PEDOLOGIA

Prof. Carolina Corrêa

OBJETIVOS

• Identificar o solo como um sistema trifásico;

• Compreender o que são os minerais;

• Conhecer e identificar as diferentes texturas do solo;

• Compreender a estruturação do solo;

• Analisar a NBR 6502.

Principais Propriedades

Morfológicas dos Solos

Um solo é

sempre constituído

por matéria mineral

(areia, calcário, limo,

argila), matéria

orgânica (húmus,

restos de plantas e

animais), ar e água.

Constituição/Sistema Trifásico

Fase Sólida = Caracterizada pelo tamanho,

forma, distribuição e composição

mineralógica dos grãos.

Fase Gasosa = Fase composta geralmente

pelo ar do solo em contato com a atmosfera,

podendo-se também apresentar na forma de

bolhas de ar no interior da fase água. A fase

gasosa é importante em problemas de

deformação de solos e é bem mais

compressível que as fases sólida e líquida.

Fase Líquida = Fase fluida composta em

sua maior parte pela água. Pode-se dizer

que a água se apresenta de diferentes

formas no solo, sendo contudo

extremamente difícil se isolar os estados em

que a água se apresenta em seu interior.

Exemplos:

Água Livre

Água Adsorvida (adesiva)

A fração sólida do solo ocupa cerca

de metade do seu volume total e é

constituída por matéria mineral e matéria

orgânica.

Matéria Mineral

A areia = sua existência, em maior

proporção, facilita os trabalhos de

mobilização do solo, a penetração de

raízes e o arejamento.

A argila = retém facilmente os nutrientes e

a água e , quando em excesso, dificulta o

arejamento, a circulação da água, a

mobilização do solo e também a penetração

das raízes.

O calcário = não está presente em todos

os solos.

Matéria Orgânica

Esta matéria é constituída por restos

de plantas e de animais, parcial ou

totalmente decompostos, e também por

seres vivos;

A quantidade de matéria orgânica

existente no solo é muito variável e evolui

ao longo do tempo;

Acumula-se principalmente à superfície

do solo e desempenha um papel múltiplo.

Ar e Água

O ar e a água ocupam os espaços(poros)

existentes entre as partículas que

constituem o solo;

A dimensão dos poros influi na retenção

da água pelo solo;

O ar preenche os espaços não ocupados

pela água. O arejamento do solo é

fundamental para a respiração das raízes e,

por isto, os solos pouco arejados são, em

geral, pouco produtivos.

As propriedades química e mineralógica

das partículas dos solos irão depender

fundamentalmente da composição da rocha

matriz e do clima da região. Estas

propriedades irão influenciar de forma

marcante o comportamento mecânico do solo.

Composição Química e Mineralógica

São partículas sólidas inorgânicas que

constituem as rochas e os solos, e que

possuem forma geométrica, composição

química e estrutura própria e definidas.

O que são Minerais?

Podem ser:

Primários = gerados pelo

intemperismo físico.

Secundários = gerados pelo

intemperismo químico.

Composição das Areias e Pedregulhos

Estes solos são formados, na sua

maior parte, por silicatos (90%) e

apresentam também na sua composição

óxidos, carbonatos e sulfatos.

Silicatos - feldspato, quartzo, mica, serpentina,

clorita, talco;

Óxidos - hematita, magnetita, limonita;

Carbonatos - calcita, dolomita;

Sulfatos - gêsso, anidrita.

Composição das Argilas

As argilas possuem uma complexa

constituição química e mineralógica, sendo

formadas por sílica no estado coloidal (SiO2,

menores do que 1 micrômetro (μm)) e

sesquióxidos metálicos (R2O3), onde R = Al;

Fe, entre outros.

O quartzo, devido a sua estabilidade e

dureza, é um dos minerais mais

resistentes e por isso é o componente

principal na maioria dos solos;

Resistência do Mineral

Os feldspatos são os minerais mais

atacados pela natureza, dando origem aos

argilominerais, que constituem a fração

mais fina dos solos, geralmente com

diâmetro inferior a 2 mm.

É a máxima tensão de um

cisalhamento que o solo pode suportar sem

sofrer ruptura.

Esta resistência ao cisalhamento

envolve duas componentes: atrito e coesão.

O atrito é função da interação entre

duas superfícies na região de contato.

Resistência do Solo

Nos materiais granulares (areias),

constituídas de grãos isolados e

independentes, o atrito é um misto de

escorregamento (deslizamento) e de

rolamento, afetado fundamentalmente pela

entrosagem ou embricamento dos grãos. De

tal forma que os contatos ocorrem

realmente entre os dois minerais.

No caso de argilas, o número de

partículas é muito maior, sendo a parcela de

força transmitida em cada contato,

extremamente reduzida.

A coesão é aquela resistência que a

fração argilosa empresta ao solo, pelo qual

ele se torna capaz de se manter coeso em

forma de torrões ou blocos, ou pode ser

cortado em formas diversas e manter esta

forma. Os solos que têm essa propriedade

chamam-se coesivos.

A coesão é uma característica típica de

solos muito finos (siltes plásticos e argilas).

É a soma das superfícies de todas as

partículas contidas na unidade de volume

(ou de peso) do solo.

Quanto mais fino o solo, maior sua

superfície específica, o que constitui uma

das diferenças entre as propriedades físicas

dos solos arenosos e argilosos.

Superfície Específica

A superfície específica é uma

importante propriedade dos argilo-minerais,

na medida em que quanto maior a

superfície específica, maior vai ser o

predomínio das forças elétricas (em

detrimento das forças gravitacionais), na

influência sobre as propriedades do solo

(estrutura, plasticidade, coesão, etc.)

