1. INTRODUÇÃO

A Mecânica dos Solos lida com várias propriedades e características dos

solos, avaliadas por meios de ensaios e exames laboratoriais executados sobre

amostras de solos.

Nos problemas ideais, as grandes massas de solo são consideradas

homogenias de forma que as propriedades físicas em qualquer ponto dessa massa

sejam idênticas àquelas determinadas em laboratório com algumas amostras

representativas do terreno. Mas como os solos infelizmente resultam de processos

naturais complexos esse processo não pode ser considerado verdadeiro, pois a

situação raramente corresponde à realidade, porque a maioria dos solos naturais é

heterogênea.

Assim para avaliar conscientemente as propriedades de uma extensa massa

de solo a partir de ensaios laboratoriais executados com um número limitado de

amostras é fundamental compreender os processos responsáveis pela formação dos

solos e como estes influenciam nas respectivas propriedades.

O solo é uma complexa mistura de matéria inorgânica que pode ou não conter

resíduos orgânicos decompostos e outras substâncias que cobrem a crosta

terrestre.

É formado por processos climáticos, representados pela desintegração e

decomposição das rochas e minerais na/ou próxima à superfície em partículas cada

vez menores sob a ação de agentes naturais físicos (e/ou mecânicos) e químicos.

Os dois últimos tipos de fatores sempre agem simultaneamente.

Os processos de formação dos solos são, pois complexos na medida em que

os fatores de erosão e transporte se combinam nas mais diferentes normas, as aqui

serão apenas encarados do ponto de vista dos seus efeitos sobre as propriedades

de interesse à engenharia dos Solos. A forma das partículas minerais é também

uma das características muito importantes que regem o comportamento mecânico

do solo.

2. FORMAÇÃO DOS SOLOS

As rochas sofrem alterações devidas a ações climáticas como oscilações de

temperatura, do vento e da água, ações químicas (oxidação, hidratação, hidrólise,

4

carbonatação, plantas e animais (fauna e flora)) que são provocadas pela água ou

microorganismos, especialmente quando contém ácidos carbônicos, agindo ao longo

do tempo. Todas as rochas que se encontram na litosfera (parte sólida da Terra)

estão sujeitas a estas ações.

As alterações isoladas ou simultâneas modificam e fragmentam as rochas

existentes, transportam e reúnem estes fragmentos para originar novos sedimentos.

Os processos que atuam na superfície da crosta terrestre são da maior importância

porque não só permitem interpretar e compreender a formação de um determinado

tipo de rochas (rochas sedimentares), mas são também responsáveis pelas

imposições naturais das formas da superfície terrestre. Utilizando o princípio da

uniformização, um dos conceitos fundamentais em Geologia, ou seja, rochas

semelhantes se formaram no passado por processos semelhantes aos atuais, pode-

se interpretar a história da evolução da amostra da rocha sedimentar em estudo e

reproduzir a evolução das formas terrestres.

2.1 processos de alteração

A alteração ou fragmentação das rochas pode ocorrer através de processos

físicos ou químicos. Nos processos físicos não há em geral alteração da composição

química ou mineralógica. O processo envolve apenas a fragmentação da rocha em

frações menores. No outro processo, a alteração química, ou seja, decomposição da

rocha ocorre por meio de reações químicas com possíveis alterações dos minerais

da rocha.

A alteração mecânica ou física se refere a intemperização das rochas por

agentes físicos, tais como variação cíclica da temperatura, ação do congelamento da

água que se infiltram nas juntas e fraturas das rochas, ação dos organismos,

plantas, etc. Através desses processos chegam a formar areias ou, em alguns siltes,

podendo até mesmo a formar argilas em situações muito especiais.

5

Figura 1. Processo de alteração das Rochas

Resumindo, os processos de alteração das rochas, representam a resposta a

uma mudança de ambiente que ocorre na interface atmosfera-litosfera. Com efeito,

os minerais e textura de muitas rochas podem se originar sob temperaturas muito

elevadas e ou a grandes profundidades, não se encontrando, portanto em equilíbrio

sob as condições de ambiente que prevalecem na superfície. Os processos de

alteração tendem então a restabelecer o equilíbrio sob o novo ambiente físico-

químico e assim podem até formar novos minerais com diferentes formas de

agrupamento.

