MECÂNICA DO SOLO

Universidade Estadual de Campinas – C E S E T Professor: Hiroshi P. Yoshizane

ST 409 - ST - 624

2005

MECÂNICA DOS SOLOS

N O T A S D E A U L A

MECÂNICA DOS SOLOS

I - INTRODUÇÃO: Este material didático, foi trabalhado com o intuito de através de uma linguagem simples, fazer com que os leitores e usuários entendam melhor o solo, que é uma ciência relativamente recente, e requer mais e mais estudiosos para atingirmos a meta científica do desenvolvimento humano.

Os estudos da mecânica dos solos levam-nos ao conhecimento das características físicas dos solos, através de ensaios ou experiências. Na área das ciências exatas o que predomina é o conhecer o solo quanto a sua estrutura e formação, para solicitá-los e utilizá-los.

I -1- HISTÓRICO:

Período Clássico: Vauban -1687

Coulomb-1773

Rankine -1856

Neste período, os solos eram analisados com propriedade dos materiais homogêneos e estudos mais no ponto de vista matemático do que físico. Todos os estudos relativo a solos, se baseavam em dados empíricos.

Período Contemporâneo: Karl Terzaghi - 1925

Em decorrência aos insucessos das pesquisas e das análises matemáticas do período clássico, o solo passou a ser analisado experimentalmente e em observações dos fenômenos que ocorriam naturalmente. Nesta época, evidenciava –se o desenvolvimento industrial e conseqüentemente uma expansão muito grande de estradas e transportes, bem como a construção civil fazendo com que os estudos dos solos se evidenciassem também.

II – ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS:

II– 1 – O GLOBO TERRESTRE: Segundo pesquisas, o globo terrestre se constitui de três camadas “geosferas”

II–1-1 – NÚCLEO: Camada central do Globo terrestre com formação relativamente sólida de níquel e ferro. Seu raio aproximadamente é de 3400km.

II–1-2- MANTO: Camada intermediária com espessura aproximada de 2900 km, constituída por silicatos ferromagnésianos com alta densidade e temperatura.

II–1-3- CROSTA: Camada externa do globo com uma espessura média de 50 km, consideradas em duas partes, isto é:

Crosta inferior: Constituídas por rochas contendo silicatos ferromagnésianos.

Crosta superior: Constituídas por rochas ricas em silício e alumínio.

II – 2 – FORMAÇÃO DO SOLO:

II-2-1-INTRODUÇÃO: O objeto dos estudos da geologia e mecânica dos solos é a camada de pequena espessura e bem variável de região para região, que é resultante da composição dos elementos minerais componentes da rocha, através do intemperismo.

II-2-2-INTEMPERISMO: o intemperismo nas rochas ocorrem devido à ação de dois tipos de agentes, ou sejam:

II-2-2-1-INTEMPERISMO FÍSICO: Causado por alívio de pressões, por congelamento das águas que se depositam nas fissuras das rochas (orvalho e chuva), variação da temperatura ambiente. Na ação do intemperismo físico, não há alteração na composição química e minerológica da rocha, mas sim laterações texturais, ou seja dissociação das partículas das rochas, que conseqüentemente resultam em solo grosso.

II-2-2-2 INTEMPERISMO QUÍMICO: Causados pela ação de agentes que atacam as rochas, alterando assim a constituição mineralógica da rocha matriz. Dos agentes químicos, o mais comum é a água, que através da oxidahidratação e carbonatação, dão origem a solos com características próprias, com partículas pequenas ‘finos.”Os efeitos dos materiais orgânicos tem também um papel muito importante na formação de alguns tipos de solos, os quais são denominados solos orgânicos”.

II-2-3 GRUPO DE SOLOS: De acordo com a origem geológica, os solos são agrupados em:

II-2-3-1 SOLOS RESIDUAIS: São os que desde a sua origem até a data de análise por amostragem permaneceram no mesmo local da formação, e que se subdividem em dois grupos:

II-2-3-1-1 INORGÃNICOS: Proveniente de rochas inorgânicas, cuja característica principal é a predominância de uma textura bem grudada, isto é possuem partículas em um intervalo grande de diâmetro “solo bem grudado”.

II-2-3-1-2 ORGÃNICOS: Solos formados basicamente por restos de organismos, como animais (marga-depósito de calcário) como vegetais (turfas, argilas turfosas).

II-2-3-2 SOLOS TRANSPORTADOS: São aqueles originados em um local e transportados para outro, através de agentes transportadores.

AGENTES TRANSPORTADORES: Vento, Água, Gelo.

VENTO: “Solos eólicos”: Possuem geralmente textura ‘ partículas’ finas e uniformes compreendidas entre areias grossas e siltes.

ÁGUA: “Solos aluvionares”: Possuem textura condizente com a velocidade de arrasto e distância de transporte.

GELO: “Solos glaciais”: Formados por partículas de tamanho diversificado, devido às grandes pressões desenvolvidas e à abrasão (Raspagem) durante o movimento das neves.

II – 2 – 3 – 3 PERFIL ESQUEMÁTICO DA FORMAÇÃO E TRANSPORTE DO SOLO

II-2-4- SOLOS COLUVIONARES: São formados nos pés das elevações, sendo em geral de textura grossa, heterogênea e não coesiva.

II-2-5- SOLOS ALUVIONARES: São