Mecânica dos Solos: A importância das sondagens no terreno

 
Os conceitos mais importantes concernentes ao estudo dos solos estão presentes nas normas técnicas NBR 6508/84. A mecânica dos solos é uma disciplina da Engenharia Civil que procura prever o comportamento de maciços terrosos quando sujeitos a solicitações provocadas, por exemplo, por obras de engenharia. Todas as obras de engenharia civil, de uma forma ou de outra, apoiam-se sobre o solo, e muitas delas, além disso, utilizam o próprio solo como elemento de construção, como por exemplo, as barragens e os aterros de estradas. Portanto, a estabilidade e o comportamento funcional e estético da obra serão determinados, em grande parte, pelo desempenho dos materiais usados nos maciços terrosos. Karl von Terzaghi é internacionalmente reconhecido como o fundador da mecânica dos solos, pois seu trabalho sobre adensamento de solos é considerado o marco inicial deste novo ramo da ciência na engenharia.
 

O solo é composto por um grande número de partículas, com dimensões e formas variadas, que formam o seu esqueleto sólido. Esta estrutura não é maciça e por isso não ocupa todo o volume do solo, ela é porosa e portanto possui vazios. Esses vazios podem estar totalmente preenchidos por água, quando então dizemos que o solo está saturado, podem estar completamente ocupados pelo ar, o que significa que o solo está seco ou com ambos (ar e água) que é a forma mais comum na natureza. Por isso, de modo geral, dizemos que o solo é composto por três fases: sólidos, água e ar. A figura (a) abaixo mostra o solo em seu estado natural e a figura (b) mostra, de forma esquemática, as três fases que compõem o solo.

O estado do solo é decorrente da proporção em que essas três fases se apresentam, e isso irá determinar como ele vai se comportar. Se o vazios de um solo é reduzido através de um processo mecânico de compactação, por exemplo, a sua resistência aumenta. Outro exemplo: caso o solo esteja seco e lhe é adicionada uma quantidade adequada de água, sua coesão e consequentemente a sua resistência e plasticidade irão aumentar também.
 

Propriedades e características dos solos


Existem diversos índices que correlacionam o volume e o peso das fases do solo, e que nos possibilitam determinar o estado do solo. Os principais índices utilizados para indicar o estado do solo, estão listados abaixo:

  • Umidade do solo: Teor de água contida no solo em função do peso dos sólidos
  • Índice de vazios: Volume de vazios em relação ao volume dos sólidos
  • Porosidade do solo: Volume de vazios em relação ao volume total
  • Grau de Saturação: Teor de vazios preenchidos por água
  • Peso Específico Real dos Grãos: Densidade dos grãos sólidos
  • Peso Específico natural: Densidade do solo in situ
  • Peso Específico Aparente Seco: Densidade do solo in situ excluído o peso da água
 



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Tipos de solos


Os solos das regiões tropicais apresentam uma série de peculiaridades decorrentes das condições ambientais sendo, portanto, necessário se conceituar os solos de Peculiaridades Tropicais, ou seja, os tipos genéticos de solos encontrados em regiões tropicais. Os seguintes solos são encontrados em regiões tropicais: lateríticos, saprolíticos e transportados. A figura abaixo ilustra um perfil esquemático da ocorrência destes tipos de solos.

Solos são materiais naturais não consolidados, isto é, constituídos de grãos separáveis por processos mecânicos e hidráulicos, de fácil dispersão em água, e que podem ser escavados com equipamentos comuns de terraplenagem (pá carregadeira, motoescavotransportadora etc.). Geralmente, os materiais constituintes da parte superficial da crosta terrestre e que não se enquadram na condição de solo, são considerados rochas, mesmo que isso contrarie as conceituações adotadas em geologia e em pedologia.
O solo pode, também, apresentar-se como estrutura natural ou artificial. Terá estrutura artificial quando transportado e/ou compactado mecanicamente, em aterros, barragens de terra, reforços do subleito de pavimentos etc. Dentro da classificação dos solos, aqueles que apresentam propriedades peculiares e de comportamento, são denominados de solos tropicais em decorrência da atuação de processo geológico e/ou pedológico típicos das regiões tropicais úmidas. Dentre os solos tropicais destacam-se duas grandes classes: os solos lateríticos e os solos saprolíticos.

Os solos lateríticos (later, do latim: tijolo) são solos superficiais, típicos das partes bem drenadas das regiões tropicais úmidas, resultantes de uma transformação da parte superior do subsolo pela atuação do intemperismo, por processo denominado laterização. Várias peculiaridades associam-se ao processo de laterização sendo, as mais importantes do ponto de vista tecnológico, o enriquecimento no solo de óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio e a permanência da caulinita como argilo-mineral predominante e quase sempre exclusivo. Estes minerais conferem aos solos de comportamento laterítico coloração típica: vermelho, amarelo, marrom e alaranjado.

Os solos saprolíticos (sapro, do grego: podre) são aqueles que resultam da decomposição e/ou desagregação in situ da rocha matriz pela ação das intempéries (chuvas, insolação, geadas) e mantêm, de maneira nítida, a estrutura da rocha que lhe deu origem. São genuinamente residuais, isto é, derivam de uma rocha matriz, e as partículas que o constituem permanecem no mesmo lugar em que se encontravam em estado pétreo. Uma feição muito comum no horizonte superficial, ou no seu limite, é a presença de uma linha de seixos de espessuras variáveis (desde alguns centímetros até 1,5 m), delimitando o horizonte laterítico do saprolítico. As figuras abaixo ilustram a ocorrência de solos lateríticos e saprolíticos.

Os solos saprolíticos constituem, portanto, a parte subjacente à camada de solo superficial laterítico (ou, eventualmente, de outro tipo de solo) aparecendo, na superfície do terreno, somente por causa de obras executadas pelo homem ou erosões. Estes solos são mais heterogêneos e constituídos por uma mineralogia complexa contendo minerais ainda em fase de decomposição. São designados também de solos residuais jovens, em contraste com os solos superficiais lateríticos, maduros. O saprolito, ou solo saprolítico, é um solo que mantém a estrutura original da rocha de origem, inclusive veios intrusivos, fissuras e xistosidades, mas que perdeu a consistência da rocha.
 

Outras classificações e características


Solo colapsivel: apresenta brusca redução de volume quando submetido a acréscimo de umidade sob ação de carga extrema.


Solo compressível: sofre bastante compressão quando submetido a um esforço, e isso é um grande problema na hora de se realizar qualquer obra, pois pode gerar muita instabilidade, e se o solo não for tratado adequadamente ocasionará a perda de todo trabalho realizado. Nas fotos abaixo podemos ver a conseqüência de um aterro mal planejado e executado:Solo orgânico: são os de origem essencialmente orgânica, seja de natureza vegetal (plantas, raízes) ou animal (conchas).


Massapê: é um solo residual, não laterítico, de cor escura, muito fértil, apresentando comportamento peculiar do ponto de vista geotécnico.


Argilominerais: são constituintes comuns dos solos, dentre eles temos a caulinita, ilita e esmectica.


Amolgamento: alteração da estrutura sem mudança do teor de umidade do solo, podendo levar alguns tipos de solos a uma perda total da sua resistência, muito comum nos solos argilosos.

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