Na maioria das condições climáticas atuais os processos de alteração física e

química se completam. A desagregação é maior na superfície do material exposto

ao ar ambiente e assim permitindo a aceleração do processo de alteração química.

As reações químicas produzem freqüentemente novos minerais cujo

desenvolvimento ajuda a fragmentar ainda mais as rochas podendo chegar a

dimensões que os processos mecânicos não conseguiriam alcançar.

A decomposição química significa ação de agentes que atacam as rochas

modificando sua composição mineralógica ou química. O principal agente é a água,

e os mecanismos de ataque mais importantes são a oxidação, a hidratação e a

carbonatação. Os efeitos químicos da vegetação têm também um papel de

destaque. Estes mecanismos geralmente produzem argilas como produto final da

6

decomposição. Todos os efeitos anteriores se acentuam com a mudança de

temperatura, onde se torna freqüente encontrar formações argilosas em zona úmidas e

quentes, enquanto que são formações arenosas e siltosas são típicas em zonas mais frias. Nos

desertos quentes, a falta de água torna o fenômeno de decomposição não se desenvolverem, e

neste caso predominam a formação de areias; ali os efeitos de alternância entre tração e

compressão sobre as rochas, produzidos pela elevação e queda periódica e contínua de

temperatura são os mecanismos de ataque determinantes.

PROCESSO EXEMPLO TIPO E IMPORTANCIA

DOS EFEITOS

FISICO• Decomposição

• Dilatação térmica

• Ação do gelo

• Expansão coloidal

Efeitos secundários

• Redução das dimensões

dos fragmentos e

aumento da área das

superfícies de ataque

• Permitem-se a composição

química

QUIMICO

• Oxidação

• Carbonatação

• Hidrólise

• Hidratação

• Dissolução

• Reconstituição química

• Alteração quase completa

das propriedades

físicas e químicas com

aumento sensível de

volume

BIOLÓGICO • Ação de cunha das raízes

• Ação dos ácidos orgânicos

• Ação de animais

• Efeitos secundários

• Combinação de efeitos

físicos e químicos

Tabela 1. Processos de alteração do solo

3. FORMA DAS PARTÍCULAS

Nos solos grossos a forma característica é equidimensional, o qual as três

dimensões da partícula são de magnitude semelhantes. Origina-se pela ação de

agentes mecânicos e químicos. Segundo a intensidade e o tempo em que estes

agentes mecânicos tenham atuado, se produzem variedades na forma

equidimensional, das quais podem ser arredondadas, sub-arredondadas, sub-

7

angulares, ou angulares, em escala decrescente dos efeitos do ataque dos agentes

mecânicos. A forma arredondada é praticamente esférica, enquanto que angulares é

a que apresenta arestas e vértices pontiagudos (por exemplo, pedra britada).

Quando estas arestas e vértices estão arredondados pelo efeito de rolamento e

abrasão mecânica, se tem a forma sub-angular, os quais por um processo mais

intenso da erosão podem obter a forma sub-arredondada final. As formas angulares

são típicas de areias residuais, e as areias vulcânicas apresentam essa forma em

partículas cristalizadas. As areias marinhas são geralmente angulares. A forma

arredondada é freqüente nas areias de rio e em algumas formações de praia, se

bem que no primeiro caso, predominam as formas sub-arredondada e sub-angular,

pois as partículas que não se arrastam, não sofrem o efeito da abrasão ou

rolamento; naturalmente que o anterior é mais certo em partículas de pequeno

tamanho, por sua maior facilidade para manter-se em suspensão. As areias eólicas

são de grão fino e arredondado.

Nos solos finos a forma das partículas tende a ser achatada, porque as

minerais argilas, em sua maior parte se adotam a forma laminar; com exceção de

alguns minerais que possuem forma fibrosa. Nestes materiais a influência da forma

é muito importante, pois a cada um dos dois mencionados corresponde a uma

diferente relação entre área e volume da partícula e, portanto, uma atividade

superficial muito distinta, no que se refere à absorção. a partícula de forma laminar

tem duas dimensões muito maiores que a terceira; na forma fibrosa uma dimensão

da partícula é muito maior que outras duas. A forma laminar é a mais freqüente nos

minerais de argila. A forma fibrosa é muito mais rara (haloisita, e algumas outras

formas mineralógicas não muito comuns).

