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Introdução a mecânica dos solos e conceitos iniciais
Tipologia: Slides
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Não perca as partes importantes!
Curso de Engenharia Civil
Prof. Me. Aedjota Matos
Vasilii Dokuchaev verificou, no século 19, que os solos eram compostos por uma sucessão de camadas horizontais, que começavam na superfície e terminavam na rocha subjacente.
(^) O solo é, em princípio, a superfície inconsolidada que recobre as rochas; (^) É constituído de camadas que diferem física, química, mineralógica e biologicamente; (^) Essas camadas se desenvolvem com o tempo, sob a influência do clima e da própria atividade biológica.
A porção externa e superficial da crosta terrestre é formada por vários tipos de corpos rochosos que constituem o manto rochoso. Estas rochas estão sujeitas a condições que alteram a sua forma física e sua composição química. Estes fatores que produzem essas alterações são chamados de agentes de intemperismo. Pode-se então conceituar o intemperismo como o conjunto de processos físicos e químicos que modificam as rochas quando expostas ao tempo. O processo do intemperismo se dá em duas fases: (^) Intemperismo físico – que é a desintegração da rocha; (^) Intemperismo químico – que é a 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, carbonatação e os efeitos químicos resultantes do apodrecimento de vegetais e animais.
Cada rocha e cada maciço rochoso se decompõem de uma forma própria. Porções mais fraturadas se decompõem mais intensamente do que as partes maciças, e certos constituintes das rochas são mais solúveis que outros. As rochas que se dispõem em camadas, respondem ao intemperismo de forma diferente para cada camada, resultando numa alteração diferencial. O material decomposto pode ser transportado pela água, pelo vento, etc.
Permanecem no local da rocha de origem (rocha mãe), observando-se uma gradual transição da superfície até a rocha. A velocidade de decomposição de rocha seja maior que a velocidade de remoção pelos agentes externos. Estando os solos residuais apresentados em horizontes (camadas) com graus de intemperismos decrescentes, podem-se identificar as seguintes camadas: solo residual maduro, saprolito e a rocha alterada.
Sofrem a ação de agentes transportadores, podendo ser aluvionares (quando transportados pela água), eólicos (vento), coluvionares (gravidade) e glaciares (geleiras).
Solo residual Solo coluvionar
O solo é constituído de uma fase fluida (água e/ou gases) e de uma fase sólida. Pode-se dizer que solo é um conjunto de partículas sólidas que deixam espaços vazios entre si, sendo que estes vazios podem estar preenchidos com água, com gases (normalmente o ar), ou com ambos.
As partículas sólidas dão características e propriedades ao solo conforme sua forma, tamanho e textura. A forma das partículas tem grande influência nas suas propriedades. As principais formas das partículas são: (^) Poligonais angulares: areias, siltes e pedregulhos (^) Poligonais arredondadas: seixo rolado (^) Lamelares: solos argilosos (^) Fibrilares: solos orgânicos
(^) Água de constituição : é a que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida. (^) Água capilar : é a que, nos solos finos, sobe pelos vazios entre as partículas, até pontos acima do lençol freático (ascensão capilar). (^) Água livre : é aquela formada pelo excesso de água no solo, abaixo do lençol freático, e que preenche todos os vazios entre as partículas sólidas. Pode ser totalmente eliminada quando submetida a temperaturas acima de 100ºC.
O comportamento de um solo depende das quantidades relativas de cada uma das fases constituintes: sólidos, água e ar. Chama-se de índices físicos as relações entre as fases. Cujas principais grandezas de um solo são: (^) : peso das partículas sólidas (^) : peso da água (^) : volume das partículas sólidas (^) : volume da água (^) : volume do ar (^) : volume de vazios
É a relação, expressa na forma percentual, entre o peso da água contida num certo volume de solo e o peso da parte sólida existente neste mesmo volume. Para se determinar o teor de umidade de um solo, em laboratório, pesa-se uma amostra do solo no seu estado natural (deve-se ter o cuidado na retirada e no transporte para o laboratório de não alterar a umidade da amostra) e o peso após a completa secagem em estufa (T= 105 ºC por 24 horas.)
É a relação entre o massa total de solo () e o volume total do solo (). A umidade (h) é diferente de zero. No campo, a determinação de pode ser feita pelos métodos do frasco de areia ou do cilindro biselado.