Mecânica dos Solos Introdução à Mecânica dos Solos e Revisão de Geologia

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MECÂNICA DOS SOLOS
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Todas as obras de Engenharia Civil assentam-se sobre o terreno e, inevitavelmente, requerem que o comportamento do solo seja devidamente considerado;
A Mecânica dos Solos, que estuda o comportamento dos solos quando tensões são aplicadas, como no caso de fundações, ou aliviadas, como no caso de escavações, ou perante o escoamento de água nos seus poros ou “vazios”, constitui uma Ciência de Engenharia, na qual o engenheiro civil se baseia para desenvolver projetos;
Este ramo da engenharia possui diversidade de suas atividades, pelas peculiaridades que o material apresenta em distintos locais e pela engenhosidade frequentemente requerida para a solução de problemas no campo.
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Trabalhos marcantes sobre o “comportamento dos solos” foram desenvolvidos em séculos passados, como os clássicos de Coulomb (1773); Rankine (1856) e Darcy (1856);
Entretanto, insucessos em obras de Engenharia Civil no início do século XX, dos quais se destacam as rupturas do Canal do Panamá e rompimentos de grandes taludes em estradas e canais em construção na Europa e nos EUA, evidenciaram a necessidade de revisão dos procedimentos de cálculo;
Ficou evidente que não se podia aplicar aos solos leis teóricas de uso corrente em projetos que envolviam materiais mais “bem definidos”, como o concreto e o aço. Não era suficiente determinar em laboratório os parâmetros de resistência e deformabilidade em amostras de solo e aplicá- los a modelos teóricos adequados àqueles materiais.
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A previsão do comportamento dos solos, disposto pela natureza em depósitos heterogêneos e de comportamento complexo para tratamentos teóricos rigorosos, deveu-se em grande parte aos trabalho de Karl Terzaghi;
Engenheiro civil de larga experiência, sólido preparo científico e acurado espírito de investigação, internacionalmente reconhecido como o fundador da Mecânica dos Solos.
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Seus trabalhos, por identificarem o papel das pressões na água no estudo das tensões nos solos e a apresentação da solução matemática para a evolução dos recalques das argilas com o tempo, após um dado carregamento, são reconhecidos como o marco inicial dessa nova Ciência de Engenharia;
A Engenharia Geotécnica é uma arte que se aprimora pela experiência, observação e análise do comportamento de obras, para o que é imprescindível atentar para as peculiaridades dos solos com base no entendimento dos mecanismos de seu comportamento.
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Agronomia: Material de fixação de raízes e um grande “armazém” de nutrientes e água para as plantas (Ortigão, 2007); Camada superior da Terra, que é responsável por dar suporte à vida das plantas (Ranjan & Rao, 2007);
Capa sobrejacente ao minério... material de rejeito a ser escavado (Ortigão, 2007); Capa exterior fina de sedimentos soltos, dentro da qual as raízes das plantas estão presentes. O restante da crosta terrestre é rocha, independente de quão forte ou fraca são as forças de ligação entre as partículas que compõem os sedimentos (Ranjan & Rao, 2007);
Engenharia civil: Aglomerado de partículas provenientes de desintegração e decomposição de rochas, que pode ser escavado com facilidade, sem o emprego de explosivos e que são utilizados como material de construção ou de suporte para estruturas (Ortigão, 2007).
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Os solos são constituídos por um conjunto de partículas sólidas, água (ou outro fluido) e ar nos espaços entre as partículas sólidas (poros ou “vazios”);
As partículas sólidas, de maneira geral, encontram-se “livres” para deslocar- se entre si. Em alguns casos, uma pequena cimentação pode ocorrer entre elas, mas em um grau extremamente mais baixo do que nos cristais de uma rocha ou de um metal, ou nos agregados de um concreto, por exemplo;
O comportamento dos solos depende do movimento das partículas sólidas entre si. Isto faz com que o comportamento deste material se afaste do mecanismo dos sólidos idealizados na Mecânica dos Sólidos Deformáveis, na qual se fundamenta a Mecânica das Estruturas, de uso corrente na Engenharia Civil.
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Em diversas situações, entretanto, o comportamento dos solos só pode ser entendido a partir da consideração das forças transmitidas diretamente nos contatos entre as partículas sólidas, embora estas forças não sejam utilizadas nos cálculos e modelos;
Não é raro que as partículas sólidas do solo se quebrem quando este é solicitado, alterando-o, com consequente influência no seu desempenho.
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Forças nos contatos entre partículas sólidas.
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Todos os solos originam-se da decomposição de rochas que constituíam a crosta terrestre. A decomposição é decorrente de agentes físicos, químicos e “biológicos”;
Variações de temperaturas provocam trincas, nas quais penetra água, a qual ataca quimicamente os minerais que constituem as rochas;
O congelamento da água nas trincas, entre outros fatores, exerce elevadas tensões, do que decorre maior fragmentação dos blocos rochosos.
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A presença da fauna e flora (biota) promove o ataque químico por meio de hidratação, hidrólise, oxidação, lixiviação, troca de cátions, carbonatação etc.;
O conjunto desses processos, que são muito mais atuantes em climas quentes do que em climas frios, leva à formação dos solos, que em consequência, são misturas de partículas sólidas que se diferenciam pelo tamanho e pela composição química. A concentração de cada tipo de partícula sólida em um solo depende da composição química da rocha que lhe deu origem.
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