CAMPUS BRASLIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

MECNICA DOS SOLOS E GEOLOGIA

ORIGEM E TIPOS DE SOLO

CONCEITO E CLASSIFICAO DOS SOLOS

PEDOLOGIA:

Material natural constitudo de camadas ou horizontes de

compostos minerais e ou orgnicos

ENGENHARIA CIVIL:

Material terroso de fcil desagregao pelo manuseio ou

ao da gua

GEOLOGIA DE ENGENHARIA:

Material terroso resultante dos processos de

intemperismo e transporte; escavvel.

CONCEITO AMPLO:

Solo todo material terroso

USO DO SOLO:

a destinao dada superfcie do terreno

CAMADA DE SOLO:

Horizonte com material de propriedades semelhantes

OUTROS CONCEITOS

PROCESSOS DE INTEMPERISMO

Fsico Qumico Biolgico

PROCESSOS DE EROSO, TRANSPORTE E SEDIMENTAO

Fluvial

Pluvial

Marinho

Elico

Gravitacional

Glacial

PROCESSOS GEOLGICOS DE FORMAO DOS SOLOS

PROCESSOS GEOLGICOS DE FORMAO DOS SOLOS

Rocha s Processos de

intemperismo Solos

residuais

Processos de eroso,

transporte e

sedimentao

Solos

transportados

Solos homogneos e

isotrpicos

INTEMPERISMO

Definio: Conjunto de processos que ocasionam a

desintegrao (ao fsica) e a decomposio (ao qumica)

das rochas e dos minerais, por ao de agentes atmosfricos e

biolgicos.

No existe rocha alguma que possa escapar sua ao. At

mesmo uma rocha to resistente como o granito, quando

sujeita por muito tempo ao intensa do intemperismo, chega

a desfazer-se entre os dedos.

INTEMPERISMO

Rocha s Solos

residuais

Solos

transportados

ETS ETS

INTEMPERISMO

ETS = Eroso, transporte e sedimentao

Uma vez configuradas as caractersticas superficiais da crosta terrestre

em decorrncia dos movimentos tectnicos, ter-se- delineado o seu

relevo. Este relevo, tanto o emerso quanto o que constitui o fundo do

mar, no esttico e sofre modificaes decorrentes do

INTEMPERISMO, que o conjunto de processos naturais (aes

climticas, da gua, dos ventos e de agentes biolgicos) que acarretam

o desgaste e decomposio das rochas e minerais.

Essa desintegrao, quando FSICA, pode ser causada pela

variao da temperatura (dilatao trmica das rochas,

cristalizao de sais e congelamento) e pela ao

FSICOBIOLGICA, que causada pela ao dos seres

vivos (crescimento de razes que quebram as rochas, a

atividade de minhocas, formigas, cupins, etc., que alteram o

estado do solo e possibilitam a ao de outros agentes de

decomposio).

5. TEMPO: transcorrido sob ao dos demais fatores.

Fatores que influenciam na formao dos solos:

1. CLIMA: ao da gua da chuva e da temperatura;

2. ROCHA DE ORIGEM: influencia a circulao interna de

gua e a composio mineralgica do solo;

3. ORGANISMOS VEGETAIS E ANIMAIS: modificam as caractersticas fsicas e qumicas do solo;

4. RELEVO: interfere na dinmica da gua, no microclima e

nos processos de eroso e sedimentao;

As variaes de umidade, que alm de favorecerem as reaes

qumicas e o transporte de elementos atuam nos mecanismos de

expanso e retrao;

INTEMPERISMO: processo dinmico que atua alterando as propriedades fsicas (morfologia, textura, resistncia e cor), alm da

composio e estrutura cristalina dos minerais das rochas e do solo.

As variaes de temperatura, atravs da atuao da expanso e da contrao trmica;

TIPOS DE INTEMPERISMO

1. FSICO OU MECNICO: todo processo que causa a desagregao das rochas, conduzindo desagregao dos gros minerais antes coesos, e transformando-a em material descontnuo e frivel, sem modificaes na sua estrutura cristalina.

PRINCIPAIS AGENTES:

A gua lquida ocupa as fissuras da rocha (a), sendo posteriormente

congelada, expandindo e exercendo presso nas paredes (b).

O congelamento da gua nas fissuras das rochas passa por um aumento de volume que termina por exercer

presses importantes nas paredes das fissuras contribuindo

para a ampliao da rede de fraturas e para a fragmentao

da rocha (Sul e Sudeste do Brasil).

Tambm provocam com o seu crescimento, sua

expanso trmica e absoro de umidade, grandes

tenses nas fissuras contribuindo para ampliao da

rede de fraturas e para a fragmentao da rocha.

Os sais mais comuns que se precipitam so os

cloretos, os sulfatos e os carbonatos. Eles tm origem

na prpria rocha sendo dissolvidos e carreados pelo

fluido percolante.

