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ROCHAS E SOLOS




                 1
AS ROCHAS


Agregado de um ou mais minerais, que é impossível de escavar
manualmente, que necessite de explosivo para o seu desmonte.
As rochas são de três tipos principais: ígneas, magmáticas (de magma) ou
primárias (de primeira geração), sedimentares (de sedimentos) ou
secundárias (de segunda geração) e metamórficas (de metamorfismo) ou
terceárias (de terceira geração).




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3
4
ROCHAS ÍGNEAS, MAGMÁTICAS OU PRIMÁRIAS

A fusão do material do manto e da crosta terrestre dá origem a um líquido
denominado MAGMA. O resfriamento e a solidificação do magma formam as
rochas MÁGMÁTICAS.
Estas rochas mantêm as marcas das condições em que se formaram. Se, por
exemplo, elas têm todos os minerais bem cristalizados, do mesmo tamanho,
isto indica que o magma se consolidou no interior da Terra, dando tempo para
os minerais crescerem de modo uniforme.
As rochas ígneas que se consolidam no interior da Terra chamam-se
INTRUSIVAS ou PLUTÔNICAS. O granito é uma delas.
Quando os minerais encontrados na rocha são muito pequenos - nem chegam
a formar cristais – significa que o magma se resfriou subitamente. Isto
acontece, por exemplo, quando o magma extravasa no fundo do mar. Ele
resfria tão rapidamente que os cristais não têm tempo de crescer. As rochas
ígneas que se formam na superfície da Terra são chamadas EXTRUSIVAS ou
VULCÂNICAS. Um exemplo típico é o basalto (rocha encontrada em Campo
Grande (MS).
                                                                           5
ROCHAS SEDIMENTARES OU SECUNDÁRIAS

À medida que os sedimentos erodidos de outros tipos de rochas (partículas
sólidas que são carreadas pelos agentes geológicos - água corrente, as
geleiras, os ventos e os fluxos gravitacionais) vão se acumulando nas
depressões, chamadas de BACIAS SEDIMENTARES, eles vão se
compactando, transformando-se nas rochas SEDIMENTARES.
Elas se formam, geralmente, na superfície, a temperaturas e pressões muito
baixas. As rochas sedimentares podem indicar os ambientes nos quais elas
foram depositadas.
Assim, os arenitos (rochas encontradas em Campo Grande-MS) podem ser
indicativos, por exemplo, de desertos ou praias; os folhelhos– rochas
argilosas folheadas – de pântanos ou mares calmos e, os conglomerados, de
rios ou geleiras.Outros tipos de rochas sedimentares, principalmente os
calcários (encontrados na Serra da Bodoquena e Bonito-MS), são formados
pela precipitação de elementos químicos dissolvidos nas águas, ou por
conchas e esqueletos de organismos que se depositam uns sobre os outros.

                                                                         6
ROCHAS SEDIMENTARES OU SECUNDÁRIAS


                         INTEMPERISMO

  ROCHA ÍGNEA                                      SOLO RESIDUAL
                 EROSÃO + TRANSPORTE + DEPOSIÇÃO

 SOLO RESIDUAL                                     SEDIMENTO

                        LITIFICAÇÃO
  SEDIMENTO
                                                   ROCHA
  SEDIMENTAR




                                                                   7
AS ROCHAS METAMÓRFICAS


São formadas a partir de modificações de rochas ígneas, sedimentares ou
de outras rochas metamórficas, pelo aumento da temperatura e da pressão,
porém sem chegarem a se fundir.
Isso ocorre, por exemplo, em regiões de choque de placas, onde as rochas
são comprimidas ou em regiões em que massas de magma entram em
contato com outras rochas, transformando-se por aquecimento.
As rochas metamórficas mais comuns são os gnaisses, os xistos e os
quartzitos (Serra da Bodoquena-MS), cada uma delas, por suas próprias
características, pode indicar as condições de temperatura e pressão nas
quais se formaram.




                                                                           8
LEITURA COMPLEMENTAR: A MAGNITUDE DO TEMPO
GEOLÓGICO
A quantidade real de tempo geológico decorrido, visto que e tremendamente grande, significa pouco, sem
qualquer base de comparação. Para este fim, têm sido inventados numerosos esquemas nos quais, eventos
geológicos chaves são localizados proporcionalmente, em unidades de comprimento ou tempo atuais, de modo
a tornar o tempo geológico um tanto mais compreensível.

Uma forma de tornar compreensível o tempo geológico é comprimir todos os 4,5 bilhões de anos do tempo
geológico em um só ano.

Nesta escala, as rochas mais antigas reconhecidas datam de março. Os seres vivos apareceram inicialmente
nos mares em maio. As plantas e animais terrestres surgiram no final de novembro e os pântanos, amplamente
espalhados que formaram os depósitos de carvão, “floresceram” durante cerca de quatro dias no início de
dezembro. Os dinossauros dominaram nos meados de dezembro, mas desapareceram no dia 26, mais ou
menos na época que as montanhas rochosas se elevaram inicialmente. Criaturas humanóides apareceram em
algum momento da noite de 31 de dezembro (o homem só teria aparecido quando faltasse dois minutos para a
meia- noite do último dia do ano). Capas de gelo continentais começaram a regredir da área dos grandes lagos
e do norte da Europa a cerca de 1 minuto e 15 segundos antes da meia-noite do dia 31. Roma governou o
mundo ocidental por 5 segundos, das 23h: 59mim: 45s até às 23h: 59mim: 50s. Colombo descobriu a América 3
segundos antes da meia-noite, e a ciência da geologia nasceu com os escritos de James Hutton exatamente há
mais que 1 segundo antes do final de nosso movimentado ano dos anos.

Os especialistas interessados na idade total da Terra comumente consideram o princípio quando a Terra
alcançou sua presente massa. Provavelmente, este era o mesmo ponto em que a crosta sólida da Terra se
formou de início, mas não se tem rochas que datem deste tempo inicial. Na verdade, as evidências atualmente
disponíveis sugerem que nenhuma rocha permaneceu do primeiro bilhão de anos, mais ou menos, da história da
Terra. Antes do princípio, processos cósmicos desconhecidos estavam produzindo a matéria, como a
conhecemos hoje, para a Terra e para o nosso sistema solar. Este intervalo incluímos no tempo cósmico. É o
tempo, desde o início da Terra, que constitui propriamente o tempo geológico.
                                                                                                          9
A TRANSFORMAÇÃO DA ROCHA EM SOLO
AÇÃO FÍSICA
Decomposição - Dilatação térmica - Ação do gelo - Expansão coloidal
Efeitos secundários
• Redução das dimensões dos fragmentos e aumento da área das
  superfícies de ataque;
• Permitem-se a composição química.
AÇÃO QUÍMICA
Oxidação – Carbonatação – Hidrólise – Hidratação – Dissolução -
Reconstituição química
Efeitos secundários
• Alteração quase completa das propriedades físicas e químicas com
aumento sensível de volume
BIOLÓGICO
Ação de cunha das raízes - Ação dos ácidos orgânicos - Ação de animais
Efeitos secundários
• Combinação de efeitos físicos e químicos                               10
PROCESSO BÁSICO DE ATUAÇÃO DA DECOMPOSIÇÃO
QUÍMICA

           Á G U A D A C H U V A - P R E S E N Ç A D E C O 2 ( G á s C a r b ô n ic o )




          D IS S O LV ID O N A Á G U A O R IG IN A O Á C ID O C A R B O N IC O ( H 2 C O 3 )




                                                                                               11
12
13
14
15
Propriedades Físicas dos Solos




                                 16
Principais análises



1.   Textura
2.   Tamanho de Grão e Distribuição Granulométrica
3.   Forma da Partícula
4.   Análise Granulométrica




                                                     17
Origem e Formação dos Solos
      SOLO é o material que recobre a crosta terrestre, acima
      ou abaixo do mar, resultante do intemperismo das
      rochas podendo ou não conter matéria orgânica.
 Classificação quanto a origem geológica
 Solo Residual⇒ que permanecem no local da
 decomposiÁão da rocha




Solo Transportado⇒ que foram levados ao seu
local atual por alguns agentes de transporte.



