques diferenciais
(perderam o prumo, ficaram
tortos)
Prédios da Cidade de SantosPrédios da Cidade de SantosPrédios da Cidade de SantosPrédios da Cidade de Santos
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
� Prédio torto de Santos é colocado na posição Prédio torto de Santos é colocado na posição Prédio torto de Santos é colocado na posição Prédio torto de Santos é colocado na posição 
correta correta correta correta ---- JN 27JN 27JN 27JN 27----01010101----11 11 11 11 
Prédio torto de Santos é colocado na posição correta - JN 27-01-11.flv
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
� O peso de uma edificação é suportado e
distribuído, através das fundaçõesfundaçõesfundaçõesfundações, para solo.
Este, por sua vez, dependendo de sua
constituição, apresenta maiormaiormaiormaior ou menormenormenormenor
resistênciaresistênciaresistênciaresistência.
� A construção, em função do seu maior ou
menor peso, exigirá uma camada de solo com
resistência compatível.
QUAL A IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS 
SOLOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL? 
� O conhecimento do terreno onde se pretende
construir , é de fundamental importância para
escolha e dimensionamento da fundação.
� O estudo desta disciplina também tem
aplicações diretas no apoio a projetos de
escavações superficiais e estabilidades de
taludes; escavações subterrâneas; fundações,
etc.
29/01/2017
3
Origem do solo e Origem do solo e Origem do solo e Origem do solo e 
Formação dos solosFormação dos solosFormação dos solosFormação dos solos
CAMADAS DA TERRA
� A Terra é composta de 4 camadas:
� AtmosferaAtmosferaAtmosferaAtmosfera:::: camada gasosa;
� HidrosferaHidrosferaHidrosferaHidrosfera: camada líquida;
� BiosferaBiosferaBiosferaBiosfera:::: a camada biológica, reino animal e
vegetal; e
� LitosferaLitosferaLitosferaLitosfera:::: camada sólida, onde estão os minerais e
as rochas
CAMADAS DA TERRA: LITOSFERA
� Subdivisão :
NúcleoNúcleoNúcleoNúcleo –––– corresponde a 1\3 da massa da
Terra e contém basicamente elementos
metálicos (ferro e níquel). É dividido em
núcleo interno e externo, os dois possuem um
raio de 1250 Km, e temperaturas muito altas
(5000 00 C);
CAMADAS DA TERRA : LITOSFERA
MantoMantoMantoManto –––– segunda camada da Terra, formada
por minerais, como o silício , ferro e
magnésio, sua temperatura varia de 1000C a
35000C e a profundidade pode variar de
30Km a 2900Km;
CrostaCrostaCrostaCrosta –––– é a parte mais superficial , a
primeira camada e possui espessura de 5 a
70 Km.
29/01/2017
4
CAMADAS DA TERRA : LITOSFERA ROCHAS X SOLOS
� RochaRochaRochaRocha:::: é um agregado sólido que ocorre
naturalmente e é constituído por um ou mais
mineraismineraismineraisminerais. A litosfera é constituída por rochas,
os termos pedra e calhau são pedaços,
fragmentos soltos de rochas .
� SolosSolosSolosSolos:::: são materiais que resultam da
decomposiçãodecomposiçãodecomposiçãodecomposição dasdasdasdas rochasrochasrochasrochas pela ação de
agentes de intemperismo.
ROCHAS: CLASSIFICAÇÃO
� As rochas podem ser classificadas quanto a 
(o):
� Composição química;
� Sua forma estrutural;
� Quanto a textura;
� Processo de formação.
