3-textura E Estrutura Dos Solos 2r1h2q

TEXTURA E ESTRUTURA DOS SOLOS

• Tamanho e Forma das Partículas • Textura tamanho relativo e distribuição das partículas sólidas que formam os solos. • SOLOS GROSSOS  areia e pedregulho • SOLOS FINOS

 silte e argila

Divisão fundamental para o entendimento do comportamento dos solos.

Solos Grossos •Nos solos grossos, por ser predominante a atuação de forças gravitacionais, resulta 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 (  0,074 mm) e suas partículas têm formas arredondadas, poliédricas e angulosas.

Solos Grossos Pedregulhos: •São classificados como pedregulho as partículas de solo com dimensões maiores que 4,8mm (DNER) ou 2,0mm (ABNT, MIT). Os pedregulhos são encontrados em geral nas margens dos rios, em depressões preenchidas por materiais transportados pelos rios ou até mesmo em uma massa de solo residual (horizontes correspondentes ao solo residual jovem e ao saprolito).

Solos Grossos •Areias: •As areias se distinguem pelo formato dos grãos que pode ser arredondadas, poliédricas e angulosas, sendo esta última característica das areias transportadas por rios ou pelo vento. A forma dos grãos das areias está relacionada com a quantidade de transporte sofrido pelos mesmos até o local de deposição. O transporte das partículas dos solos tende a arredondar as suas arestas, de modo que quanto maior a distância de transporte, mais esféricas serão as partículas resultantes. Classificamos como areia as partículas com dimensões entre 2,0mm e 0,074mm (DNER), 2,0mm e 0,06mm (MIT e ABNT) . •O formato dos grãos de areia tem muita importância no seu comportamento mecânico, pois determina como eles se encaixam e se entrosam, e, em contrapartida, como eles deslizam entre si quando solicitados por forças externas. Por outro lado, como as forças se transmitem pelo contato entre partículas, as de formato mais angulares são mais susceptíveis a se quebrarem.

Solos Finos •Quando as partículas que constituem o solo possuem dimensões menores que 0,074mm (DNER) ou 0,06mm (MIT e ABNT), o solo é considerado fino e, neste caso, será classificado com argila ou como silte. •Solos formados por partículas muito pequenas, possuem partículas com formas lamelares, fibrilares e tubulares e é o mineral que determina a forma da partícula. As partículas de argila normalmente apresentam uma ou duas direções em que o tamanho da partícula é bem superior àquele apresentado em uma terceira direção. 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.

SOLOS FINOS  ARGILAS: A fração granulométrica do solo classificada como argila se caracteriza pela sua plasticidade marcante (capacidade de se deformar sem apresentar variações volumétricas) e elevada resistência quando seca. É a fração mais ativa dos solos

 SILTES: Apesar de serem classificados como solos finos, o comportamento dos siltes é governado pelas mesmas forças dos solos grossos (forças gravitacionais). Estes possuem granulação fina, pouca ou nenhuma plasticidade e baixa resistência quando seco.

CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A ABNT NBR 6502/95 • • • •

Argila menor que 0,002 mm; Silte entre 0,06 e 0,002 mm; Areia entre 2,0 e 0,06 mm; Pedregulho maior que 2,0 mm

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA • PENEIRAMENTO; • SEDIMENTAÇÃO.

Peneiramento – para solos grossos • Metodologia: agem da amostra pela torre de peneiras com auxílio de vibração. Pesagem das quantidades de amostras retidas em cada uma delas. Peneiras: 50, 38, 25, 19, 9.5, 4.8, 2.0 (nº 10), 1.2 (nº 16), 0.6 (nº 30), 0.42 (nº 40), 0.25 (nº 60), 0.15 (nº 100) e 0.074 (nº 200) mm.

Peneiramento – para solos grossos • Construção da tabela abaixo: Peneira (mm)

massa retida (g)

% retida

% retida acumulada

% a acumulada

Sedimentação – para solos finos • A velocidade de queda da partícula é determinada indiretamente através da densidade da suspensão. • Faz-se uma correlação entre a leitura do densímetro e a distância entre a suspensão e o centro do volume do bulbo, logo, até uma profundidade, z, depois do tempo, t, todas as partículas terão diâmetro inferior a d.

