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Geologia e Introdução a Solos Professora Camila Natália Ramos de Almeida almeidac@uni9.pro.br UNINOVE – Universidade Nove de Julho Engenharia Civil Formação e identificação dos solos Sedimentos (solos) Aos sedimentos originados das rochas devido à ação do intemperismo dá-se chamado de solo. Trifásico Água + Gás + Sólido (partículas) vazios • Pedregulho • Areia • Silte • Argila inertes não inertes Escala granulométrica ABNT 6502/1995 • MATAÇÃO à Fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1 m. • PEDRA-DE-MÃO à Fragmento de rocha com diâmetro entre 200 mm e 60 mm; • BLOCO DE ROCHA à Fragmento de rocha, transportado ou não, com diâmetro superior a 1 m; Escala granulométrica ABNT 6502/1995: Pedregulho • São formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro compreendido entre 2,0 mm e 60 mm; • Quando arredondados ou semi-arredondados, são denominados cascalho ou seixo; • Dividido em pedregulho fino (grãos entre 2,0 mm e 6,0 mm), pedregulho médio (grãos entre 6,0 mm e 20,0 mm) e pedregulho grosso (grãos entre 20,0 mm e 60,0 mm). Escala granulométrica ABNT 6502/1995: Areia • Solo não coesivo e não plástico; • Formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm; o Areia fina (grãos entre 0,06 mm e 0,2 mm); o Areia média (grãos entre 0,20 mm e 0,60 mm); o Areia grossa (grãos entre 0,60 mm e 2,0 mm); • Constituídas principalmente por quartzo e feldspatos. Escala granulométrica ABNT 6502/1995: Silte • Apresenta baixa ou nenhuma plasticidade; • Apresentam apenas a coesão necessária para formar, quando seco, torrões facilmente desagregáveis pela pressão dos dedos; • É formado por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm. Escala granulométrica ABNT 6502/1995: Argila • Solo de granulação fina constituído por partículas com dimensões menores que 0,002 mm; • Formadas mica, argilominerais e outros minerais; • Apresentam características marcantes de plasticidade à Quando suficientemente úmido, molda-se facilmente em diferentes formas; • E também coesão à Quando seco, apresenta coesão por constituir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos. Identificação tátil-visual Solos Grossos Solos finos Solos orgânicos • Pedregulhos • Areias • Siltes • Argilas • O solo pode ser formado por apenas um grupo ou 2 ou mais grupos, exemplos: o Solo de granulometria pura, apenas um sólido: Areia, silte, pedregulho, argila; o 2 sólidos ou mais: Areia argilosa, Silte arenoso, etc. • Solos turfosos • Presença de matéria orgânica (raizes, folhas, etc); • Cor escura; • Odor forte. Identificação tátil-visual • PASSO 1) Inicia-se o procedimento de identificação das amostras de solo pela sua granulometria, procurando-se separá-las em duas grandes divisões: Solos grossos (areias e pedregulhos) e solos finos (argilas e siltes). • O exame visual das amostrar permite avaliar a predominância do tamanho de grãos, sendo possível individualizar grãos de tamanho superior a 0,1 mm, admitidos como visíveis a olho nu; • Pode se utilizar do ensaio do tato neste momento para separar os solos grossos dos finos, que consiste em friccionar a amostra com os dedos, permitindo separar os solos grossos, que são ásperos ao tato, dos finos, que são macios; • Se o solo tiver mais de 50% de partículas maiores que 0,1 mm, deve ser classificado como solo grosso, caso tenha menos, deve ser classificado como solo fino. Solos grossos Solos finos Identificação tátil-visual • PASSO 2) Caso SEJA UM SOLO GROSSO, para a separação entre pedregulhos e areias: • Solos com predominância de grãos maiores que 2 mm devem ser classificados como pedregulhos; • Solos com predominância de grãos inferiores a 2 mm, mas superiores a 0,1 mm devem ser classificados como areias. As areias ainda podem ser subdivididas em: • grossas (grãos da ordem de 1 mm) • médias (grãos da ordem de 0,5 mm) • finas (grãos da ordem de 0,2 mm) • O termo puro significa que o tamanho de todos os sólidos do solo estão dentro da faixa