Introducao e Fundamentos da Mecanica dos Solos Unifacear - Aula Completa

INTRODUÇÃO E FUNDAMENTOS DA MECÂNICA DOS SOLOS Isabela Ferreira Batista Digitar o título do capítulo 2 Olá aluno a Unifacear Seja bemvindo a à aula Introdução e Fundamentos da Mecânica dos Solos INTRODUÇÃO Inicialmente precisamos entender o que é solo solo é definido como partículas granulares originadas de um corpo rochoso Geralmente a rocha que dá origem a um solo é chamada de rocha mãe assim o solo herdará características da sua rocha mãe O processo de transformação da rocha em solo dependerá de diversos fatores físicos químicos e biológicos chamados de intemperismo além disso tais alterações demoram milhares de anos para se consolidar Para a agricultura as características do solo são muito importantes pois desde os primórdios as populações povoavam a região com solo de melhor qualidade e isso definiu muito das características culturais das pessoas As características do solo ou seja suas propriedades tornaram o solo propício para diversos usos e ocupações que vai desde funções elementares como a agricultura até uso como matéria de construção Neste curso iremos estudar o solo e suas propriedades mecânicas com foco em sua capacidade de suporte Espero que todos estejam muito animados Vamos lá TIPOS DE SOLOS E SUAS ORIGENS Como comentado anteriormente o solo se origina da rocha através do intemperismo A literatura define intemperismo físico quando ocorre a desintegração da rocha e intemperismo químico quando ocorre a decomposição da rocha Desintegração e decomposição são fenômenos diferentes mas todas elas têm um fator em comum o tempo Figura 1 Decomposição versus Desintegração Digitar o título do capítulo 3 Fonte BATISTA 2023 Como observado na Figura 1 à diferença está na composição da rocha pois no intemperismo físico não ocorre mudança na composição ou seja o solo possuirá todas as características da rocha mãe com partículas menores Já no intemperismo químico ocorrem mudanças na estrutura mineralógica da rocha não apenas no tamanho das partículas Na Tabela 1 temos os limites definidos pela ABNT para os tamanhos de pedras e solos Tabela 1 Tamanha das partículas dos solos Fração Limites Matacão De 25 cm a 1 m Pedra De 76 cm 25 cm Pedregulho De 48 mm a 76 cm Areia Grossa De 2 mm a 48 cm Areia Media De 042 mm a 20 cm Areia Fina De 005 mm a 042 mm Silte De 0005 mm a 005 cm Argila Inferior a 0005 mm Adaptado de Pinto 2006 DECOMPOSIÇÃO Intemperismo Químico Alteração da estrututa mineralógica DESINTEGRAÇÃO Intemperismo Físico Quebra em partículas menores Digitar o título do capítulo 4 Para a caracterização do solo quando ao tamanho das partículas usamos o método proposto pela NBR 71812016 esta Norma estabelece o método para análise granulométrica de solos realizada por peneiramento ou por uma combinação de sedimentação e peneiramento As características dos solos são provenientes da rocha mãe além de característica como clima pressão temperatura e umidade No Brasil além da classificação por tamanho das partículas existe a classificação por características químicas e biológicas São dezenas de classificações e estas são importantes para direcionar o uso e ocupação do solo Observe a Figura 2 este mapa representa a distribuição geográfica dos solos do Brasil de acordo com Sistema Brasileiro de Classificação de Solos SiBCS 2006 cada cor representa um tipo de solo Figura 2 Distribuição geográfica dos solos do Brasil Fonte EMBRAPA 2011 Apesar da diversidade de solos apresentada na Figura 2 os solos são classificados em os solos em três grupos principais solos residuais solos sedimentares e solos orgânicos conforme Tabela 2 Tabela 2 Principais tipos de solos Digitar o título do capítulo 5 Solos Descrição Residuais Permanecem no local da rocha de origem rocha mãe Sedimentares Sofrem a ação de agentes transportadores Orgânicos Originados da decomposição e posterior apodrecimento de matérias orgânicas sejam estas de natureza vegetal plantas raízes ou animal Fonte Adaptado de Pinto 2006 e EMBRAPA 2011 Um destaque especial para os solos residuais que merece destaque é o fato de que para que se formem os solos residuais é necessário que a velocidade de decomposição de rocha seja maior que a velocidade de remoção pelos agentes externos como o vento por exemplo Além disso o solo residual é classificado como maduro saprolito e rocha alterada de acordo com o tempo de maturidade Os solos sedimentares também são chamados de solos transportados a Tabela 3 apresenta os principais agentes transportadores Tabela 3 Classificação dos solos sedimentares quanto aos agentes transportadores Solo Agente transportador Aluvionares Transportados pela água Eólicos Vento Coluvionares Gravidade Glaciares Geleiras FORMATO DAS PARTICULAS DO SOLO Neste curso as propriedades do solo que serão aprofundadas são as propriedades mecânicas contudo é importante