Solos_residuais

1. Mecânica dos Solos
Mecânica dos Solos
Manuel Matos Fernandes

2. Mecânica dos Solos
Aula teórica 5
Maciços de solos residuais.

3. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Maciços que ocupam o local da rocha-mãe.

4. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Maciços que ocupam o local da rocha-mãe.
Alteração: contacto das rochas ígneas (formadas a grande
profundidade na crusta terrestre) com os agentes
atmosféricos (meteorização).
Sempre que a alteração é mais rápida do que a erosão,
formam-se no local da rocha-mãe os solos residuais.

5. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Designação Portuguesa: alteração / meteorização
Designação Inglesa: weathering
Designação Brasileira: intemperismo.

6. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Condições favoráveis à meteorização: humidade, precipitação e temperatura
elevadas. A profudidade de alteração decresce do Equador para os Pólos.
Estado do Rio de Janeiro (foto de Willy Lacerda)

7. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Condições favoráveis à meteorização: humidade, precipitação e temperatura
elevadas. A profudidade de alteração decresce do Equador para os Pólos.
Estado do Rio de Janeiro (foto de Willy Lacerda)

8. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
No Porto e em todo o
Noroeste de Portugal, a
alteração das formações
graníticas ultrapassa em
muitos locais os 30
metros.

9. Mecânica dos Solos
Pisa, Itália
Solo
Completamente
alterada
Muito alterada
Moderadamente
alterada (rocha
50% a 90%)
Ligeiramente
alterada
Rocha sã
Terra vegetal
Zona
superior
Zona
intermédia
Zona
inferior
Perfil de um maciço rochoso com zona superficial alterada e com solos residuais (Little, 1969).

10. Mecânica dos Solos
Solo
Completamente
alterada
Muito alterada
Moderadamente
alterada (rocha
50% a 90%)
Ligeiramente
alterada
Rocha sã
Terra vegetal
Zona
superior
Zona
intermédia
Zona
inferior
Grau de
alteração
W5
W4
W3
W2
W1

11. Classificação dos diversos graus de alteração (Little, 1969).
GRAU DESIGNAÇÃO CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS ISRM
VI SOLOS A textura da rocha não é reconhecível, as zonas mais superficiais contêm
húmus e raízes de plantas. Instável em taludes quando a cobertura é destruída.
V ROCHA
COMPLE-
TAMENTE
ALTERADA
A rocha está completamente decomposta pela alteração in situ, mas a textura
original é ainda visível. Quando a rocha-mãe é o granito, os feldspatos originais
estão completamente alterados em minerais de argila, não sendo recuperada como
testemunho de sondagem em furos por rotação normal. Pode ser escavada à mão.
Não pode ser utilizada como fundação de barragens de betão ou de grandes
estruturas. É possível empregar-se como fundação de barragens de aterro e como
aterro. É instável em cortes muito altos e abruptos. Requer proteção contra a
erosão.
W5
IV ROCHA
MUITO
ALTERADA
A rocha está tão enfraquecida pela alteração que mesmo grandes fragmentos
são facilmente partidos ou esmigalhados à mão. Por vezes é recuperada como
testemunho de sondagem em furos à rotação executados cuidadosamente.
Apresenta coloração devida à limonite. Contém menos de 50% de rocha.
W4
III ROCHA
MODERA.-
DAMENTE
ALTERADA
Alteração considerável em toda a rocha. Possui alguma resistência: grandes
fragmentos (testemunhos com diâmetro NX) não são partidos à mão. Muitas vezes
apresenta coloração devida à limonite. A percentagem de rocha está compreendida
entre 50 e 90%. É escavada com grande dificuldade sem a utilização de explosivos.
W3
II ROCHA
POUCO
ALTERADA
Distintamente alterada na maior parte da rocha e com alguma coloração devida
à limonite. Nos granitos há alguma decomposição dos feldspatos. A resistência
aproxima-se da da rocha sã. Mais de 90% do material é rocha. Necessita de
utilização de explosivos na escavação.
W2
I ROCHA SÃ A rocha sã pode apresentar alguma coloração devida à limonite em diáclases
imediatamente abaixo da rocha alterada.
W1
Mecânica dos Solos

12. Mecânica dos Solos
Perfil de alteração de formações graníticas – A11, Sub-lanço Vizela – Felgueiras.

13. Mecânica dos Solos
Perfil de alteração de formações graníticas – A11, Sub-lanço Vizela – Felgueiras.

14. Mecânica dos Solos
Curvas granulométricas de solos residuais do granito do Noroeste de Portugal -
o fuso ponteado corresponde a mais de 100 curvas.
Areias siltosas

15. γs
(1)
(kN/m
3
)
w
L
(2)
(%)
I
P
(2)
(%)
w
(%)
S
(%)
e γ
(kN/m
3
)
25,5 - 26,7 25 - 40 <13 10 - 30 60 - 100 0,40 - 0,85 17,0 - 22,0
Valores típicos de parâmetros físicos de solos residuais de granito
do Noroeste de Portugal
Mecânica dos Solos

16. Estação Aliados, Metro do Porto, 2004
Mecânica dos Solos

17. Estação Aliados, Metro do Porto, 2004
Mecânica dos Solos

18. Estação Aliados, Metro do Porto, 2004
Mecânica dos Solos

19. Estação Aliados, Metro do Porto, 2004
Mecânica dos Solos

20. Estação Aliados,
Metro do Porto,
2004
Mecânica dos Solos

21. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Três aspetos muito peculiares:
• grande heterogeneidade (em profundidade e em planta);
• estrutura cimentada;
• influência das diaclases herdadas da rocha-mãe
(diaclases “relíquia”).