A forma das partículas na mistura com dimensões de “argila” (< 2μ) depende

da sua composição química e da sua estrutura cristalina. Podem consistir em

quartzo muito fino ou de outros minerais de rochas, e ter formas arredondadas sub-

angulares ou angulares, dependendo da abrasão sofrida. Estas partículas

denominam-se de pó de pedra.

Quando as partículas de argila, dado que a sua estrutura cristalina, consiste

de uma sucessão de lâminas contendo sílica, alumina, oxigênio e hidrogênio a sua

forma corrente é de placas. É o caso das argilas pertencentes aos grupos da

caulinita, ilita e montmorilonita. A haloisita é uma exceção, pois as suas partículas

têm forma alongada.

8

A espessura das partículas de argila é da ordem de 10-6 mm, mas sua

largura é muitas vezes superior. Nas Figuras seguintes mostram-se

aproximadamente as formas das partículas da caulinita e de ilita.

Figura 2. Amostra vista do microscópio de partículas de argila

4. NATUREZA DAS PARTÍCULAS

Pode parecer à primeira vista que a composição das partículas de um solo é

uma característica muito importante deste. No entanto, não existem correlações

práticas entre a composição das partículas de um solo e os seus comportamentos.

O que é importante é que ajuda na interpretação e a compreensão desse

comportamento.

A natureza e arranjo dos átomos em uma partícula de solo, isto é, a sua

composição química, influencia de forma significativa na permeabilidade,

compressibilidade, resistência ao cisalhamento e na propagação de tensões nos

solos, especialmente aqueles de natureza mais fina.

Existem, com efeito, certos minerais que conferem propriedades especiais. Já

se referiu anteriormente que a montmorilonita dá grande expansibilidade ao solo.

Também a haloisita, com as suas formas alongadas, dá origem a solos com pesos

específicos muito baixos. Estas e muitas outras razões que serão referidas mais

tarde justificam que a base indispensável na compreensão dos fundamentos do

comportamento das argilas e em particular como evolui no tempo, é afetado pela

9

pressão e “ambiente”. Apresentar-se-ão alguns elementos de mineralogia das

argilas e descrever-se-ão alguns minerais de interesse para o engenheiro civil.

As partículas de solo podem ser orgânicas ou inorgânicas. As partículas

inorgânicas são minerais. Um mineral é um elemento ou um composto químico

natural (tem composição química que pode ser expressa por uma fórmula) formado

por processos naturais.

Os minerais classificam-se de acordo com a natureza e arranjo dos seus

átomos. Os mais importantes são os silicatos, pois que mais de 90% do peso dos

solos existentes na terra são minerais de silicatos.

4.1 Composições volumétrica dos solos minerais

Os solos minerais consistem de quatro grandes componentes principais:

substâncias minerais, matéria orgânica, água e ar, conforme figuras I e II. É

mostrada na figura 3 a proporção aproximada destes componentes num solo com

condições ótimas para crescimento vegetal. Note-se que este solo contém metade

de espaços sólidos e metade de espaços de poros (água e ar). Do volume total do

solo, cerca de metade é espaço sólido com 45% de substância mineral e 5 % de

matéria orgânica. Em condição ótima para crescimento vegetal, o espaço de poros

é, a grosso modo, dividido ao meio, 25% do volume é espaço com água e 25% com

ar. As proporções de ar e água estão sujeitas a grandes flutuações sob condições

naturais, na dependência do fator meteorológico e de outros.

