MECÂNICA DOS SOLOS, DAS ROCHASEELEMENTOS DE GEOLOGIA

MECÂNICA DOS SOLOS, DAS ROCHASEELEMENTOS DE GEOLOGIA

1. FATORES E PROCESSOS DE FORMAÇÃO DO SOLO

   • 1.1 Material de origem
     • • 1.1.1 Relevo
       • 1.1.2 Clima
       • 1.1.3 Organismos
       • 1.1.4 Tempo
       • 1.1.5 Processos Pedogenéticos
   • 1.2 Rochas Metamórficas, Sedimentares e Ígneas
     • as rochas ígneas são formadas pelo resfriamento do magma:
     • O granito é um exemplo de rocha ígnea intrusiva composta de minerais como quartzo, feldspato e mica
     • O basalto é um exemplo de rocha ígnea vulcânica com composições ricas em magnésio e ferro.
     • As rochas sedimentares são formadas a partir da deposição de sedimentos formados pelo intemperismo, ou seja, são “o acúmulo de produtos de decaimento e desagregação de todas as rochas da crosta terrestre” (DAS, 2019).
   • 1.3 Conceitos e definições
     • 1.3.1 Perfis do Solo e Estratos

2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA E MINERALÓGICA DO SOLO

   • 2.1 Composição do solo
     • 2..1.1 Intemperismo
     • 2.1.2 Composição orgânica
       • Matéria orgânica não humificada:
       • Matéria orgânica humificada:
     • 2.1.3 Fase sólida orgânica do solo
     • 2.1.4 Fase sólida inorgânica do solo
       • ⇨ Partículas maiores que 2 mm são chamadas de esqueleto do solo e consistem em cascalho (2 mm a 2 cm); ⇨ Seixos/calhaus (2 a 20 cm); ⇨ Rochas/matacões (>20 cm).
       • ⇨ Areia (0,05 mm até 2 mm); ⇨ Silte (0,002 mm até 0,05 mm); ⇨ Argila (<0,002 mm).

3. PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS E ESTRUTURA DO SOLO

   • 3.1 Propriedades das partículas
     • 3.1.1 Identidade visual e tátil dos solos
       • ⇨ Tato:
       • ⇨ Plasticidade:
       • ⇨ Resistência do solo seco:
       • ⇨ Dispersão em água:
       • ⇨ Impregnação:
       • ⇨ Dilatância:
       • ⇨ Um solo é classificado como argiloso se for possível moldá-lo, ou seja, se ele apresenta características plásticas com formatos resistentes ao secar. Já o solo siltoso além de apresentar uma dificuldade maior para moldá-lo, desmorona facilmente quando seco (CAPUTO, 2022).
       • ⇨ O solo argiloso se dissolve na água mais lentamente do que o solo siltoso. Solos siltosos, por outro lado, mostram uma expansão/dilatância distinta que não é vista em solos argilosos (CAPUTO, 2022).
   • 3.2 Estrutura do solo
     • ⇨ Tipo: Lamelar, prismático, Colunar, Blocos Angulares, Bloco Subangulares, Granular; ⇨ Tamanho: extra pequeno, pequeno, médio, grande, extragrande; ⇨ Grau de desenvolvimento: solto, fraco, moderado, forte.
     • ⇨ Fase Sólida: Caracterizada pelo tamanho, forma, distribuição e composição mineral das referidas partículas. ⇨ Fase gasosa: geralmente a fase composta pelo ar do solo em contato com a atmosfera, que também pode existir na forma aprisionada (bolhas dentro da fase aquosa). A fase gasosa é importante em problemas de deformação do solo e é muito mais compressível do que as fases sólida e líquida. ⇨ Fase Líquida: A fase líquida ocupa as cavidades deixadas pelas partículas sólidas. Uma fase líquida que consiste principalmente em água e pode conter solutos e outros líquidos imiscíveis. Pode-se dizer que a água existe em várias formas no solo, mas é muito difícil identificar o estado em que a água existe.
   • 3.3 Partículas sólidas
     • ⇨ Polígonos angulares: possuem configurações irregulares. Exemplos de solos: areia, siltes e pedregulhos. Como podemos observar na Figura 3.5. ⇨ Polígonos arredondados: geralmente possuem superfícies arredondadas devido aos efeitos de transporte causados pela ação da água. Exemplo: seixos rolados. ⇨ Lamelar: possuem duas dimensões principais, esse formato das partículas explica e possibilita algumas das propriedades, como, por exemplo, compressibilidade e plasticidade. Exemplo: solos argilosos. ⇨ Fibrilares: têm apenas uma dimensão predominante. Exemplo: São típicos de solos orgânicos.
     • 3.3.1 Consistência
       • ⇨ Consistência de Secagem: ⇨ Consistência Úmida : ⇨ Consistência Molhada:
     • 3.3.2 Porosidade
     • 3.3.3 Coesão
     • 3.3.4 Cor

