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Mecânica dos SolosMecânica dos Solos

Retirada de amostrasRetirada de amostras

Prof. Eng. Rinaldo PinheiroProf. Eng. Rinaldo Pinheiro

Solos Solos –– conceitos fundamentaisconceitos fundamentais

SOLO SOLO ⇒⇒ material constituído de elementos minerais e orgânicos. São material constituído de elementos minerais e orgânicos. São componentes da paisagem e constituem um ecossistema particular. componentes da paisagem e constituem um ecossistema particular. Formam sistemas dinâmicos abertos, com constante troca de Formam sistemas dinâmicos abertos, com constante troca de matéria e energia, logo em constante alteração física e química matéria e energia, logo em constante alteração física e química de de seus componentes. seus componentes.

►► Os processos constantes atuantes nos solos são governados por Os processos constantes atuantes nos solos são governados por 5 5 fatores de formação dos solos: fatores de formação dos solos: Substrato geológico; Clima; Substrato geológico; Clima; Organismos; Relevo; Tempo.Organismos; Relevo; Tempo.

►► O efeito destes processos traduzO efeito destes processos traduz--se na formação de características se na formação de características que diferenciam os solos entre si.que diferenciam os solos entre si.

Os solos desempenham funções básicas à vida do planeta:Os solos desempenham funções básicas à vida do planeta:Meio para o crescimento das plantas;Meio para o crescimento das plantas;Regulador do fluxo hídrico do planeta;Regulador do fluxo hídrico do planeta;Suporte às edificações e demais obras civis;Suporte às edificações e demais obras civis;Retenção, filtragem e decomposição de resíduos indesejáveis.Retenção, filtragem e decomposição de resíduos indesejáveis.

Solos Solos –– conceitos fundamentaisconceitos fundamentais

►► O solo como recurso natural deve ser conservado e propriamente eO solo como recurso natural deve ser conservado e propriamente explorado. xplorado. É necessário conhecer sua origem, sua gênese e suas característiÉ necessário conhecer sua origem, sua gênese e suas características físicas, cas físicas, químicas e morfológicas, além de suas propriedades frente às difquímicas e morfológicas, além de suas propriedades frente às diferentes erentes aplicações.aplicações.

►► Para distintas atividades profissionais, os solos têm diferentesPara distintas atividades profissionais, os solos têm diferentes conceitos e conceitos e funções:funções:

Geólogos Geólogos ⇒⇒ camadas de material camadas de material inconsolidadoinconsolidado que recobrem as que recobrem as litologiaslitologias..QuímicosQuímicos ⇒⇒ recipiente que armazena nutrientes e outros elementos químicos.recipiente que armazena nutrientes e outros elementos químicos.FísicosFísicos ⇒⇒ material de características físicas e comportamento variando comaterial de características físicas e comportamento variando com as m as condições ambientais. condições ambientais. AgrônomoAgrônomos s ⇒⇒ base para o desenvolvimento da agricultura e pecuária. base para o desenvolvimento da agricultura e pecuária. EngenheirosEngenheiros ⇒⇒ material de construção e sustentação para as obras.material de construção e sustentação para as obras.

Solos Solos –– conceitos fundamentaisconceitos fundamentais

Solos Solos –– conceitos fundamentaisconceitos fundamentais

Argissolo Planossolo

Solos Solos –– conceitos fundamentaisconceitos fundamentais

Saibro de granito Solo Glei

Retirada de AmostrasRetirada de Amostras

►► Amostra DeformadaAmostra Deformada

Porção de solo desagregado e deve ser Porção de solo desagregado e deve ser representativa do solo que está sendo investigadorepresentativa do solo que está sendo investigado

►► Coleta:Coleta:

Pá, picareta, enxada, trado, Pá, picareta, enxada, trado, amostradoramostrador de parede de parede grossa.grossa.