Figura 3. Amostra de solo demonstrando seus poros

10

Figura 4. Composição de uma amostra de solo

A água contida no solo pode ser classificada em :

•Água de Constituição: é a que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida;

•Água adesiva ou adsorvida: película de água que envolve e adere fortemente a

partícula sólida;

•Água livre : é a que se encontra em uma determinada zona do terreno, enchendo

todas os seus vazios;

•Água higroscópica : É a que ainda se encontra em um solo seco ao ar livre, em

função da água em vapor contida na atmosfera;

•Água capilar : é aquela que nos solos de grãos finos sobe pelos interstícios

capilares deixados pelas partículas sólidas.

•Água livre, higroscópica e capilar:- são as que podem ser totalmente vaporadas

pelo efeito do calor (>100º C).

•Fase gasosa:- constituída por ar, vapor d’água e carbono combinado.

Figura 5. Proporção aproximada das substâncias que compõem o solo

11

Calculando o peso total de uma amostra de solo:

Figura 6. Proporções das fases do solo

4.2 Texturas do solo

Textura é termo empregado para designar a proporção relativa das frações

argila, silte ou areias no solo. Existem triângulos para designar diversas classes

texturais (Figura 8), que são utilizados em classificação de solos. De uma forma

simples, uma amostra de solo é arenosa se contiver mais de 85% de areias;

argilosa, mais de 35% de argila é barrenta ou franca, menos de 35% de argila e

menos de 85% de areias. Solos limosos são raros no Brasil. Existem termos

populares para designar a textura dos solos. Assim, solos arenosos são

considerados "leves" ou de textura "grosseira", enquanto solos argilosos são

12

"pesados" ou de textura "fina". Os termos leve ou pesado decorrem da menor ou

maior resistência que solos oferecem à penetração dos implementos agrícolas

(arados, grades, subsoladores, etc.).

A granulometria dos solos é estabelecida fazendo-se a separação e a

determinação percentual de partículas de diferentes tamanhos. As partículas podem

ser classificadas pelos seus diâmetros, de acordo com a Tabela 2, utilizada pela

Sociedade Internacional de Ciência do solo. Conforme a dimensão, as partículas do

solo são denominadas pedras, cascalho, areia grossa, areia fma, limo (ou silte) e

argila.

Tabela 2. Escala internacional de classificação das frações TE

Fração Limites dos diâmetros

das partículas (mm)

Argila < 0,002

Silte ou limo 0,002 – 0,02

Areia fina 0,02 – 0,2

Areia grossa 0,2 – 2

Cascalho 2 – 20

Pedras > 20

4.2.1 Metodo análise da textura no laboratório

Para realização de uma análise de partículas por tamanho, na amostra de

TFSA é adicionado água e hidróxido de sódio, após agitação o material é deixado

em repouso para decantação das partículas mais grosseiras. Só então é

determinado o percentual de argila, silte e areia da amostra.

13

Figura 7. Método análise da textura do solo

Geralmente de acordo com o teor de argila temos:

Tabela 3. Classificação do tipo de textura de acordo com percentual de argila.

ARGILA

(%)

TEXTURA

60 – 100 Muita argilosa

35 – 60 Argilosa

15 – 35 Média

0 – 15 Arenosa

14

Figura 8. Porcentagem de areia, silte e argila nas principais classes texturais do solo.

Porcentagem de areia, silte e argila nas principais classes texturais do solo.

Para usar o diagrama, localize a porcentagem de areia, em primeiro lugar e projete

para dentro, como mostrado pela seta. Proceda de igual modo para o percentual de

silte (ou argila). O ponto em que as projeções se cruzarem, identificará o nome da

classe.

4.2.2 Classes texturais dos solos

Uma vez que os solos são compostos de partículas que variam

consideravelmente quanto ao tamanho e à forma, são necessários termos

específicos que exprimam algumas idéias sobre a sua textura e forneçam certas

indicações sobre suas propriedades físicas. Por isso, são usados nomes de classes

15

texturais de solo, tais como, areia, franco-arenoso, e franco-siltoso. Estes nomes se

firmaram ao longo de anos de estudo e classificação de solos e gradualmente se

tornaram padronizados. Acham-se identificados três grandes grupos fundamentais

de classes texturais de solo: areias, francos e argilas.