                                                           18
Perfil Geotécnico típico de Solo Residual




                                            19
Solos Orgânicos (não estão nos residuais)
• São aqueles que contem uma quantidade apreciável
de matéria orgânicadecorrente de decomposição de
origem vegetal ou animal, em vários estados de
decomposição.
• Cor escura e odor característico.
  Solos Lateríticos
•    Tem na sua constituição argilosminerais de caulinitae
apresentam elevada concentração de ferro e alumíniona
forma de óxidos e hidróxidos conferindo uma coloração
vermelha. São geralmente não saturados e com um elevado
índice de vazios.
• Quando compactados apresentam uma boa capacidade
suporte.
                                                        20
Depósitos lateríticos – Minério de Ferro




                                           21
22
23
Composição mineralógica das partículas
       Solos Granulares: Provenientes do intemperismo físico.

•   São formados por minerais primários Silicatos (quartzo, feldspato, mica)

      Solos Argilosos: Provenientes do intemperismo químico.

Obs: O conhecimento da composição mineralógica dos solos granulares é de
importância secundária para o Engenheiro Geotécnico. Nos solos granulares o
comportamento mecânico e hidráulico será definido pela densidade relativa.

•   São formados por minerais secundários.

Obs: O conhecimento da composição química dos argilos-minerais é
importante pois dele decorre as propriedades de plasticidade e
expansibilidade.
                                                                           24
Formas das Partículas


                      Arredondadas

        ESFÉRICA
        (areias)
                       Angulares
LAMELARES
(argilas)
                                   FIBRILARES
                                   (argilas)

   Caulinita        Ilita



                                                25
Forma da Partícula



Solos            Arredondada                     Subarredondada
granulares




                  Subangular                      Angular
      • Importante para solos granulares                          (Holtz and Kovacs, 1981)
      • Partículas angulares → maior atrito
      • Partículas arredondadas → menor atrito



                                                                                             26
Formas das Partículas




                        27
Textura dos solos

A textura de um solo é sua aparência ou “sensação ao
toque” e depende dos tamanhos relativos e formas das
partículas, bem como da faixa ou distribuição desses
tamanhos.
   Solos granulares:                  Solos finos:
   Pedregulhos     Areias             Siltes           Argilas

                       0.075 mm (USCS)         USCS: Unified Soil Classification

                       0.06 mm (BS)            BS: British Standard


            Peneiramento              Sedimentação

                                                                              28
Tamanho de Grão e DistribuiÁão
      Granulométrica




                                 29
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT/NBR
  6502/95) – Terminologia - Rochas e Solos.

      Bloco de rocha – Fragmentos de rocha com diâmetro superior a 1,0 m.

Matacão – Fragmentos de rocha com uma dimensão compreendida entre 20 cm e 1,0 m.

Pedregulho – Solos formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro
compreendido entre 2,0 e 60,0 mm. Quando arredondados ou semi-arredondados, são
denominados cascalhos ou seixos.

Areia – Solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com
diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm. As areias de acordo com o diâmetro
classificam-se em: areia fina (0,06 mm a 0,2 mm), areia média (0,2 mm a 0,6 mm) e areia
grossa (0,6 mm a 2,0 mm).

Silte – Solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade, baixa resistência quando seco
ao ar. É formado por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm.

Argila – Solo de graduação fina constituída por partículas com dimensões menores que
0,002 mm. Apresentam características marcantes de plasticidade; quando suficientemente
úmido, moldam-se facilmente em diferentes formas, quando secas apresenta coesão
suficiente para construir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos.
Caracteriza-se pela sua plasticidade, textura e consistência em seu estado e umidade
naturais.                                                                                  30
Tamanho de Grão
  Pedreguho




                                               Argila
                     Areia


                                    Silte



USCS          4.75           0.075


BS            2.0            0.06           0.002


 USCS: Unified Soil Classification
 BS: British Standard

Unit: mm

                                                        31
IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS - ENSAIOS


     • Análise Granulométrica;
     • Índice de Consistência.
     Distribuição Granulométrica
A curva granulométrica é a representação gráfica das dimensões das
partículas que contém um determinado solo e das proporções em que
se encontra.




                                                                     32
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA

•Ensaios
 Solos granulares:                  Solos finos:
 Pedregulho      Areia              Silte          Argila

                       0.075 mm (USCS)
                       0.06 mm (BS) (Hong Kong)




                     (Head, 1992)



 Peneiramento                                        Sedimentação

                                                                    33
CURVA GRANULOMÉTRICA




                       34
GRADUAÇÃO DOS SOLOS

       Um solo bem graduado apresenta uma distribuição proporcional do
tamanho de partículas, de forma que os espaços deixados pelas partículas
maiores sejam ocupados pelos menores. Neste caso os grãos menores
"cabem" exatamente dentro dos vazios formados pelos grãos maiores e,
portanto, são solos que quando bem compactados podem atingir massas
específicas muito altas e conseqüentemente elevadas resistências.




                                                                       35
CONSIDERAÇÕES GERAIS

       • Por meio da análise granulométrica verificou-se que a maior parte
dos solos naturais contêm grãos representativos de duas ou mais frações,
• Solos uniformes grossos ou muito grossos são comuns, mas solos
uniformes muito finos ou coloidais são encontrados muito raramente.
• Todas as argilas contêm constituintes finos, muito finos e coloidais e
algumas argilas contêm mesmo partículas grossas;
• Os solos granulares são perfeitamente identificáveis por meio de suas
curvas granulométricas. Isto é, areias e pedregulhos de iguais curvas
granulométricas comportam-se, na prática, semelhantemente.
• Para os solos "finos” somente a curva granulométrica não é suficiente
para prever seu comportamento. Toma-se também necessário que se
conheça a forma das partículas, que por sua vez depende da constituição
mineralógica. Portanto, podem ser encontrados siltes, argilas e materiais
argilosos de mesma curva granulométrica cujos comportamentos não sejam
semelhantes.
                                                                         36
LIGAÇÕES ENTRE PARTÍCULAS GROSSEIRAS - ATRITO


       Grãos Grosseiros (areias): ligação através do "atrito físico” e o "atrito
fictício" (falsa coesão) proveniente do entrosamento de suas partículas. Nos solos
não existe uma superfície nítida de contato e sim uma infinidade de contatos
pontuais.
Coesão Aparente ou falsa coesão: Efeito da pressão capilar na água intersticial,
quando o solo sofre um esforço de ruptura. Os grãos tendem a se moverem uns
em relação aos outros e, então, formam-se meniscos capilares entre seus pontos
de contato. Os grãos são atraídos uns contra os outros pelo efeito da tensão
superficial que age ao longo da linha de contato entre o grão sólido e o filme de
água.