►► Uso:Uso:

Identificação visual e táctil, ensaios de caracterização Identificação visual e táctil, ensaios de caracterização ((granulometriagranulometria, limites de consistência, massa , limites de consistência, massa especifícaespecifíca, etc.), etc.)

Retirada de AmostrasRetirada de Amostras

►► Amostra Amostra IndeformadaIndeformada

Deve ser representativa da Deve ser representativa da estruturaestrutura e teor de e teor de umidade, geralmente de forma cúbica ou cilíndrica.umidade, geralmente de forma cúbica ou cilíndrica.

►► Coleta:Coleta:

AmostradorAmostrador de parede fina (NBR 3122/89), moldes de parede fina (NBR 3122/89), moldes de compressibilidade, cisalhamento, etc., blocos de compressibilidade, cisalhamento, etc., blocos (regulares ou irregulares).(regulares ou irregulares).

►► Uso:Uso:

Determinar as características físicas do solo in Determinar as características físicas do solo in situsitu. . Índices físicos, permeabilidade, parâmetros de Índices físicos, permeabilidade, parâmetros de compressibilidade e de resistência ao cisalhamento.compressibilidade e de resistência ao cisalhamento.

Equipamentos e AcessóriosEquipamentos e Acessórios

►► EquipamentosEquipamentos

-- Trados de diversos tipos e diâmetrosTrados de diversos tipos e diâmetros-- AmostradorAmostrador de parede grossade parede grossa-- Caixa metálica ou madeiraCaixa metálica ou madeira-- AmostradorAmostrador de parede finade parede fina

►► Uso:Uso:

Determinar as características físicas do solo in Determinar as características físicas do solo in situsitu. . Índices físicos, permeabilidade, parâmetros de Índices físicos, permeabilidade, parâmetros de compressibilidade e de resistência ao cisalhamento.compressibilidade e de resistência ao cisalhamento.

Estrutura do soloEstrutura do solo

O SOLO:O SOLO: É UM SISTEMAÉ UM SISTEMATRIFÁSICO ONDE ATRIFÁSICO ONDE AFASE SÓLIDAFASE SÓLIDA É UMÉ UMCONJUNTO DISCRETOCONJUNTO DISCRETODE PARTÍCULAS DE PARTÍCULAS

MINERAIS DISPOSTAS AMINERAIS DISPOSTAS AFORMAREM UMAFORMAREM UMAESTRUTURA POROSA ESTRUTURA POROSA

QUE CONTERÁ OSQUE CONTERÁ OSELEMENTOS ELEMENTOS

CONSTITUINTES DASCONSTITUINTES DASFASES LÍQUIDA EFASES LÍQUIDA EGASOSA.GASOSA.

S

S

S

S

S

S

S

Fase sólida Fase sólida –– areias e argilasareias e argilas

Trincheiras/cortes/poçosTrincheiras/cortes/poços/ / valasvalas

Trados Trados –– retirada de amostras deformadasretirada de amostras deformadas

Perfil longitudinal do subsolo, segundo o alinhamento de Perfil longitudinal do subsolo, segundo o alinhamento de sondagens a trado, em estudos de jazidassondagens a trado, em estudos de jazidas

AmostradoresAmostradores de parede grossa de parede grossa retirada de amostras deformadasretirada de amostras deformadas

Investigação geotécnica Investigação geotécnica –– Sondagem de simples Sondagem de simples reconhecimento reconhecimento -- SPTSPT

Lavagem Cravação

Investigação geotécnica Investigação geotécnica –– Sondagem de simples Sondagem de simples reconhecimento reconhecimento -- SPTSPT

Ensaio SPT Ensaio SPT –– NBR 6484NBR 6484

Ensaio SPT Ensaio SPT –– NBR 6484 NBR 6484 -- CravaçãoCravação

Ensaio SPT Ensaio SPT –– NBR 6484 NBR 6484 –– retirada de amostrasretirada de amostras

