Mecânica dos Solos e Fundações

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Mecânica dos Solos e 
Fundações 
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Origem dos Solos 
 
 
 
O homem trabalha com o solo desde os tempos mais remotos: agricultura, escavações 
para moradias, barragens, etc. 
 
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Origem dos Solos 
 
Importância do conhecimento dos solos 
 
- Evitar os desastres catastróficos; 
 
- Melhor utilização do solo sobre o ponto de vista técnico e econômico. 
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Origem dos Solos 
 
 
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G1.com 
Prédio condenado após inclinação desaba com chuva em Porto 
Velho 
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O prédio que inclinou com a forte chuva na noite de segunda-feira 
(15/9/2014) e foi condenado pela Defesa Civil desabou na manhã desta 
quarta-feira (17), na Rua Alexandre Guimarães, no Bairro Nova Porto Velho, 
em Porto Velho. Nenhuma pessoa se feriu, pois a área estava isolada desde 
segunda. 
O engenheiro da Defesa Civil Pedro Castilho explicou que uma das hipóteses 
para a causa o problema pode ter sido a escavação feita para a instalação de 
uma fossa atrás do prédio, há cinco anos. E, com o afloramento do lençol 
freático no inverno, houve uma infiltração e um recalque com a pressão do 
prédio no solo. 
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G1.com 
Prédio que desabou em SP iria abrigar loja da rede Torra 
TorraVelho 
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O imóvel que desabou nesta terça-feira (27/08/2013) em São Mateus, na 
Zona Leste de São Paulo, passava por obras para receber uma loja. O ponto 
iria abrigar uma unidade da rede Torra Torra, famosa por comercializar 
roupas populares e produtos da linha de cama, mesa e banho. Antes, o 
terreno abrigava um posto de gasolina, segundo a Subprefeitura de São 
Mateus. A obra era irregular, segundo a Prefeitura de São Paulo. 
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Origem dos Solos 
 
 Conceitos de Solo 
 
A palavra solo é originada do latim: solum que significa superfície do chão. 
 
 
ENGENHARIA CIVIL: 
Material terroso de fácil desagregação pelo manuseio ou ação da água. 
 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA: 
Material terroso resultante dos processos de intemperismo de rochas , transportada ou não 
e que pode ser escavável com lâmina. 
 
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Origem dos Solos 
Conceitos de Solo 
 
CONCEITO AMPLO: 
 Solo é todo material terroso. 
 
RESTRITO: 
 Solo é somente o material residual, diferente de aluviões e coluviões. 
 
USO DO SOLO: 
 É a destinação dada à superfície do terreno. 
 
CAMADA DE SOLO: 
 Horizonte com material de propriedades semelhantes. 
 
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Origem dos Solos 
 
Rocha: é um corpo sólido natural, resultante de um processo geológico determinado, 
formado por agregados de um ou mais minerais, arranjados segundo as condições de 
temperatura e pressão existentes durante a sua formação. 
 
 
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Solo: material com resistência 
à compressão menor que 15 kgf/cm². 
 
 
 
 
 
Rocha: material com resistência 
à compressão maior ou igual a que 15 kgf/cm². 
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A ORIGEM DOS SOLOS: PROCESSOS GEOLÓGICOS DE 
FORMAÇÃO DOS SOLOS 
 
PROCESSOS DE INTEMPERISMO 
 
 Físico Químico Biológico 
 
PROCESSOS DE EROSÃO, TRANSPORTE E SEDIMENTAÇÃO 
 
Fluvial 
Pluvial 
Marinho 
Eólico 
Gravitacional 
Glacial 
 
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PROCESSOS GEOLÓGICOS DE FORMAÇÃO DOS SOLOS 
P
ro
c
e
s
s
o
s
 
p
e
d
o
ló
g
ic
o
s
 
Rocha sã 
Processos de 
intemperismo 
Solos 
residuais 
Processos de erosão, 
transporte e 
sedimentação 
Solos 
transportados 
Solos homogêneos e 
isotrópicos 
INTEMPERISMO 
Rocha sã Solos 
residuais 
Solos 
transportados 
ETS ETS 
INTEMPERISMO 
ETS = Erosão, transporte e sedimentação 
TIPOS DE SOLOS 
RESIDUAIS: 
 Provenientes da decomposição e degradação de rocha subjacente. Também 
chamados de “in situ”. 
 
 
TRANSPORTADOS: 
 Provenientes de erosão, transporte e deposição de solos pré existentes. 
PERFIL DE 
INTEMPERISMO 
SOLOS RESIDUAIS 
CONCEITO 
 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. 
 
TIPOS DE SOLOS RESIDUAIS 
 SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfície, apresentando-se 
macroscopicamente homogêneo e isotrópico(expansão é igual 
para todos os lados). Também chamado de solo superficial e solo 
residual maduro. 
 
