Origem do solo e tamanho dos grãos
1 Introdução
A Mecânica dos Solos estuda o comportamento do solo sob o aspecto da Engenharia Civil. O solo cobre o substrato rochoso e provém da desintegração e decomposição das rochas, mediante a ação dos intemperismos físico e químico. Assim, de maneira geral, por causa da sua heterogeneidade e das suas propriedades bastante complexas, não existe modelo matemático ou um ensaio em modelo reduzido que caracterize, de forma satisfatória, o seu comportamento.
Atualmente, a Mecânica dos Solos situa-se dentro de um campo mais envolvente que congrega ainda a Engenharia de Solos (Maciços e Obras de Terra e Fundações) e a Mecânica das Rochas. Esta área, denominada Geotecnia, tem como objetivo estudar as propriedades físicas dos materiais geológicos (solos, rochas) e suas aplicações em obras de Engenharia Civil, quer como material de construção quer como elemento de fundação.
A Mecânica dos solos surgiu como ciência em 1925, quando Karl Terzaghi deu início à publicação de seus trabalhos identificando o papel das pressões na água no estudo das tensões nos solos e a apresentação da solução matemática para a evolução dos recalques das argilas com o tempo, após o carregamento.
1 O solo para o Engenheiro
1.1 Conceito
O significado da palavra solo não é o mesmo para todas as ciências que estudam a natureza. Para fins de Engenharia Civil, ele é definido como uma mistura natural de um ou diversos minerais (às vezes com matéria orgânica) que podem ser separados por processos mecânicos simples, tais como, agitação em água ou manuseio. Em outras palavras, o solo é todo material que possa ser escavado, sem o emprego de técnicas especiais, como, por exemplo, explosivos.
O solo também pode ser definido como o agregado não cimentado de grãos minerais e matéria orgânica decomposta, com líquido e gás nos espaços vazios entre as partículas sólidas.
Ou seja, esse material forma a fina camada superficial que cobre quase toda a crosta terrestre e no seu estado natural apresenta-se composto de partículas sólidas (com diferentes formas e tamanhos), líquidas e gasosas.
Para o Engenheiro Civil, a necessidade do conhecimento das propriedades do solo vai além do seu aproveitamento como material de construção, pois o solo exerce um papel especial nas obras de Engenharia, uma vez que cabe a ele absorver as cargas aplicadas na sua superfície, e mesmo interagir com obras implantadas no seu interior. Todas as obras de Engenharia Civil se assentam sobre o terreno e, por isso, requerem que o comportamento do solo seja devidamente considerado. Assim, pode-se dizer que a Mecânica dos Solos estuda o comportamento do solo quando submetidos a tensões (como nas fundações) ou quando aliviados (como nas escavações) ou perante o escoamento de água nos seus vazios.
1.2 A origem dos solos
Todos os solos têm origem na desintegração/decomposição das rochas que formam a crosta terrestre. Variações de temperatura provocam trincas, nas quais penetra a água, atacando quimicamente os minerais. O congelamento da água nas trincas, entre outros fatores, exerce elevadas tensões, provocando uma maior fragmentação dos blocos. A presença da fauna e flora promove o ataque químico. O conjunto desses processos, que são muito mais atuantes em climas quentes do que em climas frios, leva à formação dos solos que, em conseqüência, são misturas de partículas pequenas que se diferenciam pelo tamanho e pela composição química. A maior ou menor concentração de cada tipo de partícula num solo depende da composição química da rocha que lhe deu origem.
Ao final da ação dos mecanismos de intemperização, o material resultante poderá permanecer ou não sobre a rocha que lhe deu origem.
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Solos Residuais O produto de alteração permanece sobre a rocha mãe. A separação entre a rocha mãe e o solo residual não é nítida, mas gradual, passando rocha para uma camada de rocha alterada, desta para uma camada de solo de alteração e por fim o solo residual.
