apost. solos - 2008

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Mecnica dos Solos Joo Carlos

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1.

INTRODUO AO CURSO

1.1

DEFINIO E OBJETIVOS DA MECNICA DOS SOLOS a) Definio: A mecnica dos solos uma cincia que estuda o

comportamento dos solos, atravs das caractersticas fsicas e as suas propriedades mecnicas (equilbrio e deformao) quando submetido a acrscimos ou alvio de tenses. Ou seja, a cincia que procura descobrir, entender, explicar e correlacionar s propriedades dos solos. Todas as obras de Engenharia Civil se assentam sobre o terreno e inevitavelmente requerem que o comportamento do solo seja devidamente considerado. b) Objetivo: no passado. Alm de ter como objetivo principal, oferecer ao profissional de construo civil ferramentas e conceitos tericos-prticos para conhecimento do comportamento deste material (solo), indispensveis na atuao de construo de obras de terra e aos aspectos geotcnicos de fundaes. Substituir por mtodos cientficos os mtodos empricos aplicados

1.2

PROBLEMA DA MECNICA DOS SOLOS A prpria natureza do solo, que complexa. O solo no possui uma relao linear quanto relao tenso/deformao; O comportamento do solo depende da presso, do tempo e do meio fsico (tipo de solo); O solo apresenta qualidade muito heterognea, variando de ponto para ponto; A anlise de um solo feita por amostragem de alguns pontos do terreno.

1.3

SOLO SOB O PONTO DE VISTA DA ENGENHARIA Solo a denominao que se d a todo material de construo ou minerao

da crosta terrestre escavvel por meio de p, picareta, escavadeira, etc, sem necessidade de explosivos. Esta definio no tem sustentao do ponto de vista cientfico. Geologicamente, define-se como sendo o material resultante da decomposio das rochas pela ao de agentes de intemperismo.

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1.4

EMPREGO DO SOLO NA ENGENHARIA CIVIL (aplicaes) Solo como material de construo: Aterros, Barragens de Terra, Base e Subbase de Pavimentos, etc. Solo como suporte de fundao: Valas, Sapatas, Blocos, Estacas, Tubules, Subleito, etc.

1.5

ORIGEM E EVOLUO DA MECNICA DOS SOLOS Os primeiros trabalhos sobre o comportamento dos solos datam do sculo XVII.

COULOMB, 1773, RANKINE, 1856 e DARCY, 1856, publicaram importantes trabalhos sobre o comportamento dos solos. O acmulo de insucessos em obras de Engenharia observados no incio do sculo XX como: - O escorregamento de solo durante a construo do canal do Panam, 1913; - Rompimento de grandes Barragens de Terra e Recalque em Grandes edifcios, 1913; - Escorregamento de Muro de Cais na Sucia, 1914. O Levou em 1922 a publicao pelos suecos de uma nova teoria para o clculo e Estabilidade de taludes; - Deslocamento do Muro de cais e escorregamento de solo na construo do canal de Kiev na Alemanha, 1915. Em 1925 o professor Karl Terzaghi publicou seu primeiro livro de Mecnica dos solos, baseado em estudos realizados em vrios pases, depois do incio dos grandes acidentes. A mecnica dos solos nasceu em 1925 e foi batizada em 1936 durante a realizao do primeiro Congresso Internacional de Mecnica dos Solos. Em meados de 1938 foi instalado o primeiro Laboratrio de Mecnica dos solos em So Paulo. Em novembro de 1938 foi instalado o Laboratrio de Solos e Concreto da Inspetoria Nacional de Obras Contra a Seca em Curemas Paraba.

2.

ORIGEM, FORMAO E ESTRUTURA DOS SOLOS Os solos so materiais que tem sua origem imediata ou remota na deteriorao

(decomposio) das rochas atravs do intemperismo (ao das intempries). Ou seja, todos os solos se originam da decomposio das rochas que constituam inicialmente a crosta terrestre. A decomposio decorrente de agentes fsicos e qumicos (solo = rocha + intemperismo).

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2.1

ROCHA um agregado natural formado de um ou mais minerais. E que do ponto de

vista da Engenhariam Civil, impossvel de escavar manualmente, necessita de explosivo para o seu desmonte.

2.2

INTEMPERISMO o conjunto de processos fsicos, qumicos e biolgicos que ocasionam a

desintegrao e decomposio das rochas e dos minerais, formando os solos. E normalmente esses processos atuam simultaneamente, em determinados locais e condies climticas, um deles pode ter predominncia sobre o outro. Portanto os processos de intemperismos se dividem em:

a)

Intemperismo Fsico - Ou mecnico o processo de decomposio da rocha

sem alterao qumica dos seus componentes. Os principais agentes so: Variao de temperatura; Congelamento da gua; Alvio de presses e Vegetaes.

b)

Intemperismo Qumico - o processo de decomposio da rocha onde os

vrios processos qumicos alteram, solubilizam e depositam os minerais das rochas transformando-a em solo, ou seja, ocorre alterao qumica dos seus componentes (modificao qumica). Neste caso h modificao na constituio mineralgica da rocha, originando solos com caractersticas prprias. Este tipo mais freqente em climas quentes e midos e, portanto muito comum no Brasil. O principal agente a gua, e os mais importantes mecanismos de ataque so: Hidrlise; Hidratao; Oxidao e Carbonatao.

c)

Intemperismo Biolgico - processo no qual a decomposio da rocha se d

graas a esforos mecnicos produzidos por vegetais atravs de razes, escavao de roedores. Alm dos efeitos qumicos da vegetao.