                                                                                     37
LIGAÇÕES ENTRE PARTÍCULAS FINAS
                  COESÃO VERDADEIRA

         Grãos Finos (argilas): Ligação através da existência de um
 cimento natural aglutinando os grãos de solo entre sí, ou ligação através
 da coesão verdadeira. Ambas acontecem mesmo que sobre a estrutura
 de solo não atua nenhuma pressão externa.

Coesão verdadeira: Eventual ligação entre os grãos exercidos pelo
potencial atrativo de natureza molecular ou coloidal que é responsável pela
formação da camada de água adsorvida (água adesiva) envolvendo os
grãos, (contribui para o aumento da ligação entre os grãos).

A água, em contato com a superfície de uma partícula adere a ela, com tal
força que se torna “sólida”, formando uma película com a mesma carga
eletrostática que ela. Essa força de adesão, nas menores partículas de
argila pode atingir a ordem de grandeza de vinte toneladas por centímetro
quadrado. Em contato com a água adesiva de outra partícula, passam a agir
forças intermoleculares e tensões de superfície, e as películas se “colam”
com força inversamente proporcional ao diâmetro das partículas e à
distancia entre seus pontos mais próximos (pontos de contato).           38
LIGAÇÕES ENTRE PARTÍCULAS FINAS
                 COESÃO VERDADEIRA

         A coesão é tanto maior quanto menores forem os diâmetros das
partículas e maior o seu grau de “achatamento”. Em linguagem popular, é o
“grudar” ou “colar” entre partículas. Observe que só existe coesão (entre
partículas muito pequenas) havendo água, que muita água diminui a coesão
e pouca água a aumenta.




                                                                       39
ESTADOS DE CONSIST NCIA – SOLOS ARGILOSOS

         Todo solo argiloso dependendo do seu teor de umidade poderá
apresentar características iguais às de um líquido ou de um sólido. Entre
estes dois estados limites, o solo passará ainda por outros dois estados, o
plástico e semi-sólido. O conjunto destes estados, que depende do teor de
umidade, chama-se Estados de Consistência.
 • Estado líquido – propriedades e aparência de uma suspensão;
 • Estado plástico – propriedade de plasticidade;
 • Estado semi-sólido – aparência de sólido, porém sofre variações de
 volume quando secado;
 • Estado sólido – não ocorre mais variação de volume pela secagem.
 Segundo a consistÍncia as argilas classificam-se:
 Muito mole, se escorre entre os dedos, quando apertada nas mãos;
 Mole, se pode ser facilmente moldada pelos dedos;
 Média, se pode ser moldada pelos dedos;
 Rija, se requer grande esforço para ser moldada pelos dedos;
 Dura, se não pode ser moldada, e quando submetida à grande esforço os
 torrões desagregam-se.
                                                                          40
PLASTICIDADE – SOLOS ARGILOSOS



É a propriedade de certos sólidos serem moldados sem variação de
volume. É um estado circunstancial. Nos solos, a forma lamelar de seus
grãos permite um deslocamento relativo das partículas, sem
necessidade de variação de volume. Depende do teor de umidade.
Alguns autores definem a plasticidade como a propriedade que um solo
tem de experimentar deformações rápidas, sem que ocorra variação
volumétrica apreciável e ruptura.

Quanto à Plasticidade as argilas
podem ser Gordas (muito plásticas) ou
Magras (pouco plásticas).




                                                                         41
ESTRUTURA DOS SOLOS


   Nos solos formados por pedregulhos e areias as forças
 intervenientes na formação de estruturas são muitas bem conhecidas,
 visíveis à olho nu e seus efeitos são relativamente simples de qualificar.

Nos solos formados por siltes e argilas, as forças que intervém nos
processos de estruturação são de caráter muito mais complexo e as
estruturas resultantes só podem ser parcialmente verificadas por
métodos indiretos, relativamente complexos e ainda em pleno
desenvolvimento.

Tradicionalmente se tem considerado como básicas para os solos reais
as estruturas:

SIMPLES;
ALVEOLAR;
FLOCULENTA.                                                               42
ESTRUTURA SIMPLES


    Produzida por forças da gravidade, que influenciam claramente na
    disposição das partículas.

Típicas de pedregulhos e areias, cujas partículas se dispõem
apoiando-se diretamente umas sobre as outras e cada partícula possuem
vários pontos de apoio.
O comportamento mecânico e hidráulico desse tipo de estrutura é definido
pela compacidade da camada e pela orientação das partículas.

A compacidade se refere ao grau de acomodaÁão alcançada
pelas partículas do solo, deixando mais ou menos vazios entre elas.
Em solos muito compactos, as partículas sólidas tem um alto grau de
acomodação e a capacidade de deformação sob carga do conjunto será
pequena.
Em solos pouco compactos o grau de acomodação é menor e, por
conseqüência as capacidades de deformação, serão maiores.   43
ESTRUTURA SIMPLES




                    44
ESTRUTURA ALVEOLAR



        Estrutura típica de grãos de pequeno tamanho ( diâmetro ≤
0,02 mm), que se depositam em um meio contínuo, normalmente água e,
algumas       vezes, ar.
Nestas partículas, a gravidade exerce um efeito que faz com que tendam a se
sedimentar, mas dada sua pequena massa a partícula, antes de chegar ao
fundo do depósito, toca a outra partícula já depositada; a força de aderência
desenvolvida entre ambas (coesão), pode neutralizar o peso, fazendo com
que a partícula seja detida antes de completar seu percurso.
Assim elas poderão chegar a formar uma tela, com quantidade importante de
vazios, a modo de um painel.




