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Curso de Engenharia Civil

Disciplina: Mecânica dos Solos

Período: 5º semestre Professor: Luiz Antonio do Nascimento Email: ladnascimento@gmail.com

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

Mecânica dos Solos

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

Mecânica dos Solos

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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Mecânica dos Solos

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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Mecânica dos Solos

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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Mecânica dos Solos

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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Mecânica dos Solos

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