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17/09/2015
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Curso de Engenharia Civil
Disciplina: Mecânica dos Solos
Período: 5º semestre Professor: Luiz Antonio do Nascimento Email: [email protected]
Página: www.lnascimento.com.br
Mecânica dos Solos
Origem e Formação dos Solos:
Os solos se originam das rochas. São formados
por agregados de um ou mais minerais.
Mineral é uma substância inorgânica e natural
(sólido natural) com composição química e
estrutura uniforme (moléculas com padrão
geométrico). Ex.: Calcita, Magnetita, Feldspato,
Quartzo, etc. Os minerais dos solos podem ser:
• Primários - são os mesmos da rocha de
origem.
• Secundários - são formados quando
ocorre a decomposição química da rocha.
Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Magmáticas ou Ígneas – resultam do
resfriamento do magma (rocha líquida abaixo da
crosta terrestre.
.
• Rocha Vulcânica – resfriamento rápido.
Ex.: Basalto (brita).
• Rocha Plutônica – resfriamento lento.
Ex.: Granito.
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Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Basalto (Brita).
Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Granito.
Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Sedimentares – resultam da
cimentação de detritos da desagregação de
rochas pré-existentes que sofreram alteração
física ou química, por ação de agentes de erosão
(chuva, vento, calor, frio, gelo, seres vivos, etc.).
Existem 3 tipos de rochas sedimentares:
• Detríticas (Ex.: argila e areia);
• Químicas ( Ex.:calcário e gesso);
• Biogênicas (Ex.: carvão).
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Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Sedimentares – resultam da
cimentação de detritos da desagregação de
rochas pré-existentes que sofreram alteração
física ou química, por ação de agentes de erosão
(chuva, vento, calor, frio, gelo, seres vivos, etc.).
Existem 3 tipos de rochas sedimentares:
• Detríticas (Ex.: argila e areia);
• Químicas ( Ex.:calcário e gesso);
• Biogênicas (Ex.: carvão).
Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Metamórficas – resultam da
transformação física (pressão e temperatura)
e/ou química sofrida por outras rochas ao longo
de muito tempo.
Exemplos::
• Cálcario para Mármore.
• Xisto para Ardósia.
Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Metamórficas
• Ardósia.
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Mecânica dos Solos
Tipos de Rochas (formação):
Rochas Metamórficas
• Mármore.
Mecânica dos Solos
Categorias dos Solos (Formação):
• Solo Residual – formado a partir da
rocha matriz.
• Solo Transportado – formado por várias
rochas transportado pelo água ou vento e
depositado em um lugar diferente de sua
origem.
Mecânica dos Solos
Categorias dos Solos (Formação):
• Solo Residual
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Mecânica dos Solos
Categorias dos Solos (Formação):
• Solo transportado
Mecânica dos Solos
Categorias dos Solos (Formação):
• Solo transportado
• Coluviões – por gravidade
Mecânica dos Solos
Categorias dos Solos (Formação):
• Solo transportado
• Aluviões – por águas correntes
Pode ser: • Pluvial
• Fluvial
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Mecânica dos Solos
Categorias dos Solos (Formação):
• Solo transportado
• Eólicos – pelo vento
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Categorias dos Solos (Formação):
• Solo transportado
• Glaciais – pelo gelo
Mecânica dos Solos
Origem e Formação dos Solos:
Todo solo tem sua origem na decomposição das
rochas pela ação das intempéries.
As intempéries alteram sua forma física e sua
composição química.
O intemperismo se dá em três modos:
• Intemperismo físico – que é a
desagregação da rocha;
• Intemperismo químico – que é a
decomposição da rocha.
• Intemperismo biológico – que é a
desagregação e decomposição da rocha.
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Mecânica dos Solos
Origem e Formação dos Solos:
Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha)
Desintegração da rocha pela ruptura em fendas,
progredindo para partículas de tamanhos
menores, sem, no entanto, haver mudança na
sua composição.
Desintegração através de agentes como água,
temperatura, pressão, vegetação e vento.
Formam-se os pedregulhos, as areias, os siltes e
as argilas.
Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha)
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Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha)
Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha)
Ação dos ventos
Erosão eólica
ocasionada pela
colisão dos ventos
em rochas
expostas.
Os ventos
carregam detritos
que se chocam
com as rochas e
causam a remoção
de sedimentos.
