ESTADO DE MATO GROSSO SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP DEPARTAMENTO DE
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1 ESTADO DE MATO GROSSO SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
2 A ORIGEM DOS SOLOS Todos os solos se originam da decomposição das rochas que constituíam inicialmente a crosta terrestre. A decomposição é decorrente de agentes físicos e químicos, através do intemperismo. Ex: mudanças de temperatura provocam trincas, nas quais penetra água, atacando quimicamente os materiais. INTEMPERISMO: Mecanismos de modificação faz propriedades físicas (morfologia, resistência, textura) e químicas (estrutura cristalina, composição). 2
3 A ORIGEM DOS SOLOS Rocha sedimentar Sedimentos Rocha Ígnea Metamorfismo fusão Rocha Metamórfica 3
4 A ORIGEM DOS SOLOS O intemperimo afeta primordialmente as rochas e os solos em sua resistência. Fatores que controlam o intemperismo: Clima (regime de chuvas / temperatura); Relevo (regime de infiltração e drenagem) topografia; Fauna (matéria orgânica); Flora (hidratação, lixiviação); Rocha Mater (resistência); Tempo de exposição Quando se trata de modificações nas rochas, estas são denominadas pedogênese, que caracteriza o conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição). 4
5 A ORIGEM DOS SOLOS Rochas ígneas: Resultantes da consolidação por resfriamento de material em estado de fusão formado no interior da terra. Resfriamento no interior da terra: é mais lento gerando rochas denominadas ígneas intrusivas. Exemplo: Granito. Quando o magma chega à superfície por erupção, a consolidação é mais rápida formando rochas denominadas ígneas extrusivas. Exemplo: Basalto. 5
6 A ORIGEM DOS SOLOS Rochas sedimentares: Processos diversos desde compactação e cimentação de material fragmentado até precipitação de material em solução Exemplos: Arenito (constituído de grãos de areia unidos por material cimentante) Gipsita (resultante de precipitação de cristais de sulfato de cálcio unidos entre si sem material cimentante) 6
7 A ORIGEM DOS SOLOS Rochas metamórficas: Rochas formadas a partir de rochas pré-existentes Mecanismos: ação do calor, pressão e fluidos Exemplos: Mármore (resultante do calcáreo) Xisto (resultante do folhelho argiloso) 7
8 DEFINIÇÃO DE SOLO Pode ser definido como um sistema trifásico (fase sólida, líquida e gasosa) É constituído por materiais minerais e orgânicos Cobre a maior parte das extensões continentais do planeta Sólidos Água Ar Solo saturado: Sólidos Água 8
9 DEFINIÇÃO DE SOLO Em profundidade, apresenta seções aproximadamente paralelas, denominadas horizontes ou camadas DNIT (2006) Mitchell e Soga (2005) Solo orgânico Residual maduro Solo Regolito Saprolito ou Residual jovem Completamente intemperizado Altamente intemperizado Alteração de rocha Rocha alterada Moderadamente intemperizado (50 a 90% de rochas) Levemente intemperizado Rocha 9
10 HORIZONTES Os horizontes são distintos do material de origem inicial em muitas propriedades e características: Físicas Químicas Mineralógicas Biológicas; e Morfológicas Estão submetidos à influência de fatores genéticos e ambientais variados: o próprio material de origem a topografia o clima; e a ação de macro e microorganismos 10
11 HORIZONTES O - camada superficial de orgânico, sob condições de boa drenagem H - camada orgânica, sob condições de má drenagem A - horizonte superficial mineral, caracterizado pela acumulação de matéria orgânica decomposta associada com a fração mineral E - horizonte mineral caracterizado pela perda por eluviação de argila silicatada, óxidos de Fe e de Al ou matéria orgânica com resultante acúmulo de quartzo e outros minerais mais resistentes de tamanho areia ou silte 11
12 HORIZONTES B - acúmulo de argila, matéria orgânica e oxi-hidróxidos (Fe e Al) C - material não consolidado relativamente pouco afetado por processos pedogenéticos e R - camada mineral consolidada, representada pela rocha inalterada 12
13 HORIZONTES 13
14 14
15 15
16 A ORIGEM DOS SOLOS Para fins geotécnicos, os solos, quanto a sua origem, podem ser agrupados em dois grandes grupos: solos residuais e solos transportados: Solos residuais Solos transportados 16