Perfil de Perfil de sondagemsondagem

Perfil longitudinal Perfil longitudinal –– Sondagens SPTSondagens SPT

NSPT NSPT –– número de golpesnúmero de golpes

> 40Muito compacto

18 a 40Compacto

9 a 18Medianamente compacto

5 a 8Pouco compacto

≤ 4Fofo

Índice de resistência à penetração

N (SPT)Designação

dura (o)> 19

rija (o)11 a 19

média (o)6 a 10

mole3 a 5

muito mole≤ 2

Designação

Índice de resistência àPenetração

N (SPT)

Solos arenosos Solos argilosos

Sondagem rotativaSondagem rotativa

Sondagem rotativaSondagem rotativa

Broca de corte

Recuperação / RQD

Sondagem rotativa Sondagem rotativa -- testemunhostestemunhos

Sondagem Sondagem rotativa rotativa –– perfil perfil de sondagem de sondagem

mistamista

Procedimentos para amostragem

AMOSTRA INDEFORMADA: a viabilidade técnica de sua obtenção é função:

da natureza do solo a ser amostrado;

da profundidade em que se encontra e da presença do nível d’água;

Esses fatores determinam o tipo de amostrador e os recursos a utilizar;

Amostra indeformada de superfície a coleta é realizada próxima à superfície

do terreno natural, ou próximas à superfície de uma exploração acessível,

utilizando-se amostradores em que o processo de avanço é por aparamento

(cilindros e anéis biselados) ou escavações (blocos);

Alguns materiais apresentam maiores dificuldades que outros no processo de

extração de amostras indeformadas;

A retirada de amostras indeformadas pode ser subdividida em duas classes:

Amostra indeformada de superfície ou em profundidade:

Bloco

Cilindros e anéis

biselados

Retirada da amostra do bloco

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadas

Uma amostra indeformada, em bloco, poderá ser retirada em diversas posições

Posição:1 e 2 : Talude de um corte

3: Superfície do terreno4: Fundo do poço5: Parede do poço

5

NT

4

3

2

1

+0

+10+3 +3

+3+3

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadas em superfícieem superfície

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadas em superfícieem superfícieblocosblocos

Coleta de amostra Coleta de amostra indeformadaindeformada em bloco em bloco –– base de aterro base de aterro compactadocompactado

Retirada de amostra Retirada de amostra indeformadaindeformada em anéis metálicosem anéis metálicos

Retirada de amostra Retirada de amostra indeformadaindeformada em anéis de PVCem anéis de PVC

Preparação e ensaios em amostras Preparação e ensaios em amostras indeformadasindeformadas

Torno de solo Corpo de prova

Ensaio triaxial

Amostradores de parede fina: (Shelby – é o mais empregado) – solos coesivos de consistência mole a média;

Amostrador de pistão: argilas médias e rijas e solos arenosos;

Os métodos de perfuração para atingirem-se as profundidades desejadas são os

mesmos das sondagens de reconhecimento

A diferença essencial entre as sondagens mais simples e das sondagens em

questão está nos amostradores.

Amostrador de pistão estacionário: reduz o perigo de perda da amostra;

Amostrador de Osterberg: argilas orgânicas moles, siltes argilosos e areias;

Amostrador de Denison: solos resistentes que não se consegue amostrar com

os amostradores de cravação;

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadasem profundidadeem profundidade

AmostradoresAmostradores especiaisespeciais

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadasem profundidade em profundidade –– amostrados SHELBYamostrados SHELBY

usado para extração de amostras em solos moles

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadasem profundidade em profundidade –– amostrados SHELBYamostrados SHELBY

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadasem profundidade em profundidade –– amostrados SHELBYamostrados SHELBY

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadasem profundidade em profundidade –– amostrados SHELBYamostrados SHELBY

Retirada de amostras Retirada de amostras indeformadasindeformadasem profundidade em profundidade –– amostrados SHELBYamostrados SHELBY