Sedimentação – para solos finos • Lei de Stokes - A lei de Stokes estabelece uma relação entre a velocidade de sedimentação e o diâmetro das partículas sedimentadas. Válida apenas para partículas esféricas com diâmetros menores que 0,2 mm. Desta forma, a velocidade de queda de uma partícula esférica de massa específica (g), num fluido de viscosidade () e massa específica (a) é proporcional ao quadrado do diâmetro dessa partícula, ou: V = g - a . d2 1800. 

Sedimentação – para solos finos • Metodologia: Preparar solução solo+defloculante; Selecionar entre 70g e 120g de material na peneira nº 10 (2.0 mm); Agitar em proveta de 1.000 ml; Obter a massa específica da partícula; Efetuar em intervalos de tempo, leituras da densidade da mistura. Pela lei de Stokes: d =  1800. . z g - a t Onde: z = altura de queda das partículas correspondente a leitura do densímetro obtida na curva de calibração do densímetro; g = massa específica da partícula (g/cm3); a = massa específica do fluido (g/cm3);  = viscosidade do fluido (g.seg/cm2); d = diâmetro da partícula (mm)

Sedimentação – para solos finos CORREÇÃO DO DENSÍMETRO z (cm)

leituras no densímetro

Também é necessária uma correção da leitura do densímetro em função da temperatura do fluido, que será efetuada através de uma tabela de correção.

Sedimentação – para solos finos • As percentagens de partículas com diâmetros menores do que o calculado no item anterior, serão calculadas por: N = g . v . 1000 . (lc - 1) (g - 1) . p Onde: v = volume em suspensão (cm3); p = massa do material seco usado na suspensão (g); g = massa específica real dos grãos (g/cm3); lc = leitura corrigida do densímetro

Sedimentação – para solos finos • A medida desta velocidade é aproximada porque: • (a) as partículas não são esféricas - diâmetro equivalente; • (b) a coluna do líquido não possui tamanho indefinido; • (c) o movimento de uma partícula interfere no movimento das demais; • (d) as paredes do recipiente e do densímetro influenciam no movimento das partículas; • (e) a massa específica dos grãos é um valor médio.

GRANULOMETRIA DOS SOLOS (ABNT – NBR 7181) TEXTURA - Entende-se por textura o tamanho relativo (e sua distribuição) das partículas que formam a fase sólida do solo. Determinação  Ensaio de Granulometria 2 grupos:  Grossos (areia e pedregulho)  Finos (silte e argila) ESCALA: ABNT Areia Argila 0,002

Silte 0,06

Fina

Média 0,02

0,6

Grossa

Pedregulho

2,00

mm

ANALISE GRANULOMÉTRICA

Solo bem Graduado distribuição Contínua

Granulação Uniforme solo mal graduado

Representação Gráfica da Textura Determinar o tamanho dos diâmetros das partículas e suas porcentagens ABNT

CURVA GRANULOMETRICA AREIA

SILTE

FINA

Porcentagem que a (% )

100

MEDIA GROSSA

PEDREGULHO 0

Uniforme

80

20

Granulação Aberta

60

40

Contínua

40

60

20

80

0

100 0.0001

0.001

0.01

0.1

1

Diâmetro dos Grãos (mm)

10

100

Porcentagem Retido (% )

ARGILA

Granulaçãoaberta mal graduado

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA PARÂMETROS IMPORTANTES NA CURVA GRANULOMÉTRICA: • Diâmetro Efetivo – D10; • Coeficiente de Não Uniformidade – Cu = D60/D10; • Coeficiente de Curvatura – Cc = . D302 D60*D10

Classificação granulométrica.