 SOLO DE ALTERAÇÃO: Ocorre abaixo do solo eluvial e se apresenta 
heterogêneo e anisotrópico devido à presença das estruturas das 
rochas originais. Também chamado de saprolito e solo residual 
jovem. 
SOLOS TRANSPORTADOS 
ALUVIÃO: constituído por material erodido, retrabalhado e transportado 
pelos cursos d' água e depositados nos seus leitos e margens, ou ainda 
em fundos e margens de lagoas e lagos, sempre associados à ambientes 
fluviais. 
 
COLUVIÃO: constituído por depósitos de material solto, encontrados no 
sopé de encostas e que foram transportados pela ação da gravidade. 
 
TÁLUS: formado pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em 
encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se pela presença de 
blocos de rocha, ocorrendo ao sopé de encostas de forte declividade ou, 
então, ao pé de escarpas rochosas. 
aluvião Solo eólico (dunas) 
Solo pluvial tálus 
perfil de solo no talude da estrada com 2 metros de altura. 
Trata-se de um solo do tipo transportado, argilo-arenoso, cor 
vermelha e com horizonte A espesso, chegando até a 70cm e 
de cor escura. O horizonte B é bastante fendilhado, 
sugerindo que contém argilas de alta atividade. 
 
Solo argiloso 
 ROCHAS 
 
São agregados naturais de minerais de um só tipo ou de 
diversos tipos. 
 
Classificação em função da sua origem e formação: 
 
Magmáticas 
Sedimentares 
Metamórficas 
 
Formação das rochas: 
ROCHAS MAGMÁTICAS 
 
Formadas pela solidificação do magma pastoso, e 
divide-se em dois grupos: 
 
a)Intrusivas ou plutônicas:formadas pelo lento 
resfriamento do magma. 
Ex: granito. 
 
b)Extrusivas ou vulcânicas:formadas pelo rápido 
resfriamento do magma no exterior da crosta. 
Ex: basalto. 
Magma vulcânico 
Rocha magmática 
ROCHAS MAGMÁTICAS 
ROCHAS SEDIMENTARES 
 
Formadas por sedimentos, que se dividem em três tipos: 
 
 
Detríticas:ex.: arenito. 
 
Químicas: ex.:dolomitos. 
 
Orgânicas: ex.: carvão mineral. 
ROCHAS SEDIMENTARES 
 
Rochas sedimentares detríticas - predominantemente constituídas pelos detritos de outras 
rochas, resultante do processo conhecido como "meteorização" de outras rochas já 
existentes. As sedimentares detríticas apresentam-se de duas formas, podendo ser: não 
consolidadas, como depósito de balastros, areias, siltes e argilas, e consolidadas, e 
consolidadas: destes mesmos sedimentos detríticos. 
 
Rochas sedimentares quimicas - originárias do processo de precipitação de minerais em 
solução. Neste grupo temos o calcário, o gesso e o sal-gema. 
 
Rochas sedimentares Orgânicas - são rochas constituídas de sedimentos de origem 
biológica, resultado dos restos físicos de seres vivos ou resultantes de sua atividade. 
Exemplos de rochas sedimentares biogênicas são o calcário e o carvão. 
 
Rochas sedimentares 
ROCHAS SEDIMENTARES 
ROCHAS METAMÓRFICAS 
 
Formadas a partir das transformações sofridas pelas rochas magmáticas e 
sedimentares em razão do calor e depressões do interior da crosta ou no 
movimento das placas tectônicas. 
 
Ex: ardósia e mármores. 
ROCHAS METAMÓRFICASESTADOS FÍSICOS DO SOLO e ÍNDICES 
FÍSICOS DOS SOLOS 
 
ESTADOS FÍSICOS DO SOLO e ÍNDICES FÍSICOS DOS SOLOS 
 
O solo é composto por um grande número de partículas, com dimensões e formas 
variadas, que formam o seu esqueleto sólido. 
 
Esta estrutura não é maciça e por isso não ocupa todo o volume 
do solo. Ela é porosa e, portanto, possui vazios. 
 
Esses vazios podem estar totalmente preenchidos por água (solo saturado), podem 
estar completamente ocupados pelo ar (solo seco) ou com ambos que é a forma 
mais comum na natureza. Por isso, de modo geral, dizemos que os solo é 
composto por três fases: sólida, líquida e gasosa. 
Carga 
e = 50% 
δ = 1,2 
Vw = água 
higroscópica 
 e = 50% 
δ = 1,5 
Vw = água 
higr. + livre 
 
e = 30% 
δ = 1,2 
 
e = 50% 
δ = 1,7 
 
Água 
Vazios (ar) 
Partículas minerais 
FASES DO SOLO 
Alguns conceitos básicos 
 
δ = γs /g * Vw e = Vv 
 γw /g * Vs Vs 
δ = Densidade 
γs = Peso específico de sólidos 
γw = Peso específico da água 
g = aceleração da gravidade 
Vs = volume de sólidos 
Vw = Volume de água livre e 
higroscópica 
Vv = Volume de vazios 
e = Índice de vazios 
 
Fases físicas do solo 
Gasosa 
A água contida no solo pode ser classificada em: 
 
a) água de constituição – faz parte da estrutura 
molecular da partícula sólida. 
b) água adesiva – película de água que está 
eletricamente ligada à partícula. 
c) água higroscópica – permanece num solo seco ao ar 
livre. 
d) água livre – preenche os vazios do solo. 
e) água capilar – sobe além da superfície livre de água 
pelos canais finos deixados pelas partículas sólidas. 
 