granulométrica da escala adotada; • Os termos pedregulhentos e arenosos, indicam que também há neste solo a presença de sólidos de tamanhos diferentes pertencentes a outros grupos. Solos grossos Identificação tátil-visual Solos finos • PASSO 2) Caso SEJA UM SOLO FINO, para a separação entre siltes e argilas. • Como a diferença de tamanho do grãos de argila e silte não é perceptível a olho nu, a identificação se dá no tato: • Argilas: São plásticas, ou seja, são mais moldáveis quando estão úmidas e apresentam uma sensação de sabão escorregadio. Estas também tem maior resistência quando secas. • Siltes: Comumente exibem pouco ou nenhuma plasticidade, ou seja, não são tão moldáveis quando estão úmidos. Estes também tem menor resistência quando secos. Argila à Plasticidade à Maior resistência Pouco ou nenhuma plasticidade Silte à à Menor resistência Identificação tátil-visual • PASSO 2) Caso SEJA UM SOLO FINO: • Atenção: grãos com diâmetro próximos a 0,1 mm, que estão no limite da visão a olho nu, podem ser facilmente confundidos entre areias finas e siltes, mas as areias finas são ásperas e os siltes são macios. • O termo puro significa que o tamanho de todos os sólidos do solo estão dentro da faixa granulométrica da escala adotada; • Os termos siltosos e argilosos, indicam que também há neste solo a presença de sólidos de tamanhos diferentes pertencentes a outros grupos. Solos finos Identificação tátil-visual • PASSO 3) Identificação da fração complementar que compõe os solos pedregulhosos, arenosos, argilosos e siltosos. • A identificação se dá da forma exposta anteriormente, identificação da fração principal. • Pode ocorrer de alguns solos terem proporções significativas dos 3 grupos de solo, neste caso, o solo será nomeado na ordem da maior proporção para menor proporção. Exemplo: argila silto-arenosa. Solos finos Solos grossos Identificação tátil-visual • PASSO 4) Identificação da cor • A identificação da cor é feita logo após a coleta, utilizando-se até o máximo de duas designações de cores. • Quando as amostras apresentam mais do que duas cores, deve ser utilizado o termo variegado no lugar do relacionamento das cores. • Embora de caráter subjetivo, devem ser utilizadas as designações branco, cinza, preto, marrom amarelo, roxo, azul e verde, admitindo-se ainda as designações complementares claro e escuro. Constituição mineralógica dos solos • Partículas de solo resultantes conservam a mesma composição da rocha original (rocha mãe); • O quartzo que está presente na maioria das rochas é bastante resistente à desagregação (intemperismo): • Rochas com grande quantidade deste material produzem solos arenosos; • Quando o intemperismo é mais intenso, os grãos de quartzo se dividem e podem se assemelhar ao silte. • Os feldspatos são minerais mais atacados na natureza (intemperismo químico) e formam argilominerais, que constituem a fração mais fina das argilas. • A associação entre si desses elementos forma diversas espécies de argilominerais: caolinitas, montmorilonitas e ilitas. Caulinitas • São formadas por unidades de silício e alumínio, que se unem alternadamente, conferindo-lhes uma estrutura rígida. Em consequência, as argilas caoliníticas são relativamente estáveis na presença de água. • Os solos que contem apenas caulinita são pouco plásticos, já que a argila não é ávida por água. Não apresenta expansão, ou seja, as propriedades não são modificadas pela umidade; • São solos que melhor se comportam em aterros, sendo os mais aptos para a construção de aterros em obras viárias, terraplanagens e barragens de terra. Montmorilonitas • As montmorilonitas são formadas por uma unidade de alumínio entre duas unidades de silício. A ligação entre essas unidades,não é suficientemente firme para impedir a passagem de moléculas de água; • É um tipo de argila que retém uma camada de água na sua superfície (adsorção), o que torna as montmoriloníticas muito expansivas, cerca de 25x o seu volume quando hidratadas; • Como são argilas