ressaltar que as características químicas e biológicas também influenciam na resistência porosidade absorção e outros Por isso é de muita importância que você caro aluno conheça os principais solos do Brasil conforme Figura 3 Digitar o título do capítulo 6 Figura 3 Curvas granulométricas de alguns solos brasileiros Fonte Pinto 2006 A partir do tamanho e distribuição das partículas sólidas as propriedades do solo são caracterizadas Pinto 2006 destaca que as principais formas das partículas são a Poligonais angulares são irregulares exemplo de solos areias siltes e pedregulhos b Poligonais arredondadas possuem a superfície arredondada normalmente devido ao transporte sofrido quando da ação da água Exemplo seixo rolado c Lamelares possuem duas dimensões predominantes típicas de solos argilosos Esta forma das partículas das argilas responde por alguma de suas propriedades como por exemplo a compressibilidade e a plasticidade esta última uma das características mais importantes d Fibrilares possuem uma dimensão predominante São típicas de solos orgânicos A ORIGEM DA MECÂNICA DOS SOLOS Digitar o título do capítulo 7 Segundo Pinto 2006 os primeiros estudos sobre a mecânica de solo foram desenvolvidos por Coulomb 1773 Rankine 1856 Darcy 1856 Grave esses nomes queridos alunos pois eles nomeiam as principais teorias e fórmulas matemáticas que usaremos neste curso É importe ressaltar que os principais estudos e sistemas de caracterização do solo foram produzidos nos países acima da linha do Equador assim tais sistemas não são ideais para a classificação de solos tropicais como do Brasil Além disso com o passar dos anos percebeuse que os modelos proposto nos anos de 1700 e 1800 não podiam ser aplicados às estruturas atuais Foi então que o engenheiro Karl Terzaghi 1936 Figura 4 que hoje é considerado o pai da mecânica dos solos desenvolveu teorias e leis matemáticas atuais para determinar a resistência capacidade de suporte e deformabilidade do solo entre outras propriedades Figura 4 Karl Terzaghi 1936 Fonte Wikipédia Além disso Terzaghi estudou o papel das pressões na água no estudo das tensões nos solos desenvolvendo soluções para problemas como recalque FORÇAS QUE ATUAM NO SOLO As forças que atuam no solo podem ser do tipo Normal nesse caso poderá ser de compressão ou tração ou poderá ser uma força do tipo Cisalhante É preciso ficar atento que uma mesma força poderá se comportar como tipos diferentes com relação ao referencial analisado Observe a Figura 5 a força F é do tipo compressão se comparado com o fundo do buraco já se estivermos analisando as laterais do terreno a mesma força F age como uma força cisalhante Digitar o título do capítulo 8 Figura 5 Forças que atuam no solo Fonte BATISTA 2023 Santos Neto 2018 destaca que qualquer ponto no interior de uma massa de solo está solicitado por esforços devidos ao peso próprio das camadas sobrejacentes e às forças externas Ou seja tais esforços se transmitem no interior do solo de modo que em qualquer parte haverá solicitação do material a qual este opõe esforços resistentes chamados de tensões Lembrese que tensão é uma unidade de força por área Além disso o mesmo autor resume os padrões de esforço e sua respectiva convenção de sinais conforme a Figura 5 Figura 5 Forças que atuam no solo Digitar o título do capítulo 9 Fonte Santo Neto 2018 A tensão é representada por vetores com direção e sentido e que recebem o sinal positivo ou negativo além da delimitação de uma área por este motivo no caso de fluidos água e gás em que os esforços são iguais em todas as direções o termo usado é pressão Conhecer as tensões que atuam no solo é o primeiro passo para dimensionar fundações e demais obras de terra e por este motivo a mecânica dos solos é uma disciplina muito importante para várias áreas do conhecimento Digitar o título do capítulo 10 RESUMO Parabéns por ter chegado até aqui Esta aula você aprendeu sobre os principais conceitos da Mecânica dos Solos sua importância para o desenvolvimento da sociedade Também conheceu os principais tipos de solos e sua formação além dos principais esforços em um solo Agora você possui a base conceitual para começar a aplicar a mecânica dos solos Nós vemos na próxima aula Digitar o título do capítulo 11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOTELHO Manoel Henrique Campos Princípios da Mecânica dos Solos e Fundações Para a Construção Civil Blucher 2015 Disponível em httpsplataformabvirtualcombrAcervoPublicacao177905 MASSAF Faiçal Mecânica dos solos experimental São Paulo Oficina de Textos 2016 PINTO Carlos de Sousa Curso básico de mecânica dos solos São Paulo Oficina de Textos 2006 Disponível em httpsplataformabvirtualcombrAcervoPublicacao170502 SANTOS NETO Pedro Murrieta Mecânica dos solos Pedro Murrieta Santos Neto 1 ed Rio de Janeiro Elsevier 2018 Disponível em httpsplataformabvirtualcombrAcervoPublicacao175014