QUANTO A FORMAÇÃO
� ÍgneasÍgneasÍgneasÍgneas (ou(ou(ou(ou magmáticas)magmáticas)magmáticas)magmáticas) – são resultantes da
solidificação e consolidação do magma (lava):
- vulcânicasvulcânicasvulcânicasvulcânicas (ou(ou(ou(ou extrusivas)extrusivas)extrusivas)extrusivas) : formadas por meio
de erupção vulcânicas, através de um rápido
processo de resfriamento na superfície
Ex.: basalto e a pedra-pomes
29/01/2017
5
QUANTO A FORMAÇÃO
Amostra de basaltoAmostra de basaltoAmostra de basaltoAmostra de basalto
Rocha amplamente utilizada na
construção civil para confeccionar
pisos, revestimentos e paredes,
principalmente no Rio Grande do Sul. É
bastante utilizada também para
finalidades artísticas.
Rocha vulcânica porosa, leve, muito dura ,
que serve para polir. É uma espuma
sólida
PedraPedraPedraPedra----pomespomespomespomes
QUANTO A FORMAÇÃO
- plutônicasplutônicasplutônicasplutônicas (ou(ou(ou(ou intrusivas)intrusivas)intrusivas)intrusivas) : são formadas
dentro da crosta por um processo lento de
resfriamento.
Ex: granito
QUANTO A FORMAÇÃO
� RochasRochasRochasRochas sedimentaressedimentaressedimentaressedimentares: são rochas formadas
através do acúmulo de detritos , que podem
ser orgânicos ou gerados por outras rochas:
Rochas formadas por camadas ou 
estratos
QUANTO A FORMAÇÃO
� DetríticasDetríticasDetríticasDetríticas: são as rochas formadas a partir de
detritos de outras rochas;
Exemplo:
� QuimiogénicaQuimiogénicaQuimiogénicaQuimiogénica:::: formam-se em ambiente aquático e
resultam da precipitação (formação de um sólido
durante a reação química) de sedimentos químicos
dissolvidos numa solução aquosa.
ArenitoArenitoArenitoArenito:::: se formam quando
grãos de outras rochas
formam areia e esta
aglutinada por um cimento
natural (arenitos argilosos,
arenitos calcários)
29/01/2017
6
QUANTO A FORMAÇÃO
SalSalSalSal----gemagemagemagema:::: cloreto de sódio,
acompanhado de cloreto de
potássio e de magnésio, que ocorre
em jazidas na superfície da terra
Exemplos:
Jazida de sal-gema
QUANTO A FORMAÇÃO
EstalagmitesEstalagmitesEstalagmitesEstalagmites:::: são rochas que crescem a partir
do chão de uma gruta ou caverna que vão
em direção ao teto, formadas pela deposição
de carbonato de cálcio arrastado pela água
que goteja do teto.
EstalactitesEstalactitesEstalactitesEstalactites:::: formação rochosas
sedimentares que se originam no
teto de uma gruta ou caverna ,
crescendo para baixo em direção
ao chão, pela deposição do
carbonato de cálcio arrastado pela
água que goteja do teto.
QUANTO A FORMAÇÃO
BiogénicasBiogénicasBiogénicasBiogénicas: : : : são rochas formadas por restos de 
seres vivos .
Exemplos: 
Calcário Calcário Calcário Calcário conquíferoconquíferoconquíferoconquífero: : : : formado por fragmentos de 
conchas e animais marinhos.
CarvãoCarvãoCarvãoCarvão mineralmineralmineralmineral::::
composto por carbono
e quantidades
variáveis de enxofre,
hidrogênio, oxigênio,
nitrogênio e
elementos vegetais.
QUANTO A FORMAÇÃO
� RochasRochasRochasRochasmetamórficasmetamórficasmetamórficasmetamórficas:::: são rochas formadas da
deformação de outras rochas, magmáticas,
sedimentares e outras rochas metamórficas,
devido a alterações de condições ambientais,
como a temperatura e a pressão ou ambas
simultaneamente.
� Exemplo: gnaissegnaissegnaissegnaisse, formado a partir do granito;
ardósia,ardósia,ardósia,ardósia, formada a partir do argilito; o
mármoremármoremármoremármore, formado a partir do calcário
29/01/2017
7
QUANTO A FORMAÇÃO
Pão de açúcar no Rio de Janeiro
é o mais famoso gnaissegnaissegnaissegnaisse,
originada do granito.