Ex de INTEMPERISMO FSICO:

Cristalizao de sais dissolvidos na gua de infiltrao

Formao das juntas de alvio em conseqncia da expanso do corpo rochoso sujeito a alvio de presso pela eroso do material sobreposto. Estas

descontinuidades servem de caminhos para a percolao das guas que

promovem a alterao qumica.

a) antes da eroso

b) depois da eroso

Agente Adicional de

INTEMPERISMO FSICO:

Alvio de Presso

Agente Adicional de INTEMPERISMO FSICO: ao das razes

profundas que penetram nos vazios existentes nas rochas ampliando

as fendas e muitas vezes provocando deslocamento de blocos

rochosos e desagregaes.

Estas reaes esto sujeitas s leis do equilbrio

qumico e s oscilaes ambientais. Assim, em funo

das condies de temperatura e precipitao:

uma mesma rocha dar origem a diferentes minerais secundrios e diferentes solues de lixiviao.

2. QUMICO: transformao dos minerais primrios (rocha

original) em minerais secundrios, em funo da ao da

gua e da temperatura.

As reaes de intemperismo qumico podem ser

representadas pela equao genrica:

Mineral A + soluo de alterao Mineral B + soluo

de lixiviao

TIPOS DE INTEMPERISMO QUMICO

3. AO BIOLGICA: pela produo de gs carbnico (ciclo

vital) e cidos orgnicos (decomposio da matria orgnica) os

organismos vivos promovem importantes reaes de

transformaes dos minerais, alm de movimentarem e

aglutinarem partculas do solo.

TPICOS DE CLIMAS MIDOS NVEIS SUPERFICIAIS AO BIOLGICA ACELERADA. Ex: Amaznia

PROCESSOS DIAGENTICOS

Uma vez depositado, o material sedimentar passa a

responder s condies de um novo ambiente, o da

diagnese.

Diagnese o nome dado ao conjunto de

transformaes que o depsito sedimentar sofre aps a

deposio, consistindo em mudanas nas condies de

presso, temperatura, pH e presso de gua, ocorrendo

dissolues e precipitaes a partir das solues

aquosas existentes nos poros. O processo termina na

transformao do depsito sedimentar inconsolidado em

rocha, ou litificao.

Os processos mais conhecidos que levam

a litificao de sedimentos so:

i. Compactao (mecnica) existe a mudana do empacotamento intergranular e a quebra ou deformao

de gros individuais, ocorrendo uma reduo expressiva

de volume.

ii. Dissoluo pode ocorrer com ou sem efeito significativo da presso de soterramento, a dissoluo sem presso

ocorre apenas pelo efeito da percolao de solues ps

deposicionais, ainda na diagnese precoce. A dissoluo

sob presso ou compactao qumica, produz dois tipos

principais de feies, afetando a morfologia de contato

(passando de pontual para cncavo-convexo e saturado)

com o efeito crescente do soterramento.

iii. Cimentao precipitao qumica de minerais a partir de ons em soluo na gua intersticial.

iv. Recristalizao diagentica designa a modificao da mineralogia e textura cristalina de componentes

sedimentares pela ao de solues intersticiais em

condies de soterramento.

Os processos mais conhecidos que levam

a litificao de sedimentos so:

Quanto maior a disponibilidade de gua e

mais freqente for a sua renovao mais

completas sero as reaes de intemperismo.

A temperatura executa um papel duplo,

condicionando a ao da gua: ao mesmo

tempo em que acelera as reaes qumicas,

aumenta as taxas de evaporao, diminuindo

a quantidade de gua disponvel para

lixiviao dos produtos solveis.

RESIDUAIS:

Provenientes da decomposio e degradao

de rocha subjacente. Tambm chamados de

in situ, por terem sido formados no mesmo local onde se encontram.

TRANSPORTADOS:

Provenientes de eroso, transporte e

deposio de solos pr existentes.

TIPOS DE SOLOS

PERFIL DE

INTEMPERISMO

TIPOS DE SOLOS RESIDUAIS

SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfcie, apresentando-se

macroscopicamente homogneo e isotrpico. Tambm

chamado de solo superficial e solo residual maduro.

SOLO DE ALTERAO: Ocorre abaixo do solo eluvial e se

apresenta heterogneo e anisotrpico devido presena

das estruturas das rochas originais. Tambm chamado de

saprolito e solo residual jovem.

ALUVIO: constitudo por material erodido, retrabalhado e transportados

pelos cursos d' gua e depositados nos seus leitos e margens, ou ainda

em fundos e margens de lagoas e lagos, sempre associados

ambientes fluviais.

COLUVIO: constitudo por depsitos de material solto, encontrados no

sop de encostas e que foram transportados pela ao da gravidade ou,

simplesmente, material decomposto, transportado por gravidade.