AREIAS – O grupo areia inclui todos os solos cujas frações granulorrtétricas

de areia totalizam pelo menos 70% e as frações granulométricas de argila 15% ou

menos do peso total do material. As propriedades de tais solos são portanto

caracteristicamente arenosas, em contraste com a natureza mais viscosa das

argilas. São reconhecidas duas classes texturais específicas: areia e areia franca.

ARGILAS – Para ser designado como argila, um solo deverá conter pelo

menos 35 % da fração granulométrica de argila e na maioria dos casos nunca

menos de 40%. Em tais solos, as características da fração granulométrica de argila

são eminentemente dominantes e as classes designam-se como argila, argila

arenosa e argila siltosa. Nota-se que as argilas arenosas poderão conter mais areia

do que argila. Do mesmo modo, a quantidade de silte nas argilas siltosas excede

normalmente a da própria fração da argila.

FRANCOS – O grupo dos francos, que contém muitas subdivisões, é mais

difícil de explicar. Um franco ideal poderá ser definido como uma mistura de

partículas de areia, silte e argila que apresentam propriedades leves e pesadas em

proporções equilibradas. A grosso modo, é uma mistura de características médias,

no que toca às suas propriedades.

4.3 Dureza

A dureza (D) de um mineral é a resistência que sua superfície oferece ao ser

riscada. É adotada a escala de dureza de MOHS, estabelecida em 1824, na qual

dez minerais comuns são ordenados em relação à resistência que oferecem ao

risco.

A escala de Mohs não é linear. Por exemplo, o diamante é cerca de 40 vezes mais

duro que o talco, enquanto o coríndon que está logo abaixo do diamante (dureza 9),

é da ordem de 9 vezes mais duro que o talco. A escala de Mohs é adimensional.

16

Figura 9. Escala de Mohs

4.4 Brilho

O brilho de um mineral é a capacidade de reflexão da luz incidente sobre sua

superfície. O brilho de um mineral pode ser dividido em:

Metálico – brilho semelhante a um metal.

Ex.: pirita, hematita;

Não metálico – outros tipos de brilhos observados nos minerais.

Exemplos:

vítreo – brilho semelhante ao vidro. Ex.: quartzo (hialino, ametista, fumê, etc);

sedoso – brilho semelhante a seda. Ex.: gipso

4.5 Cor

A cor de uma substância depende do comprimento de onda da luz que ela

absorve. Por exemplo, um mineral que apresenta cor verde absorve todos os

comprimentos de onda do espectro exceto aquele associado ao verde.

4.6 Solubilidade

A solubilidade dos minerais pode ser considerada em relação a diversos

ácidos, tais como HCl, HNO3, H2SO4 e HF.

Para os minerais mais comuns e de maior interesse do curso a utilização do HCl

diluído é o suficiente. Utilizando-se HCl diluído é possível separar os minerais em:

Insolúveis – aqueles que não reagem com HCl. Ex. quartzo, turmalina

17

Pouco solúveis – aqueles que só se solubilizam com HCl aquecido ou

quando pulverizados. Ex.: dolomita

Solúveis – aqueles que se solubilizam em condições normais, podendo

ser acompanhado por desprendimento de gás carbônico

(efervescência) (CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2). Ex.: calcita,

aragonita

5. PESO ESPECÍFICO DAS PARTICULAS

O peso específico (γg) de uma partícula sólida é, por definição, o peso da

substância que a forma, por unidade do volume que ocupa no espaço. O peso

específico da partícula é determinado pela razão entre seu peso (seco) e seu

volume.

γg = Ps / Vs

A massa específica (ρg) de uma partícula sólida é obtida pela razão entre sua

massa e seu volume.

ρg = Ms / Vs

Densidade (δ) ou densidade relativa de uma partícula é a razão entre seu

peso específico (γg) e o peso específico da água (γa) destilada e isenta de ar à 4º C

(ou entre a massa específica da partícula e a massa específica da água a 4ºC).

Como ρa = 1,000 g/cm3, a densidade e a massa específica têm mesmo valor

numérico.

δ = ρg / ρa = γg / γa

A densidade deve ser expressa com precisão de 0,001 %.