                                                                           45
ESTRUTURA ALVEOLAR




                     46
ESTRUTURA FLOCULADA

        Quando no processo de sedimentação, duas partículas de diâmetros
menores que 0,02 mm chegam a se tocar, se aderem com força e se
sedimentam juntas; outras partículas podem unir-se ao grupo, formando um
grumo, com estrutura similar a um painel de grandes dimensões, muito frágil
e solta, cujo volume sólido pode não representar mais de 5 a 10%.
A estrutura mencionada é denominada de floculenta, ou algumas vezes,
alveolar de ordem superior.
As partículas menores que 0,0002 mm já são consideradas colóides, que
podem permanecer em suspensão indefinidamente, pois nelas o peso exerce
pouca influência em comparação com as forças elétricas desenvolvidas entre
as partículas carregadas negativamente; quando duas destas partículas
tendem a se aproximar, suas cargas exercem uma repulsão que as afasta
novamente; as vibrações moleculares da água impedem que as partículas se
precipitem; o resultado é um movimento característico em rápido zig-zag,
conhecido como movimento browniano. Por esse mecanismo, as partículas
coloidais do solo em suspensão não se sedimentam jamais.
                                                                          47
ESTRUTURA FLOCULADA

      As cargas elétricas das partículas coloidais podem neutralizar-se sob a
influência da adição de íons de carga positiva oposta.
Em um eletrólito, os ácidos clorídricos, quando se dissociam em água
originam íons positivos e negativos (Cl- e H+). Pelo efeito dos íons H+ em
solução, os colóides neutralizam suas cargas e chocam entre si, mantendo
unidos pelas forças de aderência que se desenvolvem.
Desta maneira podem começar a formar flocos de massa maior.
Os flocos se unem entre si para formar painéis, que se depositam
conjuntamente, formando novos painéis ao tocar o fundo
Na água do mar, os sais contidos atuam como eletrólito, gerando o
mecanismo descrito.
Nas águas naturais a dissociação normal de algumas moléculas (H+, OH-)
que sempre são geradas e as presenças de sais, levam ao mesmo efeito.
Conforme aumenta o peso devido a sedimentação contínua, as capas
inferiores expulsam a água aumentado a consolidação e resistência. 48
ESTRUTURA FLOCULADA




                      49
ESTRUTURAS COMPOSTAS


.     Considera-se que as estruturas anteriores raramente se apresentam
“puras” na natureza, pois a sedimentação compreende partículas de todos
os tamanhos e tipos.
Existem formações definidas por um esqueleto constituído por grãos
grossos e massas coloidais de flocos que proporcionam união entre elas e
fornecem condições que permitem a sedimentação de partículas grossas e
finas simultaneamente.
Isto ocorre freqüentemente na água do mar ou lagos, com conteúdo
apreciável de sais, donde o efeito floculante dos sais coexiste com o
arraste de ventos, correntes de água, etc.
O processo de acúmulo de sedimentos acima de um certo nível faz com
que as camadas inferiores se consolidem sob o peso das sobrejacentes; as
partículas mais grossas se aproximam fazendo com que a argila floculada
ao tocar o fundo diminua de volume, aumentando sua resistência.

                                                                           50
ESTRUTURAS COMPOSTAS




                       51
ESTRUTURA EM “CASTELO DE CARTAS”


”      Proposta de alguns investigadores (Goldschmidt e Lambe) tem
sugerido uma interpretação diferente sobre a gênese de uma estrutura
floculenta e a estrutura resultante entre si.
Segundo estas idéias a forma lamelar típica dos minerais de argila é
fundamental no resultado da estruturação dos solos finos.
Caulinitas, ilitas e montmorilonitas possuem comprimentos iguais das suas
larguras; suas espessuras variam de 1/100 destas dimensões.
Montmorilonitas, a 1/10 das dimensões.
Ilitas uma posição intermediária.
Com estes dados é possível estimar a superfície específica destas
partículas (metro quadrado de área superficial por grama de peso)
conduzem à dedução que a ação das forças superficiais é fator que
intervém na estruturação, chegando a ser determinante.

                                                                        52
ESTRUTURA EM “CASTELO DE CARTAS”


         Além disso, nas investigações de referência permitiu notar que,
embora a partícula do solo tenha carga negativa parece certo que nas
suas arestas exista uma concentração de carga positiva que faz com que
essa zona localizada se atraia com outra superfície qualquer de uma
partícula vizinha.
Tomando isto como consideração, os investigadores mencionados
propuseram para as argilas uma estrutura tal como a que mostra a figura
abaixo, na qual se denominou “castelo de cartas”.




                                                                           53
ESTRUTURA DISPERSA


         Algumas investigações posteriores têm indicado que uma hipótese
estrutural do tipo de “castelo de cartas”, na qual as partículas têm contatos
mútuos, talvez não seja a mais estável no que poderia se pensar.
Qualquer perturbação que possa existir, tende em geral a diminuir os
ângulos entre as diferentes lamelas do material, atuando entre as partículas
pressões osmóticas inversamente proporcional ao
espaçamento entre elas.
As pressões osmóticas tendem a fazer
com que as partículas se separem e
assumam uma posição tal como mostrado
na figura.
Em (a) e (b) desta figura mostra-se o
mecanismo pelo qual a pressão osmótica
tende a atuar, para chegar a uma condição
mais uniforme da separação das partículas
Mostra-se em (c) a estrutura na condição
final.                                                                     54
IDENTIFICAÇÃO VISUAL E TÁCTIL DO SOLO


A medida que um solo vai sendo coletado, ele passa por uma identificação
visual e táctil no campo que é ,eventualmente, repetida em laboratório visando
uma confirmação. Deve-se identificar e anotar:
1) Ocorrência, ou não, de material estranho ao solo (raízes, pequenas
conchas, matérias orgânicas, etc.);
2) A cor natural da amostra (obs: variegada=várias cores);
3) Teor de umidade;
4) em solos granulares, minerais reconhecíveis;
5) Odores estranhos;
6) Granulometria.
Com excessão da granulometria todas as outras observações são imediatas.
Além da necessidade de água corrente, a aparelhagem utilizada no ensaio é a
mais simples possível: bisnaga de borracha; proveta; recipiente de vidro;
almofariz de porcelana e mão de borracha.                                55
TESTES MANUAIS
1-) Teste visual e táctil
1.1) Areias: São àsperas ao tato, quando misturada com água. Quando
secas, suas partículas são visíveis a olho nu e permitem, muita vezes, o
reconhecimento de minerais.
1.2) Siltes: Quando secos são menos àsperos que a areia, mas perceptíveis
ao tato.
1.3) Argilas: Quando secas tem uma sensação de farinha ao tato. Com
água, tem a semelhança de uma pasta de sabão escorregadia.


2-) Teste de sujar as mãos
Esfregar uma pasta de solo com água na palma da mão, colocando-se em
seguida sob água corrente:
2.1) Areias: Lava-se facilmente.
2.2) Sltes: Leve fricção após tempo de fluxo de água superior ao anterior.
2.3) Argilas: Rigorosa fricção após longo tempo de fluxo de água.
                                                                             56
TESTES MANUAIS


3-) Teste de desagregaÁão do solo submerso
Colocar torrão em recipiente com água, sem deixar totalmente submerso:
3.1) Areias: Não formam torrões.
3.2) Siltes: Rápida desagregação.
3.3) Argilas: Lenta desagregação.


4-) Teste de resistÍncia à seco
Apertar entre os dedos torrões de solo seco.
4.1) Areias: Nenhuma resistência.
4.2) Siltes: Média resistência.
4.3) Argilas: Grande resistência.

                                                                         57
TESTES MANUAIS
5-) Teste de dispersão em água
Solo desagregado em proveta com água, agitar o conjunto e observar o
tempo de deposição das partículas:
5.1) Areias: 15-30 segundos.
5.2) Siltes: 30-60 segundos.
5.3) Argilas: horas.


