Aula 02 Mecânica dos Solos

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Mecânica dos Solos
AULA 02- SOLOS RESIDUAIS E SOLOS SEDIMENTARES
ENGENHARIA CIVIL
Profª. Drª Nágilla Huerb de Azevedo
nagilla.azevedo@estacio.br
ENGENHARIA CIVIL
Origem do Solo
o Solo – latim solum, material da crosta terrestre, não consolidado, que ordinariamente se distingue das
rochas, de cuja decomposição em geral provêm, por serem suas partículas desagregáveis pela simples
agitação dentro da água (Holanda, A. Buarque).
o Geologicamente, define-se solo como o material resultante da decomposição das rochas pela ação de
agentes de intemperismo.
o Todos os solos se originam da decomposição das rochas que constituíam inicialmente a crosta terrestre.
Isso significa que, no início, não existiam solos na Terra, mas apenas grandes e variados rochosos que de
forma lenta foram desgastados pelos agentes de intemperismo, e por fim, formaram os solos.
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Origem do Solo
o O intemperismo pode ser decorrente de agentes físicos (desagregação), químicos (decomposição) e
biológicos.
• Intemperismo Físico: é o processo de degradação das rochas sem a alteração química dos seus
componentes.
Variação da temperatura – variações que ocorrem entre o dia e a noite, ou em função da mudança de
estação, acaba por dilatar e contrair as rochas, provocando o aparecimento de tensões internas que
tendem a fratura-la.
Repuxo coloidal – caracterizado pela retração da argila devido a sua diminuição de umidade, que em
contato com a rocha pode gerar tensões capazes de fratura-las.
Ciclos de gelo/degelo – as fraturas existentes nas rochas podem estar preenchidas de água que quando
congelada, expande-se, exercendo esforços e abrindo ainda mais as fraturas.
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Origem do Solo
• Intemperismo Químico: é o processo de alteração química dos componentes das rochas. Praticamente
todo o processo depende da presença da água.
Hidrólise: os minerais na presença dos íons H+ liberados pela água são atacados, e reagem entre si.
Hidratação: é a entrada de moléculas de água na estrutura dos minerais, que causam a expansão levando a
ao fraturamento da rocha.
Carbonatação: nesse processo o ácido carbônico é o responsável por este tipo de intemperismo.
“Lixiviação” é o processo de “arraste ou lavagem” dos sais minerais presentes no solo, o que caracteriza
uma forma inicial de erosão.
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Origem do Solo
• Intemperismo Biológico: se dá devido a esforços mecânicos produzidos por vegetais através das raízes,
por animais através de escavações dos roedores, da atividade de minhocas ou pela ação do próprio
homem, ou por uma combinação desses fatores.
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Pedologia
o Assim se denomina a ciência que tem por objeto o estudo das camadas superficiais da crosta terrestre, em
particular a sua formação e classificação.
o Na pedologia, as camadas que constituem um perfil são denominadas horizontes.
Horizonte O – é o horizonte orgânico formado a partir da decomposição de
materiais orgânicos de origem animal e vegetal.
Horizonte A – é o horizonte mineralógico, composto de minerais oriundos da rocha
mãe (a rocha que se decompôs e deu origem ao solo) e também de outras áreas.
Geralmente, essa camada apresenta uma boa quantidade de material orgânico
decomposto, o que faz com que também seja chamado de solo humífero.
Horizonte B – horizonte de composição essencialmente mineral. Ele é formado pela
acumulação de argila e também de oxi-hidróxicos de ferro e alumínio.
Horizonte C – é a zona de transição entre o solo e a sua rocha formadora, sendo
chamado de saprolito. É formado por alguns sedimentos maiores e menos
decompostos.
Rocha – mãe – chamada também de rocha sã, é a rocha que dá origem ao solo.
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Classificação do solo quanto a origem e formação
o Existem diferentes maneiras de se classificar os solos, como pela origem, pela sua evolução, pela
presença ou não de matéria orgânica, pela estrutura, pelo preenchimento dos vazios, etc.
o Na classificação genética, os solos são divididos em dois grandes grupos, sedimentares e residuais, a
depender da existência ou não de um agente de transporte na sua formação, respectivamente.
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Solos Residuais
o Chamados também de solos autóctones, são os que permanecem no local da rocha de origem,
observando-se uma gradual transição de solo até a rocha.
o Para que ocorram é necessário que a velocidade de decomposição da rocha seja maior do que a
velocidade de remoção do solo por agentes externos.
o Os solos residuais se dividem em: solos maduros, solos jovens e solos imaturos.
Solos maduros: apresentam perfis constituídos por todos os horizontes apresentados.
Solos jovens: limitam-se a uma camada de rocha desagregada que sustenta o horizonte superficial de
húmus.
Solos imaturos: por sua vez, possuem sobre a rocha matriz, uma fina camada de rocha em desagregação
na qual habitam musgos e líquens.