Como em um solo podem ocorrer partículas de natureza variada, em geral há

mais interesse em determinar o peso específico médio das partículas sólidas que o

compõem. Observe que a fração mais fina dos solos costuma ter natureza diversa

da de maior tamanho, já que é gerada mais por desintegração química (oxidação,

18

hidratação, carbonatação) que mecânica (ruptura e desgaste, causados por

temperatura, atrito, etc.). Por isso, as normas descrevem a determinação do peso

específico médio ou da densidade média das partículas menores que um tamanho

especificado, ou maiores que um tamanho fixado.

Não se pode confundir peso específico seco dos grãos ou massa específica

seca dos grãos com peso específico seco aparente ou massa específica seca

aparente de uma amostra. Estas últimas são obtidas pela razão entre o peso seco

da amostra e o volume total da amostra. Observe que desse volume faz parte o

volume de vazios, que tem de ser eliminado no cálculo do peso específico (ou

massa específica) dos grãos.

A ABNT adota o processo do PICNÔMETRO para a determinação da massa

específica das partículas menores que 4,8 mm, enquanto o DNIT (antigo DNER) o

faz para a determinação da densidade das partículas menores que 2,0 mm. Parece-

nos melhor empregar a norma NBR6508 (ABNT) quando o objetivo é o estudo dos

agregados miúdos, já que estes têm tamanho menor que 4,8 mm. Por outro lado,

será mais preciso o método de ensaio ME 093/94 (DNIT-DNER) quando o objetivo é

utilizar o valor da densidade nos cálculos da fase de sedimentação do ensaio de

granulometria, pois a amostra utilizada neste ensaio é obtida do material que passa

na peneira de 2,0 mm (fração fina do solo).

Método do Picnômetro:

Material utilizado:

1- Picnômetro (500 ml)

2- Termômetro

3- Bombas a vácuo

4- Balança

(4)

19

(1) (2) (3) (4)

Figura 10. Método do Picnômetro

Procedimento:

pesa-se o Picnômetro vazio, seco e limpo (P1);

coloca-se a amostra no Picnômetro (aprox. 80g para solos argiloso e 150g

para solos arenosos)

pesa-se (P2);

mexe-se o Picnômetro, visando eliminar possíveis vazios entre a amostra ;

leva-se a bomba de vácuo pôr cerca de 10 minutos e continuamos mexendo

aleatoriamente,

enche-se completamente o Picnômetro com água destilada, tampa-se o

Picnômetro;

pesa se o Picnômetro (P3);

medimos a temperatura no Picnômetro, pela temperatura , obtemos na curva

de calibração o peso do balão mais água (P4)

d = (P2 – P1)/((P4-P1) - (P3-P2)) = gg/ga

onde :

P1 - Balão seco e limpo

P2 - Balão + solo

P3 - Balão + solo + água

P4 - Balão + água

20

O grande inimigo da precisão dos resultados de ensaios para a determinação

é a presença de bolhas de ar em torrões, ou aderente aos grãos, ou na água. Do

valor da densidade dos grãos depende o cálculo de vários outros índices físicos. Daí

a necessidade de máxima acurácia no resultado de ensaios.

6. DENSIDADE DE GRÃOS DE MAIORES TAMANHOS

Na determinação da densidade de grãos de tamanhos maiores que um

tamanho especificado, o método mais popular utiliza a pesagem hidrostática, que

consiste em:

Obter a massa da amostra seca (Ms);

Obter a massa da amostra imersa em água destilada, na temperatura

4ºC (P imerso);

A diferença Ms-Mi será numericamente igual ao empuxo, e numericamente

igual ao volume dos grãos imersos, o que permitirá o cálculo imediato da massa

específica média dos grãos.

Observação:

Quando se faz a determinação da densidade (ou do peso específico) de

agregados graúdos ou de pedregulhos, aproveita-se o trabalho para determinar

também sua Absorção (S ou Dat), fazendo uma secagem superficial com um tecido

absorvente e obtendo sua massa úmida (M úmido).

