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INTRODUÇÃO À GEOTECNIA CONCEITOS BÁSICOS DA MECÂNICA SOLOS GNE 143 – GEOTECNIA AMBIENTAL UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA Prof. André G. C. Ribeiro Aula 1 – Origem e formação do solo Identificação Táctil Visual Núcleo interior Núcleo exterior Manto Crosta Solos e Rochas compõem a CROSTA TERRESTRE Crosta terrestre, cerca de 30 a 40 kM de espessura, é a parte mais externa do nosso planeta constituída de minerais e matéria orgânica. Principais elementos constituintes são: Oxigênio (47%) Sílica (28%) Alumina (8%) Ferro (5%), etc. ROCHAS sob à ação de agentes físicos, químicos e biológicos se modifica e se transforma em SOLO (INTEMPERISMO). ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 2 3 ROCHAS ÍGNEAS (magmáticas) – formada pelo resfriamento do magma na superfície da crosta. Ex.: granito, basalto. SEDIMENTARES – formada em camadas a partir da sedimentação ou deposição de partículas de rochas. Ex.: arenito, xisto, rocha calcária. METAMÓRFICAS - formada pela alteração (mudança de composição) de rochas existentes devido ao extremo calor (ex.: mármore) ou a extrema pressão (ex.: ardósia). 4 ÍGNEAS SEDIMENTARES METAMÓRFICAS granito basalto arenito xisto mármore ardósia Intemperismo 5 FATORES RELACIONADOS À ORIGEM DOS SOLOS: 1- Natureza da rocha mãe 2- Clima da região 3- Agente intempérico de transporte 4- Topografia da região 5- Processos orgânicos 6 Intemperismo 1. SOLOS RESIDUAIS: quando provieram da decomposição da rocha subjacente, ou seja, permanecem no local de origem onde existe uma transformação gradual da rocha até o solo. 2. SOLOS SEDIMENTARES (TRANSPORTADOS): quando provieram da decomposição de matéria num lugar de detritos provenientes de outro lugar. Apresentam características mecânicas inteiramente diferentes dos solos residuais de onde provieram. Agentes de Transporte: Água – aluviões Gravidade – colúvios Ventos – eólicos Geleiras - glaciais Tamanho das partículas é mais uniforme 3. SOLOS ORGÂNICOS (margens de rios, lagoas, etc., em baixadas) Mistura de solos com matéria orgânica decomposta animal e/ou vegetal. Com muita matéria orgânica são chamados de TURFA. CLASSIFICAÇÃO DO SOLO Quanto à formação (gênese): 7 1. SOLOS RESIDUAIS 2. SOLOS SEDIMENTARES 3. SOLOS ORGÂNICOS CLASSIFICAÇÃO DO SOLO 8 9 CLASSIFICAÇÃO DO SOLO Algumas Propriedades 10 Os minerais encontrados no solo podem ser: Primários: são os mesmos da rocha-mãe Secundários: resultam de alterações da estrutura de certos minerais primários. São herdados do material originário. CLASSIFICAÇÃO DO SOLO · Quanto à mineralogia (composição química) · Quanto à granulometria (tamanho das partículas) a) Blocos D > 1,00m b) Matacões D > 2,0cm c) Pedregulhos D > 2,0mm d) Areia: -grossa 0,6mm < D < 2,0mm -média 0,2mm < D < 0,6mm -fina 0,06mm < D < 0,2mm e) Silte 0,002mm < D < 0,06mm f) Argila D < 0,002mm 11 Fração granulométrica Diâmetro equivalente matacão 200 <φ< 1000 mm pedra de mão 60 <φ< 200 mm pedregulho 2,0 <φ< 60 mm pedregulho grosso 20 <φ< 60 mm pedregulho médio 6,0 <φ< 20 mm pedregulho fino 20 <φ< 2,0 mm areia 0,06 <φ< 2,0 mm areia grossa 0,6 <φ< 2,0 mm areia média 0,2 <φ< 0,6 mm areia fina 0,06 <φ< 0,2 mm silte 0,002 <φ< 0,06 mm argila φ< 0,002 mm A classificação das partículas segundo seus diâmetros equivalentes, de acordo com a escala granulométrica (ABNT - NBR 6502/95) é dada por: Tamanho e forma das partículas do solo 12 12 Blocos e Matacões Tamanho e forma das partículas do solo 13 Pedregulhos Os solos grossos são subdivididos em pedregulhos e areias, e os de granulação fina, em argilas e siltes. Tamanho e forma das partículas do solo 14 15 Pedregulho Tamanho e forma das partículas do solo 16 Areia grossa Tamanho e forma das partículas do solo 17 Areia fina Tamanho e forma das partículas do solo 18 Silte Tamanho e forma das partículas do solo 19 Argila Tamanho e forma das partículas do solo 20 Solos de granulação fina, apresentando pouca ou nenhuma plasticidade. De origem semelhante aos pedregulhos, as areias são ásperas ao tato, e estando isenta de finos, não se contraem ao secar e não apresentam plasticidade. Partículas do solo Acumulações incoerentes de fragmentos de rocha. Normalmente são encontrados em grandes expansões, nas margens dos rios e depressões preenchidas por materiais transportados pelos rios. PEDREGULHOS Solos de granulação muito fina apresentando características marcantes de plasticidade e elevada resistência quando secos, constituindo a fração mais ativa dos solos. AREIAS SILTES ARGILAS AREIAS SILTES ARGILAS PEDREGULHOS Tamanho e forma das partículas do solo 21 Tato: esfrega-se uma porção do solo na mão. As areias são ásperas; as argilas parecem com um pó quando secas e com sabão quando úmidas. Plasticidade: moldar bolinhas ou cilindros de solo úmido. As argilas são moldáveis enquanto as areias e siltes não são moldáveis. Resistência do solo seco: as argilas são resistentes a pressão dos dedos enquanto os siltes e areias não são. Secando: pelotas duras e quebrar-se em partes - argila; Se pulverizar-se - silte. Dispersão em água: misturar uma porção de solo seco com água em uma proveta, agitando-a. As areias depositam-se rapidamente, enquanto que as argilas turvam a suspensão e demoram para sedimentar. Impregnação: esfregar uma pequena quantidade de solo úmido na palma de uma das mãos. Colocar a mão sob uma torneira aberta e observar a facilidade com que a palma da mão fica limpa. Solos finos se impregnam e não saem da mão com facilidade. Dilatância: o teste de dilatância permite obter uma informação sobre a velocidade de movimentação da água dentro do solo. IDENTIFICAÇÃO TÁCTIL VISUAL (Procedimentos NBR 7250)
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