(Aula 03 - Estrutura dos solos ppt [Modo de Compatibilidade])

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-
ÁRIDO
Departamento Ciências Ambientais e Tecnológica
Disciplina – Mecânica dos Solos.
Professor: Francisco Alves da Silva JúniorProfessor: Francisco Alves da Silva Júnior
Estrutura dos solos
Mossoró, 31 de Março de 2011
Introdução:
ESTRUTURA DOS SOLOS:
1.1 As partículas constituintes dos solos;
1.2 Sistema solo-água;
1.3 Estruturas.
ESTRUTURA DOS SOLOS
1.1 As partículas constituintes dos solos
A origem dos solos --- rocha + intemperismo (químico, físico e biológico) = solos.
Fatores de intemperismo: 
• Material de origem; 
• Clima;
ESTRUTURA DOS SOLOS
• Clima;
• Relevo;
• Organismos;
• e Tempo.
ESTRUTURA DOS SOLOS
Atuação do intemperismo
� Intemperismo químico→ climas quentes e úmidos → mais importante e mais 
profundo;
� Intemperismo físico → climas SECOS (quentes e frios);
Atuação conjunta do intemperismo físico e químico.
� Clima;
CLIMA
ORGANISMOS
� Material de origem - Rocha;
� Relevo;
�Organismos;
�Tempo.
ORGANISMOS
ROCHA
TEMPO
RELEVO
SOLOPROCESSOS
1.1 As partículas constituintes dos solos
Tamanho das partículas:
ESTRUTURA DOS SOLOS
Primeira característica que diferencia os solos:
Solos grossos podem ser vistos a olho nu e solos finos não.
As partículas de areia podem ter dimensões em torno de 2 mm e as de argila 
podem ter dimensões de até 10 Angstons (0,000001mm). Se uma partícula de 
argila fosse ampliada a ficar com o tamanho de uma folha de papel, o grão de 
areia de 2mm, ficaria com dimensões de 200 m. 
Geralmente os solos possuem diversos tamanhos de partículas,com 
exceção dos solos homogêneos.
Partículas podem revestir partículas de areia – torrões --- necessidade de 
umedecer.
1.1 As partículas constituintes dos solos
Tamanho das partículas:
ESTRUTURA DOS SOLOS
Segundo a ABNT:
Fração Limites
Matacão 25 cm – 1,0 mMatacão 25 cm – 1,0 m
Pedra de mão 7,6 cm – 25cm
Pedregulho 4,8 mm – 7,6 cm
Areia grossa 2,0 mm – 4,8 mm
Areia média 0,42mm – 2,0 mm
Areia fina 0,05mm – 0,42 mm
Silte 0,002 mm – 0,05 mm
Argila Inferior a 0,002 mm
1.1 As partículas constituintes dos solos
Constituição mineralógica:
ESTRUTURA DOS SOLOS
Mineral Características
Quartzo Presente na maioria das rochas, é bastante resistente à desagregação e forma grãos 
de silte e areia. Sua composição é simples, SiO2, as partículas são equipotenciais, 
como cubos ou esferas, e apresenta baixa atividade superficial.
Feldispato Podem ser encontrados como areia e silte. Silicatos duplos de Al e de um metal Feldispato Podem ser encontrados como areia e silte. Silicatos duplos de Al e de um metal 
alcalino ou alcalino terroso (K, Na ou Ca). São translúcidos ou opacos e podem 
apresentar cristais mistos de três componentes: feldspato potássio, sódico e calcico.
São os minerais mais atacados, dando origem aos argilosminerais, que constituem 
a fração mais fina dos solos, geralmente inferior a 2mm. Devido sua composição e 
textura, possuem comportamento diferenciado, em relação as areias e siltes.
Mica Podem ser encontrados como areia e silte. Geralmente ortossilicatos de Al, Mg, K, 
Na ou Li. Trata-se de um grupo de minerais caracterizados por uma ótima 
clivagem laminar e boa elasticidade. Distinguem-se 2 variedades principais: 
Muscovita e Biotita.
Calcita Podem ser encontrados como areia e silte. Pertence ao grupo dos carbonatos. Sua 
composição é CO3Ca.
1.1 As partículas constituintes dos solos
Constituição mineralógica: argilominerais. Apesar da aparência amorfa, as argilas são 
constituídas de pequeníssimos minerais cristalinos.