ArdósiaArdósiaArdósiaArdósia:::: é uma rocha metamórfica de
grão fino e homogêneo, composta por
argila ou cinzas vulcânicas .
SOLOS: FORMAÇÃO
� São formados a partir das rochas pela ação do
intemperismo ou meteorização por:
� DesintegraçãoDesintegraçãoDesintegraçãoDesintegração mecânicamecânicamecânicamecânica ( através de agentes
como água, temperatura, vegetação e vento);
Exemplos: os pedregulhopedregulhopedregulhopedregulho eeee areiaareiaareiaareia (solos de partícula
grossa), siltessiltessiltessiltes (partículas intermediárias) e as
argilasargilasargilasargilas (partículas finas).
SOLOS: FORMAÇÃO
Rocha mãe
Processos de 
intemperismo
Solos ResiduaisSolos ResiduaisSolos ResiduaisSolos Residuais
Processos de erosão, 
transporte e sedimentação
Solos transportados Solos transportados Solos transportados Solos transportados 
ou sedimentaresou sedimentaresou sedimentaresou sedimentares
SOLOS: FORMAÇÃO
� INTEMPERISMO
Rocha mãe Solos 
residuais
INTEMPERISMO
Solos sedimentares
ETSETSETSETS ETSETSETSETS
ETS – erosão, 
transporte e 
sedimentação
29/01/2017
8
SOLOS: TIPOS
� Residuais ( ou autóctones)Residuais ( ou autóctones)Residuais ( ou autóctones)Residuais ( ou autóctones)
� ConceitoConceitoConceitoConceito:::: são solos produzidos pela
desagregação das rochas . Recebem o nome
de residuais ou “in situ” por terem sido
formados no mesmo local onde se encontram.
� ExemploExemploExemploExemplo:::: os solossolossolossolos lateríticoslateríticoslateríticoslateríticos ( encontrados em
regiões tropicais, solos ricos em óxido de
alumínio e de ferro, de cor avermelhada)
SOLOS: TIPOS
� ExemploExemploExemploExemplo:::: os solossolossolossolos expansivosexpansivosexpansivosexpansivos ( massapê da
Bahia – solos que apresentam variação
volumétrica, se expandem quando umedecidos
e se contraem quando ressecados) .
� ExemploExemploExemploExemplo:::: solossolossolossolos porososporososporososporosos (solos de Brasília – é
um solo estruturalmente instável,
apresentando diminuição de volume quando
submetidos a carregamento)
SOLOS: TIPOS
massapêmassapêmassapêmassapê SoloSoloSoloSolo lateríticolateríticolateríticolaterítico
SOLOS: TIPOS
� Sedimentares,Sedimentares,Sedimentares,Sedimentares, transportadostransportadostransportadostransportados (ou(ou(ou(ou alotóctones)alotóctones)alotóctones)alotóctones)
– provenientes de erosão, transporte e
deposição de solos pré-existentes.
� Tipos de Solos SedimentaresTipos de Solos SedimentaresTipos de Solos SedimentaresTipos de Solos Sedimentares
� AluvionaresAluvionaresAluvionaresAluvionares:::: quando transportados pela ação
da água, são solos típicos das planícies
fluviais, depositados em leitos e margens de
rio, fundo e margem de lagos e lagoas.
29/01/2017
9
SOLOS: TIPOS
� Coluvionares: é constituído por depósito de
material solto, encontrados no sopé de
encostas e que foram transportados pela
ação da gravidade , ou simplesmente material
decomposto transportado pela gravidade.
� Glaciais: transportado pelas geleiras .
� Eólicos: grãos transportados pelos ventos
formam os solos eólicos, (ex. dunas)
SOLOS: TIPOS
� SolosSolosSolosSolos OrgânicosOrgânicosOrgânicosOrgânicos:::: apresentam como
constituinte principal a matéria orgânica,
proveniente de restos vegetais e animais.