Solos Transportados ou Sedimentares O produto de alteração é removido de sobre a rocha mãe por um agente qualquer. Segundo esses agentes e segundo o local de deposição os solos transportados podem ser
- Aluviais (água)
- Eólicos (vento)
- Coluviais (gravidade)
- Lacustres (depositados em lagos)
- Marinhos (depositados em mares)
- Glaciais (geleiras).
1.3 Tamanho e forma das partículas
A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho das partículas que os compõem. Num primeiro contato, pode-se perceber que alguns solos possuem grãos visíveis a olho nu, enquanto outros têm os grãos tão finos que, quando molhados, se transformam numa pasta, impossibilitando a visualização das partículas individualmente.
Em função do intemperismo e do transporte, os depósitos de solos apresentam partículas de diversos tamanhos. Qualitativamente, ao intemperismo físico (desintegração) está associada à geração de grãos até aproximadamente 0,001mm. Partículas menores que essas somente poderiam ser geradas pelo intemperismo químico (decomposição).
Os solos cuja maior porcentagem esteja constituída de partículas visíveis a olho nu) são chamados de solos de grãos grossos ou solos granulados. As características e o comportamento desses solos são determinados pelo tamanho das partículas (força gravitacional). São compostos de partículas equidimensionais, podendo ser esféricas (solos transportados) ou angulares (solos residuais).
Os solos finos apresentam forma lamelar (duas dimensões prevalecem sobre a outra), aparecendo às vezes a forma acicular (uma dimensão prevalece sobre as outras duas). O comportamento desses solos é determinado pelas forças de superfícies (moleculares, elétricas e eletromagnéticas). Nesses solos, a afinidade pela água é uma característica marcante e irá influenciar sobremaneira o seu comportamento.
A descrição do tamanho das partículas é feita citando a sua dimensão ou utilizando nomes conferidos a certas faixas de variação de tamanhos. Para tal, existem escalas que apresentam os nomes dos solos juntamente com as dimensões que eles representam. A tabela abaixo ilustra uma dessas escalas.
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| Mecânica dos solos, O solo para o Engenheiro, A origem dos solos,Tamanho e forma das partículas |
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| Mecânica dos solos, O solo para o Engenheiro, A origem dos solos,Tamanho e forma das partículas |
Pedregulho
>2mm
Areia
Grossa
0,60<<2mm
Média
0,20<<0,60mm
0,06<<0,20mm
Silte
0,002<<0,06mm
Argila
<0,002mm
1.4 Identificação Visual e Tátil dos Solos
Existem alguns testes rápidos que permitem uma descrição preliminar do solo e sua identificação. São eles:
- Sensação ao tato: esfrega-se uma porção de solo na mão, buscando sentir a sua aspereza. As areias são bastante ásperas ao tato e as argilas dão uma sensação de farinha, quando secas, ou de sabão, quando úmidas.
- Plasticidade: tenta-se moldar pequenos cilindros de solo úmido e, em seguida, busca-se deformá-los. As argilas são moldáveis, enquanto as areias e, normalmente os siltes, não são.
- Resistência do solo seco: um torrão de solo argiloso apresenta elevada resistência quando se tenta desagregá-lo com os dedos; os siltes apresentam alguma resistência e as areias nem formam torrões.
- Mobilidade da água intersticial: coloca-se uma porção de solo úmido na palma da mão e faz-se bater a mesma, fechada, com o solo dentro, contra a outra mão. Verifica-se o aparecimento da água na superfície do solo. Nas areias, a água aparece rapidamente na superfície e, ao abrir-se a mão, a superfície brilhante desaparece deixando trincas. Nos solos argilosos, a superfície brilhante permanece por bastante tempo e não ocorrem fissuras ao abrir a mão.
- Dispersão em água: Coloca-se uma amostra de solo seco numa proveta e, em seguida, água. Agita-se a mistura e verifica-se o tempo de deposição dos sedimentos. As areias depositam-se rapidamente, enquanto as argilas turvam a água e demoram bastante tempo par sedimentar.
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Fonte:ebah.com.br