2.2.1 Influncia do Intemperismo no Tipo de Solo Os vrios tipos de intemperismo e a intensidade com que atuam no processo de formao dos solos do origem a diferentes tipos de solo. Percebe ento, que o solo assim, uma funo da rocha de origem e dos diferentes agentes de alterao.

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2.3

CLASSIFICAO DOS SOLOS QUANTO A ORIGEM (gentica) Com base na origem dos seus constituintes, os solos podem ser divididos em dois

grandes grupos: solo residual, se os produtos da rocha intemperizada permanecem ainda no local em que se deu a transformao; solo transportado (sedimentar), quando os produtos de alterao foram transportados por um agente qualquer, para local diferente ao da transformao.

2.3.1 Solos Residuais Os solos residuais so bastantes comuns no Brasil, principalmente na regio Centro-Sul , em funo do prprio clima. A ao intensa do inpemperismo qumico nas reas de climas quentes e midos provoca a decomposio profunda das rochas com a formao de solos residuais, cujas propriedades dependem fundamentalmente da composio do tipo de rocha existente. A rocha que mantm as caractersticas originais, ou seja, a rocha s a que ocorre em profundidade. Quanto mais prximo da superfcie do terreno, maior o efeito do intemperismo. Sobre a rocha s encontra-se a rocha alterada, em geral muito fraturada e permitindo grande fluxo de gua atravs das descontinuidades. A rocha alterada sobreposta pelo solo residual jovem, ou saprolito. O material mais intemperizado ocorre acima do saprfito e denominado solo residual maduro (figura 2.1).1. Solo superficial. 2. Solo residual maduro, sem vestgios da estrutura e textura da rocha matriz. 3. Solo residual jovem (saprolito), com vestgios da estrutura e textura da rocha matriz. 4. Rocha alterada. 5. Rocha praticamente s.

Figura 2.1 Exemplo de um perfil de solo 2.3.2 Solos Sedimentares (transportados) Os solos sedimentares ou transportados so aqueles que foram levados de seu local de origem por algum agente de transporte e l depositados (figura 2.2). Os solos transportados geralmente depsitos mais inconsolidados e fofos que os residuais e com profundidade varivel. Nos solos transportados, distingue-se uma variedade

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especial que o solo orgnico, no qual o material transportado est misturado com quantidade variveis de matria orgnica decomposta. De um modo geral o solo residual mais homogneo que o transportado. As caractersticas dos solos transportados so em funo do agente de transporte. Os agentes de transporte so: Vento (solos elicos); gua (solos aluvionares); Geleiras (solos glaciais); Gravidade (solos coluvionares)

Figura 2.2 Local de solos transportados

a) Solos Elicos - Transporte pelo vento. So de destaque, apenas os depsitos ao longo do litoral, onde formam as dunas no sendo comuns no Brasil. O problema desses depsitos existe na sua movimentao. Como exemplos tm os de estado do Cear, e os de Cabo Frio no Rio de Janeiro. Restringe as areias e siltes.

b) Solos Aluvionares - So solos sedimentares que so transportados pela gua. A sua textura depende da velocidade de transporte da gua. Caractersticas: Gros de diversos tamanhos, mais grossos que os elicos. Existem aluvies essencialmente arenosos, bem como aluvies argilosos. Embora os solos que constituem os aluvies sejam, via de regra, fonte de materiais de construes, so, por outro lado, pssimos materiais de fundaes.

c) Solos Glaciais - Formados pelas geleiras. So formados de maneira anloga aos fluviais. No ocorre no Brasil, e comuns na Europa e Amrica do Norte.

d) Solos Coluviais - Formados pela ao da gravidade. Dentre os solos podemos destacar o TALUS, que solo formado pelo deslizamento de solo do topo das encostas, formando ocorrncia ao p das encostas e elevaes (figura 2.3).

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Apresenta grande variedade de tamanhos, alta porosidade, e inconsolidados, sujeitos a escorregamentos. So comuns ao longo de rodovias na Serra do Mar-SP.

Figura 2.3 Depsito de tlus

e) Solos Orgnicos Impregnao do solo (argila, silte e areia fina) por sedimentos orgnicos preexistentes (hmus), em geral misturados de restos de animais e vegetais. Caracterizam pela cor escura, cheiro forte peculiar e alta plasticidade (alto limite de liquidez). Um teor de 2 a 4% de matria orgnica j influii danosamente no solo. So problemticos por serem muito compressveis. So encontrados no Brasil

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