Aula 2

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Mecânica dos Solos – Introdução
Paulo Júnio Rodrigues Teixeira
02/03/2018
Bibliografia Recomendada
1. CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações. 6. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1988. v. 1.
2. CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações. 4. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1987. v. 3.
3. PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
Critério de Avaliação
1ª Parte - 40 Pts
Avaliação 1 - 30 Pts (13/04/2018)
Exercícios e atividades em sala - 10 Pts
2ª Parte - 60 Pts
Avaliação 2 - 30 Pts (15-22/06/2018)
Exercícios e atividades em sala - 10 Pts
Trabalho final - 20 Pts
Origem e Formação dos Solos
 Partem do intemperismo e meteorização das rochas.
Desintegração mecânica.
Mas comumente, formam pedregulhos e areais.
Decomposição química.
Devido ao teor do ataque, formam em sua maioria, argilas, sendo o último produto do processo de decomposição.
Os processos podem ocorrer simultaneamente.
 Solos que mantém uma nítida macroestrutura herdada da rocha de origem, são assim denominados Solos Saprolíticos.
Origem e Formação dos Solos
Pedologia
Pedologia
 Da origem ao “produto final”, o solo passa a apresentar fases denominadas horizontes:
A - Camada Superficial
B - Subsolo
C - Camada Profunda
 Por vez, as camadas que são diferenciadas por composição química, são identificadas como subcamadas.
 
Pedologia
 Ainda por classificação pedológica, os solos se classificam quanto a influência externa, em:
Zonais ou climatogênicos (maduros, bem delineados e produndos);
Latossolos
Podzóis
Solos de Pradarias
Desérticos
Pedologia
Intrazonas (bem desenvolvidos, além de serem bem influenciados pelo local e pelos fatores externos);
Salinos
Hidromórficos
Azonais (são poucos desenvolvidos e muito rasos);
Aluviais
Litossolos
Solos Residuais, Sedimentares e Orgânicos
Solos residuais (atóctones)
Permanecem no local de origem (nítida transição rocha-solo).
Destaque para os solos laterísticos, expansivos, e os porosos (colapsíveis).
Solos sedimentares (alotóctones ou transportados)
Sofrem ação de agentes transportadores.
Destaque para os aluvionares, eólicos, coluvionares e glaciares.
Solos Residuais, Sedimentares e Orgânicos
Solos de formação orgânica.
De natureza essencialmente orgânica, seja de natureza vegetal ou animal.
Solos brasileiros.
Destaque para os lateríticos, como a terra-roxa presente no estado de São Paulo.
Destaque para o massapê (os solos margalíticos, conforme a classificação adota pelo Prof. Hermani Sávio Sobral), solo residual, não laterítico, presente na região da Bahia.
Composição Química e Mineralógica dos Solos
Por constituição, o minerais dos solos são os mesmos que se apresentam na rocha de origem (primários), porém há a formação de outros (secundários).
Quanto a composição química dos principais componentes dos solos, merecem destaque:
Silicatos – feldspato, mica, quartzo, serpentina, clorita, talco;
Óxidos – hematita, magnetita, limonita;
Carbonatos – calcita, dolomita;
Sulfatos – gesso, anidrita.
Composição – 
Minerais Argílicos
Pequeníssimos minerais cristalinos.
Estruturas compostas por duas unidades cristalográficas fundamentais:
A primeira, com a configuração de um tetraedro, formado por um átomo de silício equidistante de quatro de oxigênio (comumente representado por um trapézio).
A segunda, representada por um octaedro, com um átomo de alumínio no centro envolvido por seis de oxigênio (comumente representado por um triangulo).
Composição – 
Minerais Argílicos
Composição – 
Minerais Argílicos
A partir da sua estrutura, e das diferentes associações entre as unidades, os minerais se dividem em 3 grupos:
Caulinitas
Esmectitas (montmorilonitas)
Ilitas
Composição – 
Minerais Argílicos
Caulinitas, formadas por uma unidade de silício e uma de alumínio, unidas alternadamente, conferindo uma estrutura rígida.
Estáveis na presença de água.
Montmorilonitas (esmectitas), formadas por uma unidade alumínio entre duas de silício, conferindo uma estrutura não estável.
Expansíveis e não instáveis na presença de água.
Ilitas, apresentam estrutura análoga às montmorilonitas, porém conferem uma estrutura menos expansiva.
Sistema Solo-Água
A composição química da água (H20) apresenta estrutura instável, o que confere a ela orientação as cargas externas.
A água em contato com as partículas argilosas, as moléculas se orientam em relação a elas e aos íons que a circundam. Após o contato, os íons se afastando deixando a partícula circundadas por água.
Na esmectita a água penetra a estrutura, podendo causar a liberdade das camadas.
As ilitas não absorvem água devido a presença de íons de potássio, porém apresenta comportamento intermediário.
Sistema Solo-Água
Em um primeiro contato da água com as partículas de argila, ela é bem aderida formando a “água sólida”
O contato entre as partículas passa a ser realizado pelo contato entre as moléculas de água, logo, a deformação e a resistência do solo fica a critério destes contatos.
As partículas de água apresentam-se instáveis, a troca de moléculas de água é constante, o que afeta diretamente a transmissão de esforços entre as partículas.
Sistema Solo-Água
Argila na presença de água apresenta:
Repulsão entre partículas: causada pela repulsão entre a carga líquida negativa.
Atração entre partículas: forças e ligações secundárias.
Da combinação das forças de atração e repulsão resulta a estrutura do solo, podendo apresentar estrutura:
Floculada
Dispersa
Sistema Solo-Água-Ar
Solo não saturado, o ar se apresente em bolhas oclusas ou através de canalículos intercomunicáveis.
Na presença de ar e água, a água comporta-se como uma membrana, mas mantém sua atração, que causa uma tensão diferente da tensão do ar.
Responsável pela ascensão capilar;
Responsável pelo comportamento peculiar do solo na presença de infiltração, quando submetido a carregamentos.
Superfície Específica
Soma de todas as superfícies específicas de um solo, contido em uma unidade de volume (ou de peso) do solo.
Dessa confirmação, deduz que quanto mais fino o solo, maior a sua superfície específica.
Para os minerais argílicos, tem-se as superfícies:
Caulinita – 10 m²/g
Ilita – 80 m²/g
Montmorilonita (esmectita) – 800 m²/g
Tamanho das Partículas
Primeira característica que diferencia os solos.
Apresenta grãos imperceptíveis a olho nu.
Tamanha diversidade do tamanho dos grãos.
Não se percebe em um simples contato.
Em um solo, as partículas apresentam-se em uma enorme gradação.
Grãos envoltos se assemelham com aglomerações.
Denominações específicas são empregadas para as diversas faixas de tamanhos dos grãos (segundo a ABNT).
Tamanho das Partículas
Tamanho das Partículas
Considerações:
Diferente da terminologia adotada pela ABNT, a separação entre silte e areia é tomada como 0,075mm, correspondente a peneira nº 200.
Silte e argila é denominada a “fração de finos”.
Areia e pedregulho é denominada a “fração dos grossos”.
Argila é considerada, com frequência, como a fração abaixo do diâmetro de 0,002mm, que corresponde ao tamanho mais próximo das partículas de constituição mineralógica dos minerais-argilas.
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Propriedades das partículas.
Índices físicos.
Obrigado...