muito plásticas, os solos com montmoriloníticas são difíceis de serem trabalhados nas obras de terraplanagem, pois dificultam o trânsito de máquinas. No entanto, são as argilas menos permeáveis, pois quando são hidratadas e se expandem ocupam os espaços vazios (poros) do solo. Muito utilizadas para a construção de camadas impermeáveis de aterros sanitários, conferir estabilidade a escavação de fundações, etc. Bentonita é uma argila com alto teor de montmorilonita. Ilita ● As ilitas apresentam estruturas similares às montmorilonitas, no entanto, não absorvem a água entre as camadas, pela presença de íons de potássio. Como não são tão ávidas pela água como as montmorilonitas, tem pouco ou nenhuma expansão e plasticidade moderada; Como saber qual ou quais argilominerais um solo tem? Ensaio de difração de raios X ● São argilas de permeabilidade intermediária entre a caolinita e a montmorilonita, embora a sua presença prejudique um pouco a tratabilidade dos solos nas obras de terraplanagem, não chegam a interferir na estabilidade do aterro. Classificação dos solos quanto a gênese (origem) • Os solos residuais originaram-se através da ação do intemperismo das rochas de origem; • Os solos transportados são aqueles que, em algum momento, foram erodidos, transportados e depositados em locais afastados da sua rocha de origem; • Solos de origem orgânica são de natureza vegetal -plantas, raízes – (húmus), seja animal (conchas). Exemplo: Turfa; • Solos de evolução pedogênica que após o processo de formação, são alterados por processos físico- químicos, como lixiviação, laterização, cimentação, etc. Ex.: solos lateríticos. Solos residuais São solos que permanecem no local da rocha de origem. Neste tipo de solo observa-se uma gradual transição do solo até a rocha. • Solo residual maduro: perda de toda estrutura original da rocha-mãe e tornou-se um solo relativamente homogêneo; • Saprolito/saprolítico/solo residual jovem: mantém a estrutura original da rocha-mãe, inclusive veios intrusivos, fissuras, xistosidade e camadas, mas perdeu totalmente sua consistência à pode-se confundir com rocha, mas sendo pressionado com os dedos, o solo esboroa-se; Solos residuais • Rocha alterada: alteração progrediu ao longo de fraturas ou zonas de menor resistência, deixando intactos grandes blocos da rocha original envolvidos por solo de alteração de rocha; • Rocha sã: inclui tanto níveis onde os minerais já se apresentam alterados pela ação intempérica, sem brilho e com resistência reduzida, como níveis onde não há sinais evidentes de alteração. Solos transportados Solos aluvionares (aluvião) • Constituem através da deposição de materiais sólidos que são transportados e arrastados pelas águas dos rios (solos fluviais). • São fontes de materiais de construção, mas péssimos materiais de fundação. Solos transportados Solos coluvionares • O transporte se deve exclusivamente à gravidade e sua composição depende do tipo de rocha existente nas partes elevadas; • Colúvio: material predominantemente fino, depositado ao longo da encosta. • Tálus: material predominantemente grosseiro, depositado no sopé das encostas. • Em sua maioria, apresentam baixa resistência, principalmente quando saturados, e elevado índice de vazios; • Solos sujeitos a movimentos de massa. Fonte: Brady (2002) Solos transportados • Solos eólicos Formados pela ação do vento. Exemplo: Dunas. • Solos glaciais (geleiras) São os solos formados pelas geleiras ao se deslocarem pela ação da gravidade. Sondagem com descrição do perfil de solo à descrição solo transportado e solo residual Perfil longitudinal Fonte: Araújo (2017) Para saber mais: ● USE AVA: ○ Noções de geologia: origem e natureza dos solos e rochas, processos de formação dos solos ○ Classificação das Rochas e Solos ○ Tipos de estruturas moleculares e sua relação com a água ● Curso de geologia gratuito online USP: ○ http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=2369
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