Absorção = 100. (P úmido – Ps) / Ps

6.1 Processos do picnômetro para determinação da densidade dos grãos

A norma NBR 6508 (ABNT) descreve como determinar a massa específica

dos grãos de solo que passam na peneira de 4,8 mm, utilizando um picnômetro de

500 ml. As demais especificam a determinação da densidade dos grãos que passam

na peneira de 2,0 mm. Todas destacam a necessidade de executar pelo menos dois

ensaios. (A diferença na escolha da amostra pode ser explicada pelo objetivo de uso

21

da informação. O valor da densidade dos grãos menores que 2,0 mm deverá ser

preferido nos cálculos da fase de sedimentação do ensaio completo de

granulometria. No estudo de misturas de agregados é preciso lembrar os agregados

finos são menores que 4,8 mm.).

Convenções:

γg= Peso específico (em g/cm3) dos grãos de solo.

δ = Densidade real da fração fina de solos é a razão da massa, ao ar e a uma

temperatura entre 15°C e 30ºC, de um dado volume dessa fração, para a massa ao

ar e a 25°C de temperatura, de um igual volume de água destilada isenta de ar. É

adimensional e tem o mesmo valor numérico que a massa específica dos grãos do

solo (ρg).

Índice de Vazios (e)

É a razão entre o volume de vazio (Vv) e a volume da parte sólida do solo (Vs)

e = Vv / Vs

Grau de Compacidade (GC)

O estado natural de um solo não coesivo (areia, pedregulho) define-se pelo

chamado Grau de Compacidade ou Compacidade Relativa:

GC = (max - nat) / (max - min)

max - obtido vertendo-se simplesmente o material seco num recipiente de volume

conhecido e pesando-se.

22

V – Ps ´

max = g

Ps ´ a

g

onde:

v = volume do recipiente;

P’s = peso do material seco;

g = peso específico dos grãos.

minx - compacta-se o material por vibração ou por socamento dentro do mesmo

recipiente.

V – Ps ´´

minx = g

Ps ´´ a

g

Onde :

Ps´´ = peso do material seco compactado.

Pelo critério visualmente aceito, as areias se classificam em :

Fofas ou soltas 0 < GC < 1/3

Medianamente compactas 1/3 < GC < 2/3

Compactas 2/3 < GC < 1

Porosidade de um Solo (h)

É a relação entre o volume de vazios e o volume total de

uma amostra do solo.

h (%) = Vv / Vt (x100)

h = e / (e + 1)

23

Tabela 4. Porosidade do solo

Grau de Aeração

A (%) = Var / Vv (x100)

A = (Vv - Va) / Vv = 1 – S

Peso Específico de um Solo Saturado

gsat = (d + e ) ga / (1+ e)

Peso Específico de um Solo Submerso

Quando o solo é submerso, as partículas sólidas sofrem o empuxo da água, e então:

gsub = ( d - 1 ) ga / (1+ e)

gsub = gsat – ga

24

7. Conclusão

Os solos apresentam uma incrível rede de complexos físicos de superfícies sólidas,

poros, e interfaces que fornecem o ambiente para inúmeros processos químicos,

biológicos e físicos. Estes, por sua vez influenciam no crescimento das plantas,

hidrologia, manejo do ambiente, e usos do solo pela engenharia. A natureza e

propriedades das partículas individuais, sua distribuição de tamanhos, e seu arranjo

nos solos determinam o volume total do espaço poroso, bem como o tamanho de

poros, impactando desse modo nas relações de água e ar.

O tamanho das partículas, o conteúdo de água, e a plasticidade da fração coloidal

ajudam a determinar a estabilidade do solo em resposta a forças de carga do

tráfego, do cultivo, ou das fundações de construções. As propriedades físicas

apresentadas influenciam grandemente quase todas as outras propriedades do solo

e usos, como discutido ao longo deste trabalho.

25

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

PINTO, Carlos de Souza. Curso Básico de Mecânica dos Solos, em 16 Aulas. 1 ed.

São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 247 p.

CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos Solos e suas Aplicações. 6 ed. Rio de

Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 1988. 234 p.

VIOLANTE, Vitor Manuel. Apostila: Mecânica dos solos I. Marília: Unimar, 2009

VARGAS, Milton. Introdução à Mecânica dos solos. São Paulo: McGraw-Hill, 1977.

26