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Solos Residuais
• São encontrados principalmente na região Centro-Sul do Brasil, devido ao clima.
• No Recôncavo Baiano é comum a ocorrência de solo residuais oriundos de rochas sedimentares. O perfil desse
solo é constituído de camadas sucessivas de argila e areia, formam os solos lateríticos (Massapê).
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Solos Residuais
• A rocha de origem condiciona em grande parte as características dos solos residuais dela derivados:
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Solos Sedimentares
o Chamados também de solos alotóctones, são os que sofrem a ação de agentes transportadores, como a
água, a gravidade, o vento e as geleiras.
• Os solos resultantes do transporte por forças das águas são chamados de aluvionares ou aluviões.
São materiais constituídos por materiais erodidos, retrabalhados e transportados pelos cursos d’água nos seus leitos e
margens. São também depositados nos fundos de lagoas e lagos, sempre associados a ambientes fluviais.
A princípio, as grandes torrentes carregam consigo todo o detrito das erosões, mas logo depositam os
grandes blocos e depois os pedregulhos.
Ao perder sua velocidade, e portanto sua capacidade de carrear os sedimentos, os grandes rios passam a
depositar as camadas de areia e, em seguida, os grãos de menor diâmetro, formando os leitos de areia fina
e silte.
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Solos Sedimentares
Na ordem decrescente de seus diâmetros temos os pedregulhos, depois as areias e siltes e, por fim, a camada de
argila.
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Solos Sedimentares
Sua constituição depende da velocidade das águas no momento da deposição do solo. Em geral, apresentam baixa
capacidade de suporte (resistência), elevada compressibilidade e são susceptíveis à erosão.
São muitos utilizados como material de construção e evitados como suporte de fundação.
Ocorrência de aluvião no traçado do “Acesso Norte” em Juiz de 
Fora, próximo ao Rio Paraibuna.
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Solos Sedimentares
• Camadas de predominância: argila e areia
• Valores baixos de SPT: consistência “mole” ou 
compacidades “fofa”
• Presença de pedregulhos nos horizontes
• Presença do impenetrável não muito profundo
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Solos Sedimentares
• Os solos resultantes do transporte por vento são chamados de eólicos.
Ocorrem junto à costa, principalmente nas regiões Sudeste, Nordeste e Sul.
O transporte pelo vento dá origem a depósito eólicos em que predominam partículas arredondas devido
ao intenso atrito entre as mesmas.
A ação de transporte do vento se restringe ao caso de areias finas ou
siltes.
Por conta disso, os solos eólicos possuem grãos de aproximadamente
mesmo diâmetro, apresentando uma curva granulométrica uniforme.
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Solos Sedimentares
• Dunas
São exemplos comuns de solos eólicos no Brasil.
A formação de uma duna se dá inicialmente pela existência de um obstáculo ao caminho natural do vento,
o que diminui a sua velocidade e resulta na deposição de partículas de solo.
A deposição continuada de solo faz com que o obstáculo
ao caminho do centro se torne cada vez maior.
Durante o período de existência da duna, partículas de areia
são levadas atéo seu topo, rolando então para o outro lado.
Este movimento faz com que as dunas se desloquem a uma
velocidade de poucos metros por ano, o que geologicamente
é muito rápido.
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Solos Sedimentares
• Solos Loéssicos
Formado por deposições sobre vegetais que ao se decomporem deixam seu molde no maciço.
É bastante problemático para a Engenharia, pois tem a capacidade de formas paredões de grandes alturas
e inicialmente suportar grandes esforços mecânicos, porém podem se romper completa e abruptamente
devido ao umedecimento.
Bastante comum na Europa.
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Solos Sedimentares
• Os solos resultantes do transporte por geleiras são chamados de glaciais.
O transporte pelas geleiras se dá quando as mesmas se deslocam pela ação da gravidade. Formados de
forma análoga aos solos fluviais. Quando a corrente de gelo que escorre de pontos elevados, onde o gelo é
formado, para as zonas mais baixas, leva consigo partículas de rochas e de solo, desgastando o terreno.
Os detritos são depositados nas áreas de degelo.
É comum na Europa e nos EUA, dando origem aos drifts.
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Solos Sedimentares
• Os solos resultantes do transporte pela gravidade são
chamados de coluvionares ou depósito de tálus.
Em geral, são representados por escorregamentos de
escarpas, sendo encontrado nos “pés de elevações” e
encostas.
Sua composição depende do tipo de rocha existente nas
partes elevada, por isso apresentam grande
heterogeneidade.
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Solos Orgânicos
• Os solos Orgânicos são formados pela mistura homogênea de matéria orgânica decomposta e de
elementos de origem mineral, apresentando geralmente cor preta ou cinza-escuro e odor característico.