Exemplo: silte com húmus e turfas (grandes
teores de carbono) são os mais comuns solos
orgânicos.
SOLOS: TIPOS
A turfa é um material de origem vegetal
parcialmente decomposto, encontrado
em camadas, geralmente em regiões
pantanosas e também sob montanhas
(turfa de altitude). É formada
principalmente por grupo de musgos,
árvores, etc.
turfaturfaturfaturfa
Húmus ou humo é a matéria orgânica
depositada no solo, resultante da
decomposição de animais e plantas
mortas.
húmushúmushúmushúmus
PERFIL DO SOLO
Solo é um corpo de material inconsolidado, que
recobre a superfície terrestre emersa, entre a litosfera e a
atmosfera. Os solos são constituídos de três fases: sólida
(minerais e matéria orgânica), líquida (solução do solo) e
gasosa (ar).
É produto do intemperismo sobre um material de
origem, cuja transformação se desenvolve em um
determinado relevo, clima, bioma e ao longo de um tempo.
Para um engenheiro civil, sob o ponto de vista da
mecânica dos solos, solo é um corpo passível de ser
escavado, sendo utilizado dessa forma como suporte para
construções ou material de construção.
Perfil do soloPerfil do soloPerfil do soloPerfil do solo
29/01/2017
10
PERFIL DO SOLO
� O solo é a camada mais superficial da crosta, é
composto por sais minerais dissolvidos na água
intersticial, seres vivos e rochas em decomposição.
� Existem muitas variações de terreno a terreno dos
elementos de um solo, mas basicamente figuram-se
quatro camadas principais:
� A primeira camada é rica em húmus, detritos de origem
orgânica. Essa camada é chamada de camada fértil. Ela
é a melhor para o plantio, e é nessa camada que as
plantas encontram alguns sais minerais e água para se
desenvolver.
PERFIL DO SOLO
� A outra camada é a camada dos sais minerais. Ela
é dividida em três partes:
� A primeira parte é a do calcário. Corresponde entre 7 e
10% dessa camada.
� A segunda parte é a da argila, formada geralmente por
caolinita, caulim e sedimentos de feldspato.
Corresponde de 20 a 30% dessa camada.
� A última parte é a da areia. Esta camada é muito
permeável e existem espaços entre as partículas da
areia, permitindo que entre ar e água com mais
facilidade. Esta parte corresponde de 60 a 70% da
camada .
PERFIL DO SOLO
� A terceira camada é a das rochas parcialmente
decompostas. Depois de se decomporem
totalmente, pela ação da erosão de agentes
geológicos, essas rochas podem virar
sedimentos.
� A quarta camada é a de rochas que estão
inicialmente começando a se decompor. Essas
rochas podem ser chamadas de rocha matriz.
PERFIL DO SOLO
29/01/2017
11
TIPOS DE AMOSTRA
� O exame dos solos por inteiro não é possível,
devendo-se utilizar a amostragem quequequeque éééé umaumaumauma
estratégiaestratégiaestratégiaestratégia paraparaparapara realizarrealizarrealizarrealizar aaaa caracterizaçãocaracterizaçãocaracterizaçãocaracterização físicafísicafísicafísica
dededede umumumum solosolosolosolo.
� A análise física dos solos vale-se de dois tipos
de amostra:
1.1.1.1. AmostraAmostraAmostraAmostra DeformadaDeformadaDeformadaDeformada;;;;
2.2.2.2. AmostraAmostraAmostraAmostra IndeformadaIndeformadaIndeformadaIndeformada....
AMOSTRA DEFORMADA
A amostra
deformada se refere
ao solo solto,
coletado com pá ou
trado.
AMOSTRA DEFORMADA
29/01/2017
12
AMOSTRA INDEFORMADA
� A amostra indeformada se refere a coleta de
uma porção do solo extraída com equipamento
especial com o objetivo de representar a
estrutura original da área estudada.
� As principais características a serem
conservadas são a textura, a estrutura e
umidade.
Coletor de 
Amostra Tipo 
Uhland.