6-) Mobilidade da água intersticial (Shaking teste)
Misturar solo com água até a obtenção de uma bola, macia, mas não
pegajosa; colocar a amostra na palma da mão e sacudir com a outra mão,
através de batidas vigorosas; a água pode, ou não (reação negativa),
aparecer na superfície (que ficará úmida e brilhante); caso a reação seja
positiva, apertar a amostra entre os dedos:
6.1) Areias: Água desaparece rápidamente.
6.2) Argilas: Água desaparece lentamente.                               58

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Rochas e solos

  • 2. AS ROCHAS Agregado de um ou mais minerais, que é impossível de escavar manualmente, que necessite de explosivo para o seu desmonte. As rochas são de três tipos principais: ígneas, magmáticas (de magma) ou primárias (de primeira geração), sedimentares (de sedimentos) ou secundárias (de segunda geração) e metamórficas (de metamorfismo) ou terceárias (de terceira geração). 2
  • 3. 3
  • 4. 4
  • 5. ROCHAS ÍGNEAS, MAGMÁTICAS OU PRIMÁRIAS A fusão do material do manto e da crosta terrestre dá origem a um líquido denominado MAGMA. O resfriamento e a solidificação do magma formam as rochas MÁGMÁTICAS. Estas rochas mantêm as marcas das condições em que se formaram. Se, por exemplo, elas têm todos os minerais bem cristalizados, do mesmo tamanho, isto indica que o magma se consolidou no interior da Terra, dando tempo para os minerais crescerem de modo uniforme. As rochas ígneas que se consolidam no interior da Terra chamam-se INTRUSIVAS ou PLUTÔNICAS. O granito é uma delas. Quando os minerais encontrados na rocha são muito pequenos - nem chegam a formar cristais – significa que o magma se resfriou subitamente. Isto acontece, por exemplo, quando o magma extravasa no fundo do mar. Ele resfria tão rapidamente que os cristais não têm tempo de crescer. As rochas ígneas que se formam na superfície da Terra são chamadas EXTRUSIVAS ou VULCÂNICAS. Um exemplo típico é o basalto (rocha encontrada em Campo Grande (MS). 5
  • 6. ROCHAS SEDIMENTARES OU SECUNDÁRIAS À medida que os sedimentos erodidos de outros tipos de rochas (partículas sólidas que são carreadas pelos agentes geológicos - água corrente, as geleiras, os ventos e os fluxos gravitacionais) vão se acumulando nas depressões, chamadas de BACIAS SEDIMENTARES, eles vão se compactando, transformando-se nas rochas SEDIMENTARES. Elas se formam, geralmente, na superfície, a temperaturas e pressões muito baixas. As rochas sedimentares podem indicar os ambientes nos quais elas foram depositadas. Assim, os arenitos (rochas encontradas em Campo Grande-MS) podem ser indicativos, por exemplo, de desertos ou praias; os folhelhos– rochas argilosas folheadas – de pântanos ou mares calmos e, os conglomerados, de rios ou geleiras.Outros tipos de rochas sedimentares, principalmente os calcários (encontrados na Serra da Bodoquena e Bonito-MS), são formados pela precipitação de elementos químicos dissolvidos nas águas, ou por conchas e esqueletos de organismos que se depositam uns sobre os outros. 6
  • 7. ROCHAS SEDIMENTARES OU SECUNDÁRIAS INTEMPERISMO ROCHA ÍGNEA SOLO RESIDUAL EROSÃO + TRANSPORTE + DEPOSIÇÃO SOLO RESIDUAL SEDIMENTO LITIFICAÇÃO SEDIMENTO ROCHA SEDIMENTAR 7
  • 8. AS ROCHAS METAMÓRFICAS São formadas a partir de modificações de rochas ígneas, sedimentares ou de outras rochas metamórficas, pelo aumento da temperatura e da pressão, porém sem chegarem a se fundir. Isso ocorre, por exemplo, em regiões de choque de placas, onde as rochas são comprimidas ou em regiões em que massas de magma entram em contato com outras rochas, transformando-se por aquecimento. As rochas metamórficas mais comuns são os gnaisses, os xistos e os quartzitos (Serra da Bodoquena-MS), cada uma delas, por suas próprias características, pode indicar as condições de temperatura e pressão nas quais se formaram. 8
  • 9. LEITURA COMPLEMENTAR: A MAGNITUDE DO TEMPO GEOLÓGICO A quantidade real de tempo geológico decorrido, visto que e tremendamente grande, significa pouco, sem qualquer base de comparação. Para este fim, têm sido inventados numerosos esquemas nos quais, eventos geológicos chaves são localizados proporcionalmente, em unidades de comprimento ou tempo atuais, de modo a tornar o tempo geológico um tanto mais compreensível. Uma forma de tornar compreensível o tempo geológico é comprimir todos os 4,5 bilhões de anos do tempo geológico em um só ano. Nesta escala, as rochas mais antigas reconhecidas datam de março. Os seres vivos apareceram inicialmente nos mares em maio. As plantas e animais terrestres surgiram no final de novembro e os pântanos, amplamente espalhados que formaram os depósitos de carvão, “floresceram” durante cerca de quatro dias no início de dezembro. Os dinossauros dominaram nos meados de dezembro, mas desapareceram no dia 26, mais ou menos na época que as montanhas rochosas se elevaram inicialmente. Criaturas humanóides apareceram em algum momento da noite de 31 de dezembro (o homem só teria aparecido quando faltasse dois minutos para a meia- noite do último dia do ano). Capas de gelo continentais começaram a regredir da área dos grandes lagos e do norte da Europa a cerca de 1 minuto e 15 segundos antes da meia-noite do dia 31. Roma governou o mundo ocidental por 5 segundos, das 23h: 59mim: 45s até às 23h: 59mim: 50s. Colombo descobriu a América 3 segundos antes da meia-noite, e a ciência da geologia nasceu com os escritos de James Hutton exatamente há mais que 1 segundo antes do final de nosso movimentado ano dos anos. Os especialistas interessados na idade total da Terra comumente consideram o princípio quando a Terra alcançou sua presente massa. Provavelmente, este era o mesmo ponto em que a crosta sólida da Terra se formou de início, mas não se tem rochas que datem deste tempo inicial. Na verdade, as evidências atualmente disponíveis sugerem que nenhuma rocha permaneceu do primeiro bilhão de anos, mais ou menos, da história da Terra. Antes do princípio, processos cósmicos desconhecidos estavam produzindo a matéria, como a conhecemos hoje, para a Terra e para o nosso sistema solar. Este intervalo incluímos no tempo cósmico. É o tempo, desde o início da Terra, que constitui propriamente o tempo geológico. 9
  • 10. A TRANSFORMAÇÃO DA ROCHA EM SOLO AÇÃO FÍSICA Decomposição - Dilatação térmica - Ação do gelo - Expansão coloidal Efeitos secundários • Redução das dimensões dos fragmentos e aumento da área das superfícies de ataque; • Permitem-se a composição química. AÇÃO QUÍMICA Oxidação – Carbonatação – Hidrólise – Hidratação – Dissolução - Reconstituição química Efeitos secundários • Alteração quase completa das propriedades físicas e químicas com aumento sensível de volume BIOLÓGICO Ação de cunha das raízes - Ação dos ácidos orgânicos - Ação de animais Efeitos secundários • Combinação de efeitos físicos e químicos 10