É o tamanho relativo

das partículas sólidas que

formam os solos. O

estudo da textura dos

solos é realizado por

intermédio do ensaio de

granulometria. Este

estudo se refere à

proporção relativa das

classes de tamanho de

partículas de um solo.

Textura dos Solos

A textura é importante para o entendimento

do comportamento e manejo do solo.

Durante a classificação do solo em um

determinado local, a textura é muitas vezes

a primeira e mais importante propriedade a

ser determinada.

O estudo da textura dos solos é realizado

por intermédio do ensaio de granulometria.

Pela sua textura os solos podem ser

classificados em dois grandes grupos: solos

grossos (areia, pedregulho, matacão) e solos

finos (silte e argila).

Solos Grossos - por ser predominante a

atuação de forças gravitacionais, resultando em

arranjos estruturais bastante simplificados, o

comportamento mecânico e hidráulico está

principalmente condicionado a sua compacidade,

que é uma medida de quão próximas estão as

partículas sólidas umas das outras, resultando

em arranjos com maiores ou menores

quantidades de vazios.

Os solos grossos possuem uma maior

percentagem de partículas visíveis a olho nu

(0,06mm, ABNT) e suas partículas tem

formas arredondadas, poliédricas e

angulosas.

São solos grossos os pedregulhos e as

areias.

Solos Finos – quando as partículas que

constituem o solo possuem dimensões

menores que 0,074mm (DNER), ou 0,06mm

(ABNT), classificado como argila ou como

silte.

Nos solos formados por partículas

muito pequenas, as forças que intervêm no

processo de estruturação do solo são de caráter muito mais complexo.

O comportamento dos solos finos é

definido pelas forças de superfície

(moleculares, elétricas) e pela presença de

água, a qual influi de maneira marcante nos

fenômenos de superfície dos argilo-minerais.

São solos finos argilas e siltes.

A fração granulométrica do solo

classificada como argila (diâmetro inferior a

0,002mm) se caracteriza pela sua plasticidade

marcante e elevada resistência quando seca.

Apesar de serem solos finos, o

comportamento dos siltes é governado pelas

mesmas forças dos solos grossos. Estes

possuem pouca ou nenhuma plasticidade e

baixa resistência quando seco.

Classes de tamanho de partículas do solo ABNT

Terminologia Diâmetro (mm)

Bloco de Rocha 20cm a 1m

Pedregulho/Cascalho 2 a 60

Areia Grossa 0,6 a 2

Areia Média 0,2 a 0,6

Areia Fina 0,06 a 0,2

Silte 0,002 a 0,06

Argila < 0,002

TRIÂNGULO

TEXTURAL

define a

classe textural

do solo.

33% argila

40% silte

27% areia

Classe textural Franco argilosa

Ex: 33% argila 40% silte 27% areia

Relação entre tamanho de partícula e tipo de

mineral presente.

O quartzo é dominante na fração areia e em

frações mais grosseiras de silte.

Silicatos primários como o feldspato,

hornoblenda e mica estão presentes na areia

e em menores quantidades na fração silte.

Minerais secundários, como óxidos de ferro

e alumínio, são predominantes na fração silte

de menor diâmetro e na fração argila mais

grosseira.

Óxidos e hidróxidos

de Fe e Al Silicatos Primários

Mica, Feldspato,etc.

Silicatos Secundários

Caolinita, hematita

Quartzo

A textura do solo condiciona fatores como:

- Retenção, movimento e disponibilidade de

água

- Arejamento

- Disponibilidade de nutrientes

- Resistência à penetração de raízes

- Estabilidade de agregados

- Compactabilidade dos solos

- Erodibilidade

É o arranjo ou disposição das

partículas constituintes do solo, ou seja, a

maneira pela qual as partículas minerais de

diferentes tamanhos se arrumam para

formá-lo.

A estrutura de um solo possui um papel

fundamental em seu comportamento, seja

em termos de resistência ao cisalhamento,

compressibilidade ou permeabilidade.

Estrutura dos Solos

Sendo a gravidade o fator principal

agindo na formação da estrutura dos solos

grossos, a estrutura destes solos difere, de

solo para solo, somente no que se refere ao

seu grau de compacidade.

Areia compactada Areia fofa

No caso dos solos finos os arranjos

estruturais são mais elaborados, devido as

forças de superfície.

Tipos (LAMBE 1969)

Estrutura Floculada: os contatos se fazem

entre faces e arestas das partículas sólidas.

Estrutura Dispersa: as partículas se

posicionam paralelamente, face a face.

Estrutura floculada Estrutura dispersa

Norma NBR 6502

Norma criada pela Associação

Brasileira de Normas Técnicas em 1993 e

válida a partir de 30/10/1995.

Tem por objetivo definir os termos

relativos aos materiais da crosta terrestre,

rochas e solos, para fins de engenharia

geotécnica de fundações e obras de

terra.

Termos Relativos as Rochas

Origem (ígnea, metamórfica ou

sedimentar);

Forma de ocorrência (derrame,

estratificada, etc.);

Coloração;

Textura;

Composição química (ácida, básica,

etc.);

Estrutura (dobras, falhas);

Principais tipos (arenito, basalto, etc.);

Propriedades (grau de alteração,

consistência, etc.);

Termos Relativos a Solos

Adensamento;

Aderência;

Adesão;

Água adsorvida, capilar, etc.;

Ângulo de atrito, de repouso, etc.

GUERRA, A. J. T. & CUNHA, S. B. da (org.).

Geomorfologia: exercícios, técnicas e

aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil,

1996, 334p.

GUERRA, A. J. T.; CUNHA, S. B.

Geomorfologia: uma atualização de bases e

conceitos. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2.

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Bibliografia

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TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M.;

FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. Decifrando a

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VARGAS, M. Introdução a Mecânica dos

Solos. Editora McGraw-Hill do Brasil, 1977.