TLUS: formado pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em

encostas, que produz os coluvies, diferenciando-se pela presena ou

predominncia de blocos de rocha, resultando em solos pouco espessos

na fonte, o que restringe a ocorrncia de tlus ao sop de encostas de

forte declividade ou, ento, ao p de escarpas rochosas

TIPOS DE SOLOS TRANSPORTADOS

Horizontes do solo

A movimentao horizontal e vertical dos materiais constituintes de um solo criam camadas distintas, paralelas a superfcie e conhecidas como Perfil de Solo.

Essas camadas so denominadas de horizontes do solo.

Um perfil de solo (completo) constitudo pelos horizontes: O, A, B e C.

Alguns autores reconhecem um horizonte E, logo abaixo do A, designado de horizonte de lixiviao (lixiviado de componentes com Fe).

O: essencialmente orgnico.

A: alm do componente orgnico, componentes minerais.

B: conhecido como horizonte de acumulao. Esse horizonte enriquecido em argilas, xidos de Fe, slica, carbonatos ou outros materiais lixiviados dos horizontes acima.

C: composto por materiais parcialmente alterados da rocha me.

D ou R: corresponde rocha me.

Horizontes do solo

Processos Geolgicos de

Dinmica Superficial

Escorregamentos e eroses

CONCEITO

Aes dinmicas ou eventos que envolvem

aplicaes de foras sob certos gradientes,

produzidas por chuvas, vento, ondas, mars,

rios, gelo, etc...

Quando estas foras excedem as resistncia

dos sistemas naturais, ocorrem modificaes

por deformaes do terreno ou mudanas na

estrutura qumica.

Principais processos de dinmica

superficial

Eroso destroem solos e rochas por processos mveis ou imveis

Abraso desgaste mecnico realizado por rios, ventos, etc

Corroso desgaste qumico

Intemperismo agentes imveis

Conceitos Bsicos

Eroso Processo de desagregao e remoo de partculas do solo ou de fragmentos e partculas de rochas, pela ao

combinada da gravidade com a gua, vento gelo e

organismos

Eroses naturais ou geolgicas desenvolvem-se em equilbrio com a formao do solo

Eroses acelerada ou antrpica intensidade superior ao processo de formao do solo

Eroso pela gua

Deflagrado pela Chuva

Mecanismo

Impacto das chuvas desagrega partculas

Remoo e transporte superficial

Deposio

Eroso laminar

Eroso linear

Vooroca = gua da chuva + lenol fretico

Fatores que condicionam a eroso

Chuva

Cobertura vegetal

Relevo

Solos

Erodibilidade textura, estrutura e permeabilidade

Substrato rochoso

Classificao quanto forma de eroso

Eroso Laminar

Eroso em Canais: a eroso ocorre em canais. H

trs tipos: sulco, ravina e vooroca.

Eroso em sulcos

Voorocas, em Madagascar

(Skinner & Porter, 1995)

Voorocas

As voorocas recebem diversas denominaes:

Booroca

Grota

Classificao

Ativa

Inativa

Paleovooroca

O grau de atividade depende da suavizao das

bordas e da presena de vegetao

Superficiais

Em suspenso, rolamento, arraste e saltos

Salpicamento (splash erosion)

Processos de Eroso

Exemplo de

eroso

por salpicamento

Subsuperficiais:

Eroso por percolao (carreamento)

Quando flui pelos poros, a gua exerce uma fora

de percolao (Fp) sobre os gros:

Se Fp for maior que as foras que resistem movimentao dos gros

ocorrer eroso por percolao.

Este processo de eroso comum em solos finos no coesivos (areias finas e

siltes).

Eroso por piping

Ocorre quando a tenso exercida pela

gua em movimento numa

descontinuidade

suficiente para destacar partculas

de solo.

Comum em solos coesivos, sobretudo

quando dispersveis.

Intensidade dos Processos Erosivos

A intensidade da eroso: depende da:

erosividade do agente potencial de eroso da gua

erodibilidade do solo representa suscetibilidade eroso do solo

O que mais importante na erosividade, a intensidade de chuva ou a

quantidade de chuva acumulada?

Depende, se a eroso governada por:

processos superficiais intensidade da chuva

processos subsuperficiais chuva acumulada

Movimentao de massa

Rastejo

Escorregamento

Movimento de blocos rochosos

Movimento de blocos rochosos

Movimentos de Massa: so movimentos coletivos de solos e/ou

rochas. Nas voorocas so comuns os: escorregamentos, fluxos

(corridas) e quedas.

Escorregamento rotacional Fluxo

Mtodos de Conteno de Voorocas Controle do escoamento superficial:

Obras de drenagem

Terraeamento

Exemplo de terraos (andenes) pr-colombianos nos Andes

Controle das guas subterrneas

Construo de drenos no sop dos taludes

Exemplo de dreno com geotextil (DAEE, 1980)

Diques de reteno de sedimentos

construdos de gabio (Carvalho, 1982).

Colapso