17 SOLOS RESIDUAIS São aqueles que permanecem no local onde se formaram. Os materiais vão se tornando tanto mais diferentes do material de origem quanto mais afastados deste. O perfil é estruturado verticalmente a partir da rocha sã. DNIT (2006) Mitchell e Soga (2005) Solo orgânico Residual maduro Solo Regolito Saprolito ou Residual jovem Alteração de rocha Rocha alterada Completamente intemperizado Altamente intemperizado Moderadamente intemperizado (50 a 90% de rochas) Levemente intemperizado Rocha 17
18 SOLOS RESIDUAIS A rocha de origem condiciona em grande parte as características dos solos residuais dela derivados. Decomposição de rochas (Adaptada de DNIT, 2006) Tipo de rocha Composição mineral Tipo de solo Basalto Plagioclásio; piroxênios Argiloso (pouca areia) Quartzito Quartzo Arenoso Filitos Micas (sericita) Argiloso Granito Quartzo, feldspato, mica Areno-argiloso (micáceo) 18
19 A ORIGEM DOS SOLOS Tamanho das partículas: A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho das partículas que os compõem. A diversidade no tamanho dos grãos é enorme. Não se percebe isso num primeiro contato com o material, simplesmente porque parecem todos muito pequeno perante os materiais com os quais se está acostumado a lidar. Num solo geralmente convivem partículas de tamanhos diversos. Denominações específicas são empregadas para as diversas faixas de tamanho de grãos, seus limites, entretanto, variam conforme os sistemas de classificação. Os valores adotados pela ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas são: 19
20 A ORIGEM DOS SOLOS Fração Matacão Pedra Pedregulho Areia grossa Areia média Areia fina Silte Argila Limites definidos par a Norma ABNT de 25cm a 1m de 7,6cm a 25cm de 4,8mm a 7,6cm de 2,0 a 4,8mm de 0,42mm a 2,0mm de 0,05mm a 0,42mm De 0,005mm a 0,05mm Inferior a 0,005mm 20
21 A ORIGEM DOS SOLOS Constituição mineralógica: As partículas resultantes da desagregação de rochas dependem da composição da rocha matriz (rocha mater). Algumas partículas maiores, dentre os pedregulhos, são constituídas frequentemente de agregações de materiais distintos, no entanto, é mais comum que as partículas sejam constituídas de um único material. QUARTZO FELDSPATO Siltes e areias Argilo-minerais FELDSPATO, GIBSITA, CALCITA,MICA, CAULINITA, ILITA, ESMECTITA Siltes e areias Argilominerais 21
22 SISTEMA SOLO-ÁGUA A água é uma material de comportamento bem mais complexo do que sua simples composição química (H 2 O) sugere. Quando a água se encontra em contato com partículas argilosas, as moléculas se orientam em relação à elas e aos íons que circundam as partículas. Os íons se afastam das partículas, ficando circundados por moléculas de água. Com a elevação do teor de água, forma-se no entorno das partículas o que se conhece por camada dupla. É a camada em torno das partículas na qual as moléculas de água estão atraídas a íons do solo, e ambos à superfície das partículas. A estrutura dos solos é resultante da combinação das forças de atração e repulsão entre as partículas. Se refere à disposição das partículas na massa de solo e às forças entre elas POR QUE ISSO É IMPORTANTE? 22
23 SISTEMA SOLO-ÁGUA-AR Quando o solo não se encontra saturado (com os espaços vazios totalmente ocupados por água), o ar pode se apresentar em forma de bolhas oclusas (se estiver em pequena quantidade) ou em forma de canalículos intercomunicados, inclusive com o meio externo. O aspecto mas importante com relação à presença do ar, é que a água, na superfície, se comporta como se fosse uma membrana. Esse comportamento é medido pela tensão superficial, uma característica de qualquer líquido em contato com outro líquido, sólido ou gás. POR QUE ISSO É IMPORTANTE? 23
24 IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS POR MEIO DE ENSAIOS Para a identificação dos solos a partir das partículas que os constituem, são empregados costumeiramente dois tipos de ensaio: Análise granulométrica; Índices de consistência (Limites de Attemberg) OBJETOS DE ESTUDO DAS PRÓXIMAS AULA! 24
25 ESTADO DE MATO GROSSO SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
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