  • 11. PROCESSO BÁSICO DE ATUAÇÃO DA DECOMPOSIÇÃO QUÍMICA Á G U A D A C H U V A - P R E S E N Ç A D E C O 2 ( G á s C a r b ô n ic o ) D IS S O LV ID O N A Á G U A O R IG IN A O Á C ID O C A R B O N IC O ( H 2 C O 3 ) 11
  • 12. 12
  • 13. 13
  • 14. 14
  • 15. 15
  • 17. Principais análises 1. Textura 2. Tamanho de Grão e Distribuição Granulométrica 3. Forma da Partícula 4. Análise Granulométrica 17
  • 18. Origem e Formação dos Solos SOLO é o material que recobre a crosta terrestre, acima ou abaixo do mar, resultante do intemperismo das rochas podendo ou não conter matéria orgânica. Classificação quanto a origem geológica Solo Residual⇒ que permanecem no local da decomposiÁão da rocha Solo Transportado⇒ que foram levados ao seu local atual por alguns agentes de transporte. 18
  • 19. Perfil Geotécnico típico de Solo Residual 19
  • 20. Solos Orgânicos (não estão nos residuais) • São aqueles que contem uma quantidade apreciável de matéria orgânicadecorrente de decomposição de origem vegetal ou animal, em vários estados de decomposição. • Cor escura e odor característico. Solos Lateríticos • Tem na sua constituição argilosminerais de caulinitae apresentam elevada concentração de ferro e alumíniona forma de óxidos e hidróxidos conferindo uma coloração vermelha. São geralmente não saturados e com um elevado índice de vazios. • Quando compactados apresentam uma boa capacidade suporte. 20
  • 21. Depósitos lateríticos – Minério de Ferro 21
  • 22. 22
  • 23. 23
  • 24. Composição mineralógica das partículas Solos Granulares: Provenientes do intemperismo físico. • São formados por minerais primários Silicatos (quartzo, feldspato, mica) Solos Argilosos: Provenientes do intemperismo químico. Obs: O conhecimento da composição mineralógica dos solos granulares é de importância secundária para o Engenheiro Geotécnico. Nos solos granulares o comportamento mecânico e hidráulico será definido pela densidade relativa. • São formados por minerais secundários. Obs: O conhecimento da composição química dos argilos-minerais é importante pois dele decorre as propriedades de plasticidade e expansibilidade. 24
  • 25. Formas das Partículas Arredondadas ESFÉRICA (areias) Angulares LAMELARES (argilas) FIBRILARES (argilas) Caulinita Ilita 25
  • 26. Forma da Partícula Solos Arredondada Subarredondada granulares Subangular Angular • Importante para solos granulares (Holtz and Kovacs, 1981) • Partículas angulares → maior atrito • Partículas arredondadas → menor atrito 26
  • 28. Textura dos solos A textura de um solo é sua aparência ou “sensação ao toque” e depende dos tamanhos relativos e formas das partículas, bem como da faixa ou distribuição desses tamanhos. Solos granulares: Solos finos: Pedregulhos Areias Siltes Argilas 0.075 mm (USCS) USCS: Unified Soil Classification 0.06 mm (BS) BS: British Standard Peneiramento Sedimentação 28
  • 29. Tamanho de Grão e DistribuiÁão Granulométrica 29
  • 30. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT/NBR 6502/95) – Terminologia - Rochas e Solos. Bloco de rocha – Fragmentos de rocha com diâmetro superior a 1,0 m. Matacão – Fragmentos de rocha com uma dimensão compreendida entre 20 cm e 1,0 m. Pedregulho – Solos formados por minerais ou partículas de rocha, com diâmetro compreendido entre 2,0 e 60,0 mm. Quando arredondados ou semi-arredondados, são denominados cascalhos ou seixos. Areia – Solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 2,0 mm. As areias de acordo com o diâmetro classificam-se em: areia fina (0,06 mm a 0,2 mm), areia média (0,2 mm a 0,6 mm) e areia grossa (0,6 mm a 2,0 mm). Silte – Solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade, baixa resistência quando seco ao ar. É formado por partículas com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm. Argila – Solo de graduação fina constituída por partículas com dimensões menores que 0,002 mm. Apresentam características marcantes de plasticidade; quando suficientemente úmido, moldam-se facilmente em diferentes formas, quando secas apresenta coesão suficiente para construir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos. Caracteriza-se pela sua plasticidade, textura e consistência em seu estado e umidade naturais. 30
  • 31. Tamanho de Grão Pedreguho Argila Areia Silte USCS 4.75 0.075 BS 2.0 0.06 0.002 USCS: Unified Soil Classification BS: British Standard Unit: mm 31
  • 32. IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS - ENSAIOS • Análise Granulométrica; • Índice de Consistência. Distribuição Granulométrica A curva granulométrica é a representação gráfica das dimensões das partículas que contém um determinado solo e das proporções em que se encontra. 32
  • 33. DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA •Ensaios Solos granulares: Solos finos: Pedregulho Areia Silte Argila 0.075 mm (USCS) 0.06 mm (BS) (Hong Kong) (Head, 1992) Peneiramento Sedimentação 33
  • 35. GRADUAÇÃO DOS SOLOS Um solo bem graduado apresenta uma distribuição proporcional do tamanho de partículas, de forma que os espaços deixados pelas partículas maiores sejam ocupados pelos menores. Neste caso os grãos menores "cabem" exatamente dentro dos vazios formados pelos grãos maiores e, portanto, são solos que quando bem compactados podem atingir massas específicas muito altas e conseqüentemente elevadas resistências. 35
  • 36. CONSIDERAÇÕES GERAIS • Por meio da análise granulométrica verificou-se que a maior parte dos solos naturais contêm grãos representativos de duas ou mais frações, • Solos uniformes grossos ou muito grossos são comuns, mas solos uniformes muito finos ou coloidais são encontrados muito raramente. • Todas as argilas contêm constituintes finos, muito finos e coloidais e algumas argilas contêm mesmo partículas grossas; • Os solos granulares são perfeitamente identificáveis por meio de suas curvas granulométricas. Isto é, areias e pedregulhos de iguais curvas granulométricas comportam-se, na prática, semelhantemente. • Para os solos "finos” somente a curva granulométrica não é suficiente para prever seu comportamento. Toma-se também necessário que se conheça a forma das partículas, que por sua vez depende da constituição mineralógica. Portanto, podem ser encontrados siltes, argilas e materiais argilosos de mesma curva granulométrica cujos comportamentos não sejam semelhantes. 36
  • 37. LIGAÇÕES ENTRE PARTÍCULAS GROSSEIRAS - ATRITO Grãos Grosseiros (areias): ligação através do "atrito físico” e o "atrito fictício" (falsa coesão) proveniente do entrosamento de suas partículas. Nos solos não existe uma superfície nítida de contato e sim uma infinidade de contatos pontuais. Coesão Aparente ou falsa coesão: Efeito da pressão capilar na água intersticial, quando o solo sofre um esforço de ruptura. Os grãos tendem a se moverem uns em relação aos outros e, então, formam-se meniscos capilares entre seus pontos de contato. Os grãos são atraídos uns contra os outros pelo efeito da tensão superficial que age ao longo da linha de contato entre o grão sólido e o filme de água. 37