Diâmetro (mm) CLASSIFICAÇÃ O pedregulho areia grossa areia fina silte argila

US Bureau of Soils > 1.0 1.0 - 0.5 0.5 - 0.05 0.05 - 0.005 < 0.005

Atterberg, (1905) > 2.0 2.0 - 0.2 0.2 - 0.02 0.02 - 0.002 < 0.002

MIT

ABNT (1945)

> 2.0 2.0 - 0.6 0.6 - 0.06 0.06 - 0.002 < 0.002

> 2.0 2.0 - 0.4 0.4 - 0.05 0.05 - 0.005 < 0.005

Identificação Visual e Tátil dos Solos

Identificação Visual e Tátil dos Solos  TATO  PLASTICIDADE  RESISTÊNCIA DO SOLO SECO  DISPERSÃO EM ÁGUA  IMPREGNAÇÃO



TATO: Esfrega-se uma porção do solo na mão. As areias são ásperas; as argilas parecem com um pó quando secas e com sabão quando úmidas



PLASTICIDADE: Moldar bolinhas ou cilindros de solo úmido. As argilas são moldáveis enquanto as areias e siltes não são moldáveis



RESISTÊNCIA DO SOLO SECO: As argilas são resistentes a pressão dos dedos enquanto os siltes e areias não são.



DISPERSÃO EM ÁGUA: Misturar uma porção de solo seco com água em uma proveta, agitando-a. As areias depositam-se rapidamente, enquanto que as argilas turvam a suspensão e demoram para sedimentar



IMPREGNAÇÃO: Esfregar uma pequena quantidade de solo úmido na palma de uma das mãos. Colocar a mão embaixo de uma torneira aberta e observar a facilidade com que a palma da mão fica limpa. Solos finos se impregnam e não saem da mão com facilidade

 Após realizados estes testes, classifica-se o solo de modo apropriado, de acordo com os resultados obtidos (areia siltosa, argila arenosa, etc.). Os solos orgânicos são identificados em separado, em função de sua cor e odor característicos.  Além da identificação tátil visual do solo, todas as informações pertinentes à identificação do mesmo, disponíveis em campo, devem ser anotadas. Deve-se informar, sempre que possível, a eventual presença de material cimentante ou matéria orgânica, a cor do solo, o local da coleta do solo, sua origem geológica, sua classificação genética, etc.

ESTRUTURA DOS SOLOS Define-se estrutura, a maneira pela qual as partículas componentes de um solo, estão arranjadas entre si. Pode-se dizer que um solo não é um simples aglomerado de partículas sem organização. Ao contrário, suas partículas se dispõem sempre de forma organizada, segundo leis fixas e susceptíveis de análises.

ESTRUTURA DOS SOLOS Solos Grossos Estrutura granular simples - É aquela produzida quando as forças devidas ao campo gravitacional terrestres são predominante na deposição das partículas. Cada partícula possui vários pontos de contato. De acordo com a maneira pela qual as partículas se agrupam, a estrutura pode ser compacta ou fofa, o que é definido pelo “Grau de Compacidade”,deixando mais ou menos vazios entre elas.

Estrutura dos Solos grossos FOFO

COMPACTO

Estado mais compacto n= 26% Estado mais fofo: n= 47,6%

e e

e= 0,35 e=0,91

Densidade Relativa – Dr:

Dr (%) = e máx. e máx. e

e e

nat. mín.

máx. = índices de vazios correspondente ao estado mais solto do solo mín. = índices de vazios correspondentes ao estado mais compacto e nat. = índice de vazios da amostra no estado natural. e

Estrutura dos solos finos • Estrutura alveolar ou em favo de abelhas

• Estrutura Floculenta

Sensibilidade e Amolgamento das Argilas Se a argila foi perturbada fisicamente (amolgada), ocorre a destruição do arranjo estrutural e quebra nos pontos de contato das partículas. O resultado é uma perda da resistência ao cisalhamento da argila. Assim é que a resistência ao cisalhamento de uma argila no estado natural é muito maior que a resistência ao cisalhamento desta argila depois de amolgada (entende-se por amolgamento de um solo argiloso, a quebra de sua estrutura mantendo-se a umidade constante).

Sensibilidade e Amolgamento das Argilas Sensibilidade St (SKEMPTON e NORTHEY): St = Resist. a compressão simples indeformada Resist. a compressão simples amolgada

=

Rc R’ c

As argilas foram classificadas por SKEMPTON, sob o ponto de vista da sensibilidade em :

Argilas insensíveis

St



1 2

“

baixa sensibilidade

1

-

“

média sensibilidade

2

- 4

“

sensíveis

4

- 8

“

extra sensíveis

 8