22. Mecânica dos Solos 1
Perfil geológico-geotécnico da Av. Aliados no Porto (projeto da Estação Aliados do Metro do Porto).
Perfil A-A′

23. Mecânica dos Solos
50
40
35
0 10 20 30
45
60
55
70
65
DISTÂNCIA (m)
COTAS
(m)
70
SAL1
2 3
W
-
W (nível de blocos)
5
W
5 4
W
-
W
At
(Proj. 2,6m) SAL2
0
50
100
60
4 5
W
-
W
3
W
46
56
22
33
83
50
24
46
57
78
66
64
55
31
75
61
96
34
16
22
32
0
50
100
44
30
46
40 50 60
-10
-20
At At
2 3
W
-
W (nível de blocos)
5 4
W
-
W
3
W
3
W
3 2
W
-
W
4 3
W
-
W
4 3
W
-
W
4 3
W
-
W
2 3
W
-
W
4 3
W
-
W
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
? ? ?
SAL9 (Proj. 5,8m)
?
5
W
5
W
5 4
W
-
W
5
W
5
W
4 3
W
-
W
3 2
W
-
W
PERFIL E-E'
PERFIL F-F'
Perfil C-C′
Perfil geológico-geotécnico da Av. Aliados no Porto (projeto da Estação Aliados do Metro do Porto).

24. Mecânica dos Solos
20 30
5 4
W
-
W
At
SAL2
0
50
100
60
4 5
W
-
W
3
W
46
56
22
33
83
50
24
46
57
78
66
64
55
31
75
61
96
34
16
22
32
50
40
35
45
60
55
70
65
70
40 50 60
At
2 3
W
-
W (nível de blocos)
4 3
W
-
W
4 3
W
-
W
2 3
W
-
W
4 3
W
-
W
?
?
?
?
?
?
?
(Proj. 5,8m)
?
5
W
5
W
5 4
W
-
W
5
W
4 3
W
-
W
PERFIL E-E'
Perfil geológico-geotécnico da Av. Aliados no Porto (projeto da Estação Aliados do Metro do Porto).
Perfil C-C′

25. Mecânica dos Solos
Pisa, Itália
Solo
Completamente
alterada
Muito alterada
Moderadamente
alterada (rocha
50% a 90%)
Ligeiramente
alterada
Rocha sã
Terra vegetal
Zona
superior
Zona
intermédia
Zona
inferior
Perfil de um maciço rochoso com zona superficial alterada e com solos residuais (Little, 1969).

26. Mecânica dos Solos
20 30
5 4
W
-
W
At
SAL2
0
50
100
60
4 5
W
-
W
3
W
46
56
22
33
83
50
24
46
57
78
66
64
55
31
75
61
96
34
16
22
32
50
40
35
45
60
55
70
65
70
40 50 60
At
2 3
W
-
W (nível de blocos)
4 3
W
-
W
4 3
W
-
W
2 3
W
-
W
4 3
W
-
W
?
?
?
?
?
?
?
(Proj. 5,8m)
?
5
W
5
W
5 4
W
-
W
5
W
4 3
W
-
W
PERFIL E-E'
Perfil geológico-geotécnico da Av. Aliados no Porto (projeto da Estação Aliados do Metro do Porto).
Perfil C-C′

27. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Três aspetos muito peculiares:
• grande heterogeneidade (em profundidade e em planta);
• estrutura cimentada;
• influência das diaclases herdadas da rocha-mãe
(diaclases “relíquia”).

28. Mecânica dos Solos
Estrutura cimentada
Fotografia com microscópico binocular de um solo residual do granito, onde se
pode observar a sua estrutura cimentada.

29. Mecânica dos Solos
Fotografia com microscópico binocular de um solo residual do granito, onde se
pode observar a sua estrutura cimentada.
Estrutura cimentada

30. Mecânica dos Solos
Fotografia com microscópico binocular de um solo residual do granito, onde se
pode observar a sua estrutura cimentada.
Estrutura cimentada

31. Mecânica dos Solos
Maciços de solos residuais
Três aspetos muito peculiares:
• grande heterogeneidade (em profundidade e em planta);
• estrutura cimentada;
• influência das diaclases herdadas da rocha-mãe
(diaclases “relíquia”).

32. Mecânica dos Solos
Pisa, Itália
Perfil de um maciço rochoso com zona superficial alterada e com solos residuais (Little, 1969).
Onde estão as
diáclases da
rocha original?!

33. Mecânica dos Solos
Pisa, Itália
Perfil de um maciço rochoso com zona superficial alterada e com solos residuais (Little, 1969).
Mantêm-se como
superfícies de baixa
resistência no solo
residual, embora sejam
muitas vezes invisíveis!

34. Mecânica dos Solos
Influência das diáclases relíquia
Rotura “relicar”

35. Mecânica dos Solos
Ponte Vasco da Gama
Influência das diáclases relíquia

36. Mecânica dos Solos
Rotura “relicar”
Nos solos residuais as instabilizações de taludes são
similares às que ocorrem nos maciços rochosos.

37. Nos solos sedimentares, a superfície de rotura é
tipicamente uma superfície curva
Mecânica dos Solos
Embankment
Soft clay
Slip surface

38. Nos solos sedimentares, a superfície de rotura é
tipicamente uma superfície curvilínea.
Mecânica dos Solos
Hazel landslide, Oso, Washington, USA, March 2014