MECÂNICA DOS SOLOS E GEOLOGIA
ORIGEM E TIPOS DE SOLO
PEDOLOGIA:
Material natural constituído de camadas ou horizontes de compostos
minerais e ou orgânicos
ENGENHARIA CIVIL:
Material terroso de fácil desagregação pelo manuseio ou ação da
água
GEOLOGIA DE ENGENHARIA:
CONCEITO AMPLO: Solo é todo material terroso
USO DO SOLO: É a destinação dada à superfície do terreno
CAMADA DE SOLO: Horizonte com material de propriedades
semelhantes
OUTROS CONCEITOS
Pluvial
Marinho
Eólico
Gravitacional
Glacial
Rocha sã Processos de intemperismo
Solos residuais
sedimentação
desintegração (ação física) e a decomposição (ação química)
das rochas e dos minerais, por ação de agentes atmosféricos e
biológicos.
“Não existe rocha alguma que possa escapar à sua ação.
Até
mesmo uma rocha tão resistente como o granito, quando
sujeita por muito tempo à ação intensa do intemperismo, chega
a desfazer-se entre os dedos”.
A DECOMPOSIÇÃO QUÍMICA é uma consequência da reação química entre a
rocha e as várias soluções aquosas, podendo ocorrer por oxidação,
pela redução, pela ação do ácido carbônico, por hidrólise e
hidratação e pela dissolução.
Quando a atividade de seres vivos, como as bactérias do solo, causa
a decomposição de rochas, esta é considerada uma DECOMPOSIÇÃO
QUÍMICOBIOLÓGICA.
Fatores que influenciam na formação dos solos:
1. CLIMA: ação da água da chuva e da temperatura;
2. ROCHA DE ORIGEM: influencia a circulação interna de água e a
composição mineralógica do solo;
3. ORGANISMOS VEGETAIS E ANIMAIS: modificam as características
físicas e químicas do solo;
As variações de umidade, que além de favorecerem as reações
químicas e o transporte de elementos atuam nos mecanismos de
expansão e retração;
INTEMPERISMO: processo dinâmico que atua alterando as propriedades
físicas (morfologia, textura, resistência e cor), além da
composição e estrutura cristalina dos minerais das rochas e do
solo.
As variações de temperatura, através da atuação da expansão e da
contração térmica;
TIPOS DE INTEMPERISMO
1. FÍSICO OU MECÂNICO: É todo processo que causa a
desagregação das rochas, conduzindo à desagregação dos grãos
minerais antes coesos, e transformando-a em material descontínuo e
friável, sem modificações na sua estrutura cristalina.
PRINCIPAIS AGENTES:
A água líquida ocupa as fissuras da rocha (a), sendo posteriormente
congelada, expandindo e exercendo pressão nas paredes
(b).
Também provocam com o seu crescimento, sua expansão térmica
e absorção de umidade, grandes tensões nas fissuras contribuindo
para ampliação da rede de fraturas e para a fragmentação da
rocha.
Os sais mais comuns que se precipitam são os cloretos, os sulfatos
e os carbonatos. Eles têm origem na própria rocha sendo dissolvidos
e carreados pelo fluido percolante.
Ex de INTEMPERISMO FÍSICO:
Formação das juntas de alívio em conseqüência da expansão
do corpo rochoso sujeito a alívio de pressão pela erosão
do material sobreposto. Estas descontinuidades servem de caminhos
para a percolação das águas que promovem a alteração
química.
a) antes da erosão
b) depois da erosão
Estas reações estão sujeitas às leis do equilíbrio químico e
às oscilações ambientais. Assim, em função das condições de
temperatura e precipitação:
• uma mesma rocha dará origem a diferentes minerais
secundários e diferentes soluções de lixiviação.
TIPOS DE INTEMPERISMO QUÍMICO
3. AÇÃO BIOLÓGICA: pela produção de gás carbônico (ciclo vital) e
ácidos orgânicos (decomposição da matéria orgânica) os organismos
vivos promovem importantes reações de transformações dos minerais,
além de movimentarem e aglutinarem partículas do solo.
PROCESSOS DIAGENÉTICOS
Uma vez depositado, o material sedimentar passa a responder às
condições de um novo ambiente, o da diagênese.
iii. Cimentação – precipitação química de minerais a
partir de íons em solução na água intersticial.
iv. Recristalização diagenética – designa a modificação
da mineralogia e textura cristalina de componentes sedimentares
pela ação de soluções intersticiais em condições de
soterramento.
ii. Intemperismo - Físico / Químico / Biológico
iii. Erosão / Lixiviação
vi. Diagênese / Litificação - conversão de sedimentos em
rochas
Características e composição da rocha mãe: susceptibilidade ao
intemperismo;
Fauna e flora: matéria orgânica, remobilização de materiais,
microclima;
Relevo: dinâmica da água (infiltração e drenagem), microclima,
erosão e sedimentação;
Tempo de exposição da rocha.
Quanto maior a disponibilidade de água e mais freqüente for a sua
renovação mais completas serão as reações de intemperismo.