  • 38. LIGAÇÕES ENTRE PARTÍCULAS FINAS COESÃO VERDADEIRA Grãos Finos (argilas): Ligação através da existência de um cimento natural aglutinando os grãos de solo entre sí, ou ligação através da coesão verdadeira. Ambas acontecem mesmo que sobre a estrutura de solo não atua nenhuma pressão externa. Coesão verdadeira: Eventual ligação entre os grãos exercidos pelo potencial atrativo de natureza molecular ou coloidal que é responsável pela formação da camada de água adsorvida (água adesiva) envolvendo os grãos, (contribui para o aumento da ligação entre os grãos). A água, em contato com a superfície de uma partícula adere a ela, com tal força que se torna “sólida”, formando uma película com a mesma carga eletrostática que ela. Essa força de adesão, nas menores partículas de argila pode atingir a ordem de grandeza de vinte toneladas por centímetro quadrado. Em contato com a água adesiva de outra partícula, passam a agir forças intermoleculares e tensões de superfície, e as películas se “colam” com força inversamente proporcional ao diâmetro das partículas e à distancia entre seus pontos mais próximos (pontos de contato). 38
  • 39. LIGAÇÕES ENTRE PARTÍCULAS FINAS COESÃO VERDADEIRA A coesão é tanto maior quanto menores forem os diâmetros das partículas e maior o seu grau de “achatamento”. Em linguagem popular, é o “grudar” ou “colar” entre partículas. Observe que só existe coesão (entre partículas muito pequenas) havendo água, que muita água diminui a coesão e pouca água a aumenta. 39
  • 40. ESTADOS DE CONSIST NCIA – SOLOS ARGILOSOS Todo solo argiloso dependendo do seu teor de umidade poderá apresentar características iguais às de um líquido ou de um sólido. Entre estes dois estados limites, o solo passará ainda por outros dois estados, o plástico e semi-sólido. O conjunto destes estados, que depende do teor de umidade, chama-se Estados de Consistência. • Estado líquido – propriedades e aparência de uma suspensão; • Estado plástico – propriedade de plasticidade; • Estado semi-sólido – aparência de sólido, porém sofre variações de volume quando secado; • Estado sólido – não ocorre mais variação de volume pela secagem. Segundo a consistÍncia as argilas classificam-se: Muito mole, se escorre entre os dedos, quando apertada nas mãos; Mole, se pode ser facilmente moldada pelos dedos; Média, se pode ser moldada pelos dedos; Rija, se requer grande esforço para ser moldada pelos dedos; Dura, se não pode ser moldada, e quando submetida à grande esforço os torrões desagregam-se. 40
  • 41. PLASTICIDADE – SOLOS ARGILOSOS É a propriedade de certos sólidos serem moldados sem variação de volume. É um estado circunstancial. Nos solos, a forma lamelar de seus grãos permite um deslocamento relativo das partículas, sem necessidade de variação de volume. Depende do teor de umidade. Alguns autores definem a plasticidade como a propriedade que um solo tem de experimentar deformações rápidas, sem que ocorra variação volumétrica apreciável e ruptura. Quanto à Plasticidade as argilas podem ser Gordas (muito plásticas) ou Magras (pouco plásticas). 41
  • 42. ESTRUTURA DOS SOLOS Nos solos formados por pedregulhos e areias as forças intervenientes na formação de estruturas são muitas bem conhecidas, visíveis à olho nu e seus efeitos são relativamente simples de qualificar. Nos solos formados por siltes e argilas, as forças que intervém nos processos de estruturação são de caráter muito mais complexo e as estruturas resultantes só podem ser parcialmente verificadas por métodos indiretos, relativamente complexos e ainda em pleno desenvolvimento. Tradicionalmente se tem considerado como básicas para os solos reais as estruturas: SIMPLES; ALVEOLAR; FLOCULENTA. 42
  • 43. ESTRUTURA SIMPLES Produzida por forças da gravidade, que influenciam claramente na disposição das partículas. Típicas de pedregulhos e areias, cujas partículas se dispõem apoiando-se diretamente umas sobre as outras e cada partícula possuem vários pontos de apoio. O comportamento mecânico e hidráulico desse tipo de estrutura é definido pela compacidade da camada e pela orientação das partículas. A compacidade se refere ao grau de acomodaÁão alcançada pelas partículas do solo, deixando mais ou menos vazios entre elas. Em solos muito compactos, as partículas sólidas tem um alto grau de acomodação e a capacidade de deformação sob carga do conjunto será pequena. Em solos pouco compactos o grau de acomodação é menor e, por conseqüência as capacidades de deformação, serão maiores. 43
  • 45. ESTRUTURA ALVEOLAR Estrutura típica de grãos de pequeno tamanho ( diâmetro ≤ 0,02 mm), que se depositam em um meio contínuo, normalmente água e, algumas vezes, ar. Nestas partículas, a gravidade exerce um efeito que faz com que tendam a se sedimentar, mas dada sua pequena massa a partícula, antes de chegar ao fundo do depósito, toca a outra partícula já depositada; a força de aderência desenvolvida entre ambas (coesão), pode neutralizar o peso, fazendo com que a partícula seja detida antes de completar seu percurso. Assim elas poderão chegar a formar uma tela, com quantidade importante de vazios, a modo de um painel. 45
  • 47. ESTRUTURA FLOCULADA Quando no processo de sedimentação, duas partículas de diâmetros menores que 0,02 mm chegam a se tocar, se aderem com força e se sedimentam juntas; outras partículas podem unir-se ao grupo, formando um grumo, com estrutura similar a um painel de grandes dimensões, muito frágil e solta, cujo volume sólido pode não representar mais de 5 a 10%. A estrutura mencionada é denominada de floculenta, ou algumas vezes, alveolar de ordem superior. As partículas menores que 0,0002 mm já são consideradas colóides, que podem permanecer em suspensão indefinidamente, pois nelas o peso exerce pouca influência em comparação com as forças elétricas desenvolvidas entre as partículas carregadas negativamente; quando duas destas partículas tendem a se aproximar, suas cargas exercem uma repulsão que as afasta novamente; as vibrações moleculares da água impedem que as partículas se precipitem; o resultado é um movimento característico em rápido zig-zag, conhecido como movimento browniano. Por esse mecanismo, as partículas coloidais do solo em suspensão não se sedimentam jamais. 47
  • 48. ESTRUTURA FLOCULADA As cargas elétricas das partículas coloidais podem neutralizar-se sob a influência da adição de íons de carga positiva oposta. Em um eletrólito, os ácidos clorídricos, quando se dissociam em água originam íons positivos e negativos (Cl- e H+). Pelo efeito dos íons H+ em solução, os colóides neutralizam suas cargas e chocam entre si, mantendo unidos pelas forças de aderência que se desenvolvem. Desta maneira podem começar a formar flocos de massa maior. Os flocos se unem entre si para formar painéis, que se depositam conjuntamente, formando novos painéis ao tocar o fundo Na água do mar, os sais contidos atuam como eletrólito, gerando o mecanismo descrito. Nas águas naturais a dissociação normal de algumas moléculas (H+, OH-) que sempre são geradas e as presenças de sais, levam ao mesmo efeito. Conforme aumenta o peso devido a sedimentação contínua, as capas inferiores expulsam a água aumentado a consolidação e resistência. 48