Ocorrem em bacias e depressões continentais, nas baixadas marginais dos rios e nas baixadas litorâneas.
São constituído principalmente de restos de vegetais ou animais (solos diatomáceos). Os mais comuns são as camadas
sedimentares de argila, areia fina e silte com húmus e turfas (grandes teores de carbono).
É considerado problemático para a Engenharia Civil, por conta da sua alta compressibilidade e baixa resistência.
Encontrados na Bahia, Sergipe, Rio Grande do Sul e outros estados do Brasil.
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Classificação Genética Geral
• A classificação genética dos solos pode ser quanto a sua origem, conforme apresentado anteriormente.
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Composição Química e Mineralógica dos Solos
o Os minerais encontrados nos solos são os mesmos das rochas de origem (minerais primários), além de outros que
se formam durante a decomposição (minerais secundários).
o Quanto à composição química dos principais minerais componentes dos solos grossos temos:
• Silicatos - feldspato, mica, quartzo, serpentina, clorita, talco;
• Óxidos – hematita, magnetita, limonita;
• Carbonatos – calcita, dolomita;
• Sulfatos – gesso, anidrita.
o Já os solos finos possuem uma complexa constituição química, formada basicamente de sílica SiO2 e os
sesquióxidos metálicos. Principais grupos argílicos: caulinitas, ilitas e montmorilonitas.
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Estrutura dos Solos Argilosos
o Quando duas partículas de argilominerais estão próximas surgem forças de atração e/ou de repulsão.
o A combinação destas forças, bem com do líquido circundante, irá determinar a forma de contato entre
as diversas partículas de argila, resultando em diferentes estruturas para os solos finos.
Estrutura floculada: predominam as ligações “borda-face”:
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Estrutura dos Solos Argilosos
Estrutura dispersa: predominam as ligações “face-face”:
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Física dos Solos
• O solo é constituído de uma fase fluida (água e/ou gases) e de uma fase sólida.
• O solo é um conjunto de partículas sólidas que deixam espaços vazios entre si, sendo que estes vazios podem
estar preenchidos com água, com gases (normalmente o ar), ou com ambos.
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Física dos Solos
Partículas sólidas:
As partículas sólidas dão características e propriedades ao solo conforme sua forma, tamanho e textura.
A forma das partículas tem grande influência nas suas propriedades. As principais formas das partículas são:
a) Poligonais angulares: são irregulares, exemplo de solos: areias, siltes e pedregulhos.
b) Poligonais arrendondadas: possuem a superfície arredondada, normalmente devido ao transporte sofrido quando
da ação da água, exemplo: seixo rolado e areias de dunas.
c) Lamelares: possuem duas dimensões predominantes, típicas de solos argilosos. Esta forma das partículas das
argilas responde por alguma de suas propriedades, a compressibilidade e a plasticidade.
d) Fibrilares: possuem uma dimensão predominante. São típicos de solos orgânicos, exemplo: turfas.
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Física dos Solos
Água:
A água contida no solo pode ser classificada em:
a) Água higroscópica: que se encontra em um solo úmido ou seco ao ar livre, ocupando os vazios do solo.
Pode ser eliminada quando o solo é submetido a temperaturas acima de 100˚C.
b) Água adsorvida: também chamada de água adesiva, é aquela película de água que envolve e adere
fortemente as partículas de solos muito finos (argila), devido a ação de forças elétricas.
c) Água de constituição: é que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida.
d) Água capilar: é a que, nos solos finos, sobe pelos vazios entre as partículas (ascensão capilar). Podendo
ser eliminada quando submetida a temperaturas acima de 100˚C.
e) Água livre: é aquela formada pelo excesso de água no solo, e que preenche todos os vazios entre as
partículas sólidas. Podendo ser eliminada quando submetida a temperaturas acima de 100˚C.
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Física dos Solos
Gases:
Dependendo do tipo de solo e das suas propriedades (principalmente porosidade), podemos ter os vazios
preenchidos com ar.
Em algumas regiões pantanosas (EUA), podemos ter gases (alguns tóxicos) preenchendo estes vazios. Ex:
amônia, dióxido de enxofre, dentre outros.
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Dinâmica Referente ao Exercício 02
- Turma com 38 alunos;
- Dividir a turma se for necessário;
- Os demais retornam 10 min depois para realizar a dinâmica.
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EXERCÍCIO 02
A contabilização do Exercício será feita através da Participação do Aluno na Dinâmica proposta.
o Será usado o KAHOOT para que sejam respondidas 20 perguntas, usando Verdadeiro e Falso.
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Os alunos que aparecerem no Pódio Final receberão ponto EXTRA na Prova referente a AV1 e o
Exercício 02 contabilizado:
1º LUGAR – 0,5
2º LUGAR – 0,4
3º LUGAR – 0,3
Os demais terão apenas o Exercício 02 contabilizado.
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