INTRODUÇÃO E IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DOS SOLOS

I UNIDADE

TEMA : INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS SOLOS

        - INTRODUÇÃO E IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DOS SOLOS

               - Dados Históricos

               - Os Grandes Acidentes

               - O Nascimento da Mecânica dos Solos e as Forças traiçoeiras da

                  Natureza

                - Outras Ciências da Terra ligadas à Mecânica dos Solos

            - ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS

           - Introdução

               - Pedologia

               - Solos Residuais, Sedimentares e de Formação Orgânica

               - O Solo e a Crosta Terrestre

               - Composição Química e Mineralogia dos Solos

            - ELEMENTOS QUE CONSTITUEM OS SOLOS

               - Composição

               - Importância do Estudo da Composição do Solo

               - Sondagem, definição da fundação específica e Presença de Lençol Freático              

1. INTRODUÇÃO E IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DOS SOLOS

A necessidade do Homem trabalhar com os solos encontra suas origens nos tempos mais remotos e é tão antiga quanto a Civilização. Os problemas de fundações e de obras de terra surgiram desde as grandes construções históricas, representadas pelas Pirâmides do Egito, os Templos da Babilônia, a Grande Muralha da China e as Estradas de Ferro do Império Romano.

No entanto, revendo a Bibliografia, os primeiros trabalhos sobre o comportamento quantitativo dos solos e o equilíbrio dos maciços terrosos só foram encontrados a partir do  Século XVII. . Esses trabalhos consideram os solos como material homogêneo, atribuem a eles propriedades de material homogêneo e realizam um estudo mais do ponto de vista “matemático” do que “físico”. Assim foram desenvolvidas as “Teorias Clássicas” sobre o equilíbrio dos maciços terrosos, de sentido predominantemente matemático e sem o correspondente ajustamento das suas conclusões à realidade física. Essas Teorias, apesar das suas limitações tão conhecidas, atualmente, desempenharam importante papel no desenvolvimento dos estudos dos maciços de terra. 

1.  OS GRANDES ACIDENTES

Numerosos acidentes ocorreram em grandes Obras de Engenharia no final do Século XIX e início do Século XX, mostrando assim a inadequada percepção dos princípios até então admitidos e a insuficiência de conhecimentos para a tomada de nova orientação :

• Escorregamentos de taludes de terra durante a construção do Canal do Panamá
• Rupturas de barragens de terra e sucessivos recalques de grandes edifícios nos Estados Unidos
• Uma série de escorregamento de taludes de ferrovias na Suécia
• Acidentes com muros de cais e escorregamentos de terra na Alemanha

Preocupados com estes acidentes, os Estados Unidos nomearam uma Comissão para examinar e opinar sobre o que estava ocorrendo e uma das conclusões do trabalho se referia à necessidade de se exprimir quantitativamente as propriedades dos solos, estabelecendo assim sua classificação e dando ênfase à importância das partículas coloidais do solo.

1.  O NASCIMENTO DA MECÂNICA DOS SOLOS E AS FORÇAS TRAIÇOEIRAS DA NATUREZA

No entanto, somente no ano de 1925 nasceu a “MECÂNICA DOS SOLOS”, marco decisivo na nova orientação a ser seguida no estudo do comportamento dos solos.  Seus princípios fundamentais dão ênfase à constituição dos solos por uma fase sólida granular e uma fase fluida.

A Mecânica dos Solos deu início à perpétua guerra da Engenharia Civil contra as forças traiçoeiras da natureza, criando assim armas novas e eficientes para combater essas forças, evitando conseqüências desagradáveis tais como recalque, erosão e escorregamento de taludes de terra e favorecendo a consolidação e a estabilidade de taludes e maciços terrosos.

1.  OUTRAS CIÊNCIAS DA TERRA LIGADAS À MECÂNICA DOS SOLOS

Para o Projeto de qualquer obra de Engenharia, sobretudo as obras de vulto (barragem, túnel, obra de arte, corte e aterro), o conhecimento da formação geológica local, o estudo das rochas, solos e minerais que o compõem e a influência da presença de água sobre ou sob a superfície da crosta constituem requisitos prévios. Esses estudos são indispensáveis para se alcançar uma Engenharia que garanta a necessária condição de segurança e economia.

Para atender aos requisitos básicos da Engenharia torna-se necessário, além da Mecânica dos Solos, o estudo de outras Ciências que compõem a constelação das chamadas Ciências da Terra :

• Mineralogia – Ciência dos minerais; de particular interesse para o Engenheiro é o estudo dos minerais argílicos
• Petrologia – estudo detalhado das rochas; a classificação geral, o reconhecimento prático e o estudo detalhado dos principais tipos de rochas são assuntos de extrema importância
• Geologia Estrutural ou Tectônica – Ciência dedicada principalmente ao estudo das dobras e falhas da estrutura da crosta terrestre; é de fundamental importância nas questões relativas a cortes, túneis e fundações de barragens e obras de terra
• Geomorfologia – Ciência que estuda as formas da superfície terrestre e as forças que originam. A interpretação geomorfológica através de fotografias aéreas constitui capítulo de alta importância para a Engenharia e outros ramos
• Geofísica – consiste na aplicação dos métodos da Física ao estudo das propriedades dos maciços rochosos e terrosos. A Sismologia é o ramo que estuda as vibrações da terra (fenômenos sísmicos)
• Pedologia – estuda as camadas superficiais da crosta terrestre, sua formação e classificação, levando em conta a ação de agentes climatológicos. No que se refere ao estudo da umidade dos solos, os conhecimentos pedológicos são de grande interesse nos problemas de pavimentação
• Mecânica das Rochas – ciência mais recente que compõe o conjunto, estuda as propriedades tecnológicas das rochas e o comportamento dos maciços rochosos. Seus conhecimentos são indispensáveis ao Engenheiro
• Hidrologia – ciência que estuda as águas superficiais e subterrâneas. Desempenha importante papel na no comportamento das obras de Engenharia
• Meteorologia – ciência que estuda os fenômenos atmosféricos (variação de temperatura, umidade, chuvas) e das suas leis

1.  GEOTÉCNICA

“O Fenômeno da Mecânica dos Solos tem que ser reconhecido em sua totalidade geológica, física e técnica; surge aí a Geotécnica, que combina uma Geologia, mais observada do ponto de vista físico, e uma Mecânica dos Solos, mais ligada aos problemas geológicos”.

A descoberta da relação íntima entre a Engenharia e a Geologia não é absolutamente nova. O primeiro a descobri-la foi provavelmente um Engenheiro, resolvendo ele mesmo seu problema geológico. Deste dia em diante grande parte dos problemas geológicos relacionados com Projetos de Engenharia Civil tem sido resolvidos mais pelos Engenheiros ligados ao Projeto do que pelos Geólogos profissionais. Somente nos últimos 45 a 50 anos isso começou a modificar-se, reconhecendo-se hoje que um Geólogo profissional de boa experiência representa um elemento essencial na organização de um Projeto de Engenharia de suma importância.