Intemperismo
Rocha
E q u
i l í b r
i o
Manto de Intemperismo Rocha alterada e solo
P r o d
u t o
•pH menor do que 5: •Acidólise presença de ácidos orgânicos
pH<3 acidólise total elementos em solução solos podzólicos
(minerais mais insolúveis, ex.: quartzo)
•Químico-Biológico •Bactérias, fungos, algas, etc; •Decomposição da
matéria orgânica.
Hidrólise pH entre 5 e 9
•Íon H+ entra na estrutura dos minerais deslocamento dos
cátions alcalinos e alcalinos terrosos; •Rompimento da estrutura
dos minerais liberando Si
minerais secundários
KAlSi3O8 + 8H2O Al(OH)3 + 3H4SiO4 + K+ +
OH-
K-feldspato gibbsita
Alitização (Al)
Ferralitização (Fe)
•Hidrólise Parcial: parte da sílica permanece no perfil formação de
aluminossilicatos (argilominerais) sialitização
2KAlSi3O8+ 11H2O Si2Al2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K+ +
2OH-
1. K 100% eliminado
2. K parcialmente eliminado
RESIDUAIS: Provenientes da decomposição e degradação de rocha
subjacente. Também chamados de “in situ”, por terem
sido formados no mesmo local onde se encontram.
TRANSPORTADOS: Provenientes de erosão, transporte e deposição de
solos pré existentes.
TIPOS DE SOLOS
SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfície, apresentando-se
macroscopicamente homogêneo e isotrópico. Também chamado de solo
superficial e solo residual maduro.
ALUVIÃO: é constituído por material erodido, retrabalhado e
transportados pelos cursos d' água e depositados nos seus
leitos e margens, ou ainda em fundos e margens de lagoas e lagos,
sempre associados à ambientes fluviais.
COLUVIÃO: é constituído por depósitos de material solto,
encontrados no sopé de encostas e que foram transportados pela ação
da gravidade ou, simplesmente, material decomposto, transportado
por gravidade.
TÁLUS: é formado pelo mesmo processo de transporte por
gravidade, em encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se
pela presença ou predominância de blocos de rocha, resultando em
solos pouco espessos na fonte, o que restringe a ocorrência de
tálus ao sopé de encostas de forte declividade ou, então, ao pé de
escarpas rochosas
TIPOS DE SOLOS TRANSPORTADOS
Horizontes do solo A movimentação horizontal e vertical dos
materiais constituintes de um solo criam camadas distintas,
paralelas a superfície e conhecidas como Perfil de Solo.
Essas camadas são denominadas de horizontes do solo.
Um perfil de solo (completo) é constituído pelos horizontes: O, A,
B e C.
O: é essencialmente orgânico. A: além do componente orgânico,
componentes minerais.
B: é conhecido como horizonte de acumulação. Esse horizonte é
enriquecido em argilas, óxidos de Fe, sílica, carbonatos ou outros
materiais lixiviados dos horizontes acima.
C: é composto por materiais parcialmente alterados da rocha
mãe.
D ou R: corresponde à rocha mãe.
Horizontes do solo
Escorregamentos e erosões
CONCEITO
Ações dinâmicas ou eventos que envolvem aplicações de forças sob
certos gradientes, produzidas por chuvas, vento, ondas, marés,
rios, gelo, etc...
Erosão – destroem solos e rochas por processos móveis
ou imóveis
Abrasão – desgaste mecânico realizado por rios, ventos,
etc
Corrosão – desgaste químico
Intemperismo – agentes imóveis
Conceitos Básicos
Erosão – Processo de desagregação e remoção de
partículas do solo ou de fragmentos e partículas de rochas, pela
ação combinada da gravidade com a água, vento gelo e
organismos
Erosões naturais ou geológicas – desenvolvem-se em
equilíbrio com a formação do solo
Mecanismo
Remoção e transporte superficial
Chuva
Substrato rochoso
Erosão Laminar
Boçoroca
Grota
Inativa
Paleovoçoroca
Salpicamento (splash erosion)
Processos de Erosão
Exemplo de erosão
de percolação (Fp) sobre os grãos:
Ocorre quando a tensão exercida pela água em movimento numa
descontinuidade é suficiente para destacar partículas
de solo.
•erosividade do agente – potencial de erosão da
água
•erodibilidade do solo – representa à suscetibilidade à
erosão do solo
O que é mais importante na erosividade, a intensidade de chuva ou a
quantidade de chuva acumulada?
Depende, se a erosão é governada por:
• processos superficiais – intensidade da chuva
• processos subsuperficiais – chuva acumulada
Ensaio de desagregação
Ensaio granulométrico sem deflocultante e agitação;
Ensaio de Inderbitzen;
Movimentos de Massa: são movimentos coletivos de solos e/ou rochas.
Nas voçorocas são comuns os: escorregamentos, fluxos (corridas) e
quedas.
Escorregamento rotacional Fluxo
•Obras de drenagem