  • 50. ESTRUTURAS COMPOSTAS . Considera-se que as estruturas anteriores raramente se apresentam “puras” na natureza, pois a sedimentação compreende partículas de todos os tamanhos e tipos. Existem formações definidas por um esqueleto constituído por grãos grossos e massas coloidais de flocos que proporcionam união entre elas e fornecem condições que permitem a sedimentação de partículas grossas e finas simultaneamente. Isto ocorre freqüentemente na água do mar ou lagos, com conteúdo apreciável de sais, donde o efeito floculante dos sais coexiste com o arraste de ventos, correntes de água, etc. O processo de acúmulo de sedimentos acima de um certo nível faz com que as camadas inferiores se consolidem sob o peso das sobrejacentes; as partículas mais grossas se aproximam fazendo com que a argila floculada ao tocar o fundo diminua de volume, aumentando sua resistência. 50
  • 52. ESTRUTURA EM “CASTELO DE CARTAS” ” Proposta de alguns investigadores (Goldschmidt e Lambe) tem sugerido uma interpretação diferente sobre a gênese de uma estrutura floculenta e a estrutura resultante entre si. Segundo estas idéias a forma lamelar típica dos minerais de argila é fundamental no resultado da estruturação dos solos finos. Caulinitas, ilitas e montmorilonitas possuem comprimentos iguais das suas larguras; suas espessuras variam de 1/100 destas dimensões. Montmorilonitas, a 1/10 das dimensões. Ilitas uma posição intermediária. Com estes dados é possível estimar a superfície específica destas partículas (metro quadrado de área superficial por grama de peso) conduzem à dedução que a ação das forças superficiais é fator que intervém na estruturação, chegando a ser determinante. 52
  • 53. ESTRUTURA EM “CASTELO DE CARTAS” Além disso, nas investigações de referência permitiu notar que, embora a partícula do solo tenha carga negativa parece certo que nas suas arestas exista uma concentração de carga positiva que faz com que essa zona localizada se atraia com outra superfície qualquer de uma partícula vizinha. Tomando isto como consideração, os investigadores mencionados propuseram para as argilas uma estrutura tal como a que mostra a figura abaixo, na qual se denominou “castelo de cartas”. 53
  • 54. ESTRUTURA DISPERSA Algumas investigações posteriores têm indicado que uma hipótese estrutural do tipo de “castelo de cartas”, na qual as partículas têm contatos mútuos, talvez não seja a mais estável no que poderia se pensar. Qualquer perturbação que possa existir, tende em geral a diminuir os ângulos entre as diferentes lamelas do material, atuando entre as partículas pressões osmóticas inversamente proporcional ao espaçamento entre elas. As pressões osmóticas tendem a fazer com que as partículas se separem e assumam uma posição tal como mostrado na figura. Em (a) e (b) desta figura mostra-se o mecanismo pelo qual a pressão osmótica tende a atuar, para chegar a uma condição mais uniforme da separação das partículas Mostra-se em (c) a estrutura na condição final. 54
  • 55. IDENTIFICAÇÃO VISUAL E TÁCTIL DO SOLO A medida que um solo vai sendo coletado, ele passa por uma identificação visual e táctil no campo que é ,eventualmente, repetida em laboratório visando uma confirmação. Deve-se identificar e anotar: 1) Ocorrência, ou não, de material estranho ao solo (raízes, pequenas conchas, matérias orgânicas, etc.); 2) A cor natural da amostra (obs: variegada=várias cores); 3) Teor de umidade; 4) em solos granulares, minerais reconhecíveis; 5) Odores estranhos; 6) Granulometria. Com excessão da granulometria todas as outras observações são imediatas. Além da necessidade de água corrente, a aparelhagem utilizada no ensaio é a mais simples possível: bisnaga de borracha; proveta; recipiente de vidro; almofariz de porcelana e mão de borracha. 55
  • 56. TESTES MANUAIS 1-) Teste visual e táctil 1.1) Areias: São àsperas ao tato, quando misturada com água. Quando secas, suas partículas são visíveis a olho nu e permitem, muita vezes, o reconhecimento de minerais. 1.2) Siltes: Quando secos são menos àsperos que a areia, mas perceptíveis ao tato. 1.3) Argilas: Quando secas tem uma sensação de farinha ao tato. Com água, tem a semelhança de uma pasta de sabão escorregadia. 2-) Teste de sujar as mãos Esfregar uma pasta de solo com água na palma da mão, colocando-se em seguida sob água corrente: 2.1) Areias: Lava-se facilmente. 2.2) Sltes: Leve fricção após tempo de fluxo de água superior ao anterior. 2.3) Argilas: Rigorosa fricção após longo tempo de fluxo de água. 56
  • 57. TESTES MANUAIS 3-) Teste de desagregaÁão do solo submerso Colocar torrão em recipiente com água, sem deixar totalmente submerso: 3.1) Areias: Não formam torrões. 3.2) Siltes: Rápida desagregação. 3.3) Argilas: Lenta desagregação. 4-) Teste de resistÍncia à seco Apertar entre os dedos torrões de solo seco. 4.1) Areias: Nenhuma resistência. 4.2) Siltes: Média resistência. 4.3) Argilas: Grande resistência. 57
  • 58. TESTES MANUAIS 5-) Teste de dispersão em água Solo desagregado em proveta com água, agitar o conjunto e observar o tempo de deposição das partículas: 5.1) Areias: 15-30 segundos. 5.2) Siltes: 30-60 segundos. 5.3) Argilas: horas. 6-) Mobilidade da água intersticial (Shaking teste) Misturar solo com água até a obtenção de uma bola, macia, mas não pegajosa; colocar a amostra na palma da mão e sacudir com a outra mão, através de batidas vigorosas; a água pode, ou não (reação negativa), aparecer na superfície (que ficará úmida e brilhante); caso a reação seja positiva, apertar a amostra entre os dedos: 6.1) Areias: Água desaparece rápidamente. 6.2) Argilas: Água desaparece lentamente. 58

Notas do Editor

  1. Talk about the difference between the clay-size particle or clay minerals.
  2. Mention sieve analysis and hydrometer analysis for different size of soils There is not distinguish for silt and clay in the USCS system.
  3. Wet sieving: According to the British standard, dry sieving may be carried out only on materials for which this procedure gives the same results as the wet-sieving procedure. This means that it is applicable only to clean granular materials, which usually implies clean sandy or gravelly soils-that is, soils containing negligible amounts of particles of silt or clay size. Normally the wet-sieving procedure (section 4.6.4) should be followed for all soils (Head, 1992).
  4. Effective size (D10): This parameter is the diameter in the particle-size distribution curve corresponding to 10% finer. The effective size of a granular soil is a good measure to estimate the hydraulic conductivity an ddrainage through soils.