Obs.: a água higroscópica só desaparece mediante 
secagem do solo na estufa, entre 100 e 105ºC. 
A água contida no solo pode ser classificada em: 
 
a) água de constituição – faz parte da estrutura 
molecular da partícula sólida. 
b) água adesiva – película de água que está 
eletricamente ligada à partícula. 
c) água higroscópica – permanece num solo seco ao ar 
livre. 
d) água livre – preenche os vazios do solo. 
e) água capilar – sobe além da superfície livre de água 
pelos canais finos deixados pelas partículas sólidas. 
 
Obs.: a água higroscópica só desaparece mediante 
secagem do solo na estufa, entre 100 e 105ºC. 
RELAÇÕES BÁSICAS ENTRE AS FASES CONSTITUINTES DOS 
SOLOS (índices físicos) 
Relações entre volumes 
 
a) Índice de vazios (volume de vazios em relação ao volume de sólidos) 
e = Vv 
 Vs 
b) Porosidade (porcentagem de vazios de um solo) 
 
 n = (Vv / V) x 100% 
Onde V = Vs + Vv 
c) Grau de Saturação (porcentagem de água contida nos vazios de 
um solo) 
 
S = (Vw / Vv) x 100% 
Relação entre massas 
a) Teor de umidade (porcentagem de água existente no solo em relação a parte sólida) 
 w = (Mw / Ms) x 100% 
Relações entre pesos e volumes 
 
a) Peso específico aparente úmido (w ≠ 0) 
 γ = P / V 
Obs.: este peso específico é conhecido também por peso específico natural do solo. 
b) Peso específico aparente seco (w = 0) 
 γd = Ps / V 
 
c) Peso específico das partículas sólidas (grãos) 
 γs = Ps / Vs 
 
Relações entre massas e volumes 
 
a) Massa específica aparente úmida (w ≠ 0) 
 ρ = M / V 
Obs.: Também conhecida por massa específica natural. 
b) Massa específica aparente seca (w = 0) 
 ρd = Ms / V 
 
c) Massa específica das partículas sólidas (grãos) 
 ρs = Ms / Vs 
 
 b) Peso específico saturado 
 γsat = [(δ + e) / 1 + e] x γw 
 
 c) Peso específico submerso 
 γsub = γsat - γw 
a) Densidade relativa das partículas sólidas (grãos) 
 δ = γs / γw γw = 1 gf/cm³ ou 1 tf/m³ 
Outras relações entre índices físicos 
Relações entre índices físicos 
ρ = ρd (1 + w) 
 
e = (ρs / ρd) - 1 
 
n = e/ 1 + e 
 
S = ρs . W / e . ρw 
 
ρd = ρs . S . ρw / S . ρw + ρs . w 
Identificação Visual-tátil dos solos 
 
 
A investigação preliminar em campo exige, muitas vezes, uma identificação dos solos sem 
os recursos de laboratório. 
 
 
A identificação tátil-visual é realizada colocando um punhado de solo na mão e esfregando-
o entre os dedos pode-se identificar a areia por uma sensação de aspereza, ao contrário a 
argila é extremamente lisa (sobretudo quando umedecida). 
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Identificação Visual-tátil dos solos 
 
 
As argilas são plásticas, permitem ser moldadas, enquanto os siltes e as areias não. 
 
Fazendo-se bolinhas de solo e deixando-as secar, pode-se verificar a resistência a pressão 
dos dedos que nas argilas será elevada e baixa nos solos arenosos e siltosos. 
 
Para estimar a quantidade de areia pode-se dissolver o solo em um recipiente com água 
limpa. A areia irá para o fundo rapidamente e a argila demorará a se decantar. 
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Identificação Visual-tátil dos solos 
 
Análise Tátil Visual 
 
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Identificação Visual-tátil dos solos 
 
Caracterização Visual Tátil 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solo solto Solo Friável Solo Firme Solo 
 Extremamente 
 Firme 
 
 
 
 
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Identificação Visual-tátil dos solos 
 
 
As argilas são plásticas, permitem ser moldadas, enquanto os siltes e as areias não. 
 
Fazendo-se bolinhas de solo e deixando-as secar, pode-se verificar a resistência a pressão 
dos dedos que nas argilas será elevada e baixa nos solos arenosos e siltosos. 
 
Para estimar a quantidade de areia pode-se dissolver o solo em um recipiente com água 
limpa. A areia irá para o fundo rapidamente e a argila demorará a se decantar. 
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