Deserto do Arizona/EUA
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Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha) Ação das águas
Erosão fluvial ocasionada pela colisão da água em rochas
expostas.
As águas carregam detritos que se chocam com as rochas e
causam a remoção de sedimentos.
Erosão marinha na região de Malibú - EUA Erosão fluvial em Presidente Figueiredo/AM
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Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha)
A água infiltrada nas
trincas das rochas pode
congelar e aumentar o
seu volume.
O aumento do volume,
pode ocasionar a
abertura das trincas e
remoção de fragmentos.
Rocha fraturada por congelamento de água
Ação do gelo
Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha) Ação da variação de temperatura
Em locais de grande
variação de temperatura
pode ocasionar aumento e
diminuição do volume da
rocha durante os estágios
de resfriamento e
aquecimento causando
trincas.
Disjunção esferoidal causado pelo aumento e diminuição de
temperatura ao longo do dia. Também chamado de intemperismo
“casca de cebola”.
Mecânica dos Solos
Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha) Ação da variação de temperatura
Disjunção esferoidal causado pelo aumento e diminuição de
temperatura ao longo do dia. Também chamado de intemperismo
“casca de cebola”.
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Intemperismo Físico (Desagregação da Rocha) Ação da variação de temperatura
Trincas no solo influenciada por temperatura em climas desérticos
que podem ter variação de temperatura de 50º em um dia.
Mecânica dos Solos
Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
A decomposição é o processo onde há
modificação mineralógica das rochas de origem.
O principal agente é a água e os mais
importantes mecanismos modificadores são a
oxidação, hidratação e carbonatação.
Mecânica dos Solos
Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
Hidrólise: A água penetra em finissimos capilares da
rocha e combinando com íons do mineral forma novas
substâncias;
Oxidação: os minerais se decompõem pela ação
oxidante de O2 e CO2, dissolvidos em água, formando
hidratos, óxidos, carbonatos, etc.;
Hidratação: certos minerais podem adicionar
moléculas de água a sua composição formando novos
compostos, aumentando seus volumes e causando a
decomposição das rochas;
Carbonatação: formação de ácido carbônico pela
presença de CO2 contido na água. O2 – Oxigênio CO2 – Gás Carbônico
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Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
Rocha com borda alterada por reações químicas de
intemperismo.
Mecânica dos Solos
Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
Hidratação: entrada de H2O na estrutura dos minerais
Exemplo: Anidrita + água = Gipsita
Mecânica dos Solos
Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
Oxidação: entrada de O2 + H2O na estrutura dos minerais
Exemplo: Pirita + O2 e H2O = Goethita
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Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
Hidrólise: entrada de HO2 + CO2 na estrutura dos minerais
Exemplo: Feldspato + HO2 e CO2 = Caulinita
Mecânica dos Solos
Intemperismo Quimico (Decomposição da rocha)
Carbonatação: remoção dos produtos solúveis
(hidrogenocarbonato e cálcio), ficam minerais de argila ricos em
óxidos de ferro (não solúveis).
Exemplo: Terra Rossa
Mecânica dos Solos
Intemperismo Biológico
Envolve as atividades biológicas em uma rocha:
• Escavação de animais como formigas e
minhocas;
• Corrosão por ácidos vegetais;
• Ação das raízes de plantas.
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Intemperismo Biológico
Ação das raízes de plantas na desfragmentação da rocha.
Mecânica dos Solos
Intemperismo Biológico
Ação de formigas na desfragmentação da rocha.
Mecânica dos Solos
Dissolução
O CO2 dissolvido nas águas de infiltração provenientes da
atmosfera e da transpiração, secreção e putrefação dos
organismos e microrganismos reagem com os minerais
carbonatados e dissolvem as rochas.
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Mecânica dos Solos
Perfil e Horizontes do Solo
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Mecânica dos Solos
Mecânica dos Solos
Granulometria
Granulometria Tamanho (em mm)
Cascalho Matacao Maior que 256
Calhau (ou bloco) Entre 64 e 256
Seixo Entre 2 e 64
Granulo Entre 1 e 2
Areia Areia Grossa Entre 0,5 e 1
Areia Media Entre 0,250 e 0,5
Areia Fina Entre 0,125 e 0,250
Silte Silte Entre 0,004 e 0,125
Argila Argila Menor que 0,004