4. ÍNDICES FÍSICOS

   • 4.1 Índices físicos
     • • Permeabilidade; • Compressibilidade; • Resistência.
   • 4.2 Fases do solo
     • • Fase sólida – formada por partículas sólidas; • Fase líquida – formada pela água; • Fase gasosa – formada pelo ar (vapor, gases).

5. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DOS SOLOS

   • 5.1 Granulometria dos solos
     • 5.1.1 Preparação da amostra
       • 1. Primeiramente, a amostra deve ser seca até atingir valores próximos da higroscopicidade. Cuidado ao desembrulhar a amostra, evitando quebrar os grãos, e homogeneizar a amostra.
       • 2. Estratifique a quantidade de material usando um divisor de amostra ou dividindo o material até obter uma quantidade suficiente de uma amostra representativa para teste.
       • 3. Parte da amostra resultante é retirada e peneirada em peneira de 76 mm e o restante é descartado.
       • 4. Pegue uma quantidade do material passando pela peneira 76 mm dependendo do tamanho estimado dos grãos maiores
     • 5.1.2 Metodologia do ensaio
   • 5.2 Sedimentação:
   • 5.3 Sistema unificado (S.U.C.S.)
     • 5.3.1 Solos granulares
       • ⇨ A amostra possui menos de 5% de finos na composição:
       • ⇨ A amostra possui mais que 12% de finos na composição:
       • ⇨ A amostra possui entre 5% e 12% de finos:
     • 5.3.2 Solos de granulação fina

6. MACIÇOS ROCHOSOS

   • 6.1 Comportamento dos maciços rochosos
     • 6.1.1 Estado de alteração das rochas
       • ⇨ Método Expedito
     • 6.1.2 Descontinuidades
       • • Foliação; • Estratificação; • Fraturas; • Juntas.
     • 6.1.3 Coerência
     • 6.1.4 Grau de fraturamento
     • 6.1.5 Persistência
     • 6.1.6 Espaçamento
     • 6.1.7 Rugosidade
     • 6.1.8 Abertura
     • 6.1.9 Preenchimento
   • 6.2 Rock quality designation (RQD)

7. PLASTICIDADE E CONSISTÊNCIA DO SOLO

   • 7.1 Consistência do solo
   • 7.2 Ensaio de limite de plasticidade
   • 7.3 Ensaio de limite de liquidez

8. COMPACTAÇÃO DO SOLO

   • 8.1 Estrutura do solo compactado
   • 8.2 Tipos de compactação
     • 8.2.1 Pé de Carneiro
     • 8.2.2 Compactadores de Percussão
     • 8.3 O emprego da compactação
     • 8.4 Diferenças entre compactação e adensamento

9. INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA

   • 9.1 Investigação do subsolo
   • 9.2 Métodos de prospecção geotécnica
     • 9.2.1 Sondagem a trado
     • 9.2.2 Sondagem a percussão ou de simples reconhecimento (SPT)
       • Etapa 1: Perfuração
       • Etapa 2: Penetração
       • Etapa 3: Amostragem
   • 9.3 Critérios de paralisação da sondagem
   • 9.4 Espaçamento entre sondagem

10. PERMEABILIDADE DO SOLO

    • 10.1 Material de origem
      • ⇨ Se o solo tem grande capacidade de escoamento, possui grande infiltração, pode ser classificado como altamente permeável. ⇨ Caso contrário, o solo irá permear menos e se tornar menos permeável ou impermeável.
    • 10.2 Permeâmetro de carga constante
      • Q=k. i . A (Equação 10.1)
    • 10.3 Permeâmetro de carga variável
    • 10.4 Estrutura e Propriedades da Água
      • 10.4.1 Polaridade
      • 10.4.2 Coesão e adesão
      • 10.4.3 Tensão superficial
      • 10.4.4 Fundamentos da Capilaridade e Água no Solo
        • (1) a atração da água pelas superfícies sólidas (adesão ou adsorção) e;
        • (2) a tensão superficial da água, que se deve principalmente à atração entre as moléculas de água (coesão).
      • 10.5 Coeficiente de permeabilidade

11. RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS

    • 11.1 Material de origem
      • Gráfico de Mohr-Columb.
    • 11.2 Tipos de ensaio de cisalhamento
      • 11.2.1 Cisalhamento direto
      • 11.2.2 Compressão triaxial
      • 11.2.3 Compressão simples
    • 11.3 Resistência ao cisalhamento das areias
    • 11.4 Resistência ao cisalhamento das argilas
      • • O estado de compactação do solo; • Condições de drenagem; • Taxa e velocidade de aplicação de carga; • Baixa permeabilidade devido a coesão das partículas.
    • 11.5 Modos de Ruptura
    • 11.6 Correlações NSPT

12. COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO DO SOLO

    • 12.1 Impacto da compressibilidade e adensamento
    • 12.2 Compressibilidade e adensamento
    • 12.3 Ensaio de compressão axial
    • 12.4 Ensaio de adensamento (edométrico)
    • 12.5 Compressibilidade
      • 12.5.1 Compressibilidade dos terrenos permeáveis
      • 12.5.2 Compressibilidade dos terrenos pouco permeáveis (argila)
    • 12.6 Classificação dos tipos de recalque
      • 12.6.1 Solo
        • a) Imediato b) Primário c) Secundário d) Colapso
      • 12.6.2 Estrutura
        • a) Recalque uniforme b) Recalque diferencial c) Recalque distorcional

13. COLAPSO E SUBSIDÊNCIA DOS SOLOS

    • 13.1 Introdução ao colapso estrutural
    • 13.2 Solos colapsíveis
    • 13.3 Solos argilosos moles/solos compressíveis
    • 13.4 O fenômeno do colapso: como ocorre?
    • 13.5 O fenômeno da subsidência ou adensamento: como ocorre?
    • 13.6 Como evitar danos causados por fenômenos de colapso e subsidência?
      • 13.6.1 Elaboração de cartas de risco de colapso de solos
      • 13.6.2 Solos brasileiros
        • O Brasil detém uma grande diversidade de solos em sua extensão continental

14. ANÁLISE E MAPEAMENTO DE RISCO

    • 14.1 Conceitos básicos
      • Segundo Tominaga (2009) um fenômeno geológico pode ser classificado com acidente ao ocasionar consequências sociais e econômicas, como por exemplo, perdas e danos materiais
      • 14.1.1 Conceitos básicos de avaliação de perigo e risco
        • ⇨ A possibilidade da ocorrência de um evento; ⇨ Fenômeno ou atividade humana potencialmente danosa; ⇨ Vulnerabilidade, isto é, o grau de suscetibilidade do elemento exposto ao perigo.
    • 14.2 Mapa de perigo
      • • Definir o fenômeno em potencial (localização, dimensão, mecanismos); • As ocorrências anteriores (mapa de inventário ou cadastro);
      • 14.2.1 Métodos qualitativos
      • 14.2.2 Métodos quantitativos
      • 14.2.3 Métodos empíricos
      • 14.2.4 Métodos probabilísticos
      • 14.2.5 Métodos determinísticos
    • 14.3 Voçorocas

15. DESASTRE NATURAL

    • 15.1 Classificação dos desastres
      • 15.1.1 Classificação quanto à origem
        • • Chuvas intensas provocando inundação; • Erosão e escorregamentos; • Ventos fortes formando vendaval, tornado e furacão; etc.
        • • Incêndios urbanos; • Contaminação de rios; • Rompimento de barragens, etc.
        • dinâmica interna
          • • Terremotos, maremotos, vulcanismo e tsunamis.
        • dinâmica externa
          • • Tempestades, tornados, inundações, escorregamentos, entre outros.
    • 15.1.2 Classificação quanto à intensidade
    • 15.1.3 Escorregamentos
    • 15.1.4 Predição da suscetibilidade
      • • Pluviosidade; • Erosão pela água ou vento; • Oscilação de nível dos lagos e marés e do lençol freático; • Ação de animais e ação humana como desmatamento, entre outros; • Chuva intensa; • Terremotos.
    • 15.1.5 Medidas de prevenção dos escorregamentos

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