Existem três grupos principais:
ESTRUTURA DOS SOLOS
Argilomineral Características
Caulinita são formadas por unidades de Silício e Alumínio que unem
alternadamente, conferindo-lhes uma estrutura rígida. Em conseqüência,
são relativamente estáveis em presença de água. As caulinitas sãosão relativamente estáveis em presença de água. As caulinitas são
compostas por fortes ligações entre as estruturas, formando grãos
maiores, com menor superfície específica, menos plasticidade e baixa
compressibilidade
1.1 As partículas constituintes dos solos
ESTRUTURA DOS SOLOS
Argilomi
neral
Características
MONTM
ORILONI
TAS
São estruturalmente formadas por uma
unidade de Alumínio entre duas
unidades de Silício. A ligação entre
essas unidades, não sendo
suficientemente firme para impedir asuficientemente firme para impedir a
passagem de moléculas de água, torna
as argilas montmoriloníticas muito
expansivas e, portanto, instáveis em
presença de água.
Este fato possibilita às montmorilonitas
características de elevada plasticidade
e compressibilidade, assim como alta
superfície específica, aproximadamente
100 vezes maior que a caulinita.
Superfície específica – soma das 
superfícies de todas as partículas 
contidas na unidade de volume 
ou peso do solos
1.1 As partículas constituintes dos solos
ESTRUTURA DOS SOLOS
Argilomineral Características
ILITAS As ILITAS são estruturalmente análogas às Montmorilonitas, sendo
menos expansivas.
As ilitas possuem características medianas entre as caulinitas e as
motmorilonitas.
�Composição mineralógica das argilas - Estrutura
Tetraedos de sílica 
Octaedros de alumínio
ESTRUTURA DOS SOLOS
1.2 Sistema solo-água
ESTRUTURA DOS SOLOS
Devido as ligações entre as estruturas dos argilominerais, podem permitir a
entrada de moléculas de água, sendo as montmorolonitas as mais atingidas e as
caulinitas as menos.
Camada dupla – com a elevação do teor de água, forma-se no entorno das
partículas uma camada de água, devido a atração dos íons dos solos argilosos e
a superfície das partículas. Esta água possui forte atração o que a diferencia da
água de livre nos vazios. Os contatos entre os argilominerais, portanto são feitoságua de livre nos vazios. Os contatos entre os argilominerais, portanto são feitos
por esta camada dupla de água e não diretamente entre os minerais,
diferentemente dos solos grossos, onde este contato é direto.
As estruturas dos solos argilos dependem das forças de atração e repulsão que
existem entre os contatos, que se refere à disposição das partículas na massa de
solo.
Podendo geral estruturas dispersas ou floculentas.
1.3 Estruturas
ESTRUTURA DOS SOLOS
Floculada – quando os contatos se fazem entre faces e arestas, ainda que através
da água adsorvida – mais sinsitivas e compressíveis;
Dispersa – quando as partículas se posicionam paralelamente, face a face –
menso sensitivas e menos compressíveis.
Floculada
Dispersa
1.3 Estruturas
ESTRUTURA DOS SOLOS
Estrutura Granular simples: Característica das areias e pedregulhos, predominando as 
forças de gravidade na disposição das partículas que se apóiam diretamente umas sobre 
as outras. 
1.3 Estruturas
ESTRUTURA DOS SOLOS
Tixotropia - A perda e o conseqüente retorno da resistência coesiva são
devidos a destruição e conseqüente reordenação da estrutura molecular do
solo.
Exemplo: amassando-se uma amostra de argila úmida e, a seguir, deixando-
a repousar, a massa adquire resistência com o tempo, ou seja, endurece.
Bentonitas - Argilas ultra-finas formadas em sua maioria pela alteração química
de cinzas vulcânicas. Em sua composição predomina a montmorilonita, o que
explica sua tendência ao seu inchamento. É utilizada em vedação de barragens e
escavações, pois é bastante impermeável. É também
aplicada para estabilização de furos.
1.3 Estruturas
ESTRUTURA DOS SOLOS
Sensitividade
O tempo e as mudanças nas pressões a que o solo está submetido pode gerar diferenças 
entre um amostra indeformada e uma amostra remoldada(amolgada). O termo sensitividade 
é usado para descrever essa diferença de resistência e é determinado pela razão entre a 
resistência da amostra indeformada e a referente ao estado remoldado.
Existem solos com sensibilidade de até 500.
Sensitividade Classificação
1 Insensitiva
1-2 Baixa sensitividade
2-4 Média sensitividade
4-8 Sensitiva
8 Ultra-sensitiva
1.3 Estruturas
ESTRUTURA DOS SOLOS
Sistema trifásico
Em virtude da tensão superficial o contado entre a
água e os sólidos nos vazios entre as partículas
apresentam uma curvatura, indicando que a pressão
nos dois fluidos não é a mesma. Esta diferença é a
pressão de sucção, que é responsável por diversos
fenômenos referentes ao comportamento mecânico
dos solos e dos solos não saturados quando
solicitados por carregamentos e submetidos a
infiltrações de água.