UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL MSO1 - Mecânica dos Solos I Textura e Estrutura dos Solos Prof.: Flavio A. Crispim SINOP - MT 2012 Textura 3. Textura e estrutura dos solos A ação do intemperismo sobre as rochas e solos resulta em partículas de vários tamanhos, composições e formas Sob ação dos agentes intempéricos e pedogenéticos, os grãos maiores se intemperizam formando argila, que geralmente é mais estável, porém, minerais mais resistentes, como o quartzo, permanecem sob o tamanho areia É comum dividir o solo em várias frações baseadas nas dimensões dos grãos Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 2 3. Textura e estrutura dos solos Textura ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas MIT- Massachusetts Institute of Technology USDA - Department of Agriculture AASHTO - American Association of State Highway and Transportation Officials USCS - Unified Soil Classification System (USACE - U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Bureau of Reclamation e ASTM - American Society for Testing and Materials) Fonte: Das, 2006 Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 3 3. Textura e estrutura dos solos Textura Fração Limites (mm) Matacão 1000 - 200 Pedra-de-mão 200 - 60 Pedregulho 60 - 2 Areia Grossa 2,00 - 0,60 Areia média 0,60 - 0,20 Areia fina 0,20 - 0,06 Silte 0,06 - 0,002 Argila < 0,002 ABNT (1995) Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 4 Textura 3. Textura e estrutura dos solos A textura do solo refere-se à distribuição granulométrica das partículas de areia, silte e argila e tem grande importância no estudo dos solos Em geral: Plasticidade, potencial de expansão ou contração, compressibilidade, coesão % de argila Condutividade hidráulica, ângulo de atrito interno Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 5 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Forma das partículas Partículas granulares: predominam efeitos de natureza gravitacional (peso) Solo granular Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 6 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Forma das partículas Partículas argilosas: predominam efeitos de superfície (área específica elevada) Solo argiloso Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 7 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Grãos de quartzo (fração areia) Frações silte e argila Fotomicrografia de solo granular compactado (energia do Proctor normal) obtida por microscopia ótica (aumento 40x). Fonte: CRISPIM, 2010, UFV Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 8 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Grãos de quartzo (fração areia) Frações silte e argila Fotomicrografia de solo argiloso compactado (energia do Proctor normal) obtida por microscopia ótica (aumento 40x). Fonte: CRISPIM, 2010, UFV Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 9 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Grãos de quartzo (fração areia) Frações silte e argila Fotomicrografia de solo argiloso obtida por microscopia ótica (aumento 50x). Fonte: MALTONI, 1994, UFV Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 10 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Matacão Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 11 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Pedregulho Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 12 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Areia grossa Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 13 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Areia média Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 14 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Areia fina Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 15 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Silte Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 16 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas Argila Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 17 Textura 3. Textura e estrutura dos solos Tamanho e forma das partículas A forma característica do solo de granulação fina (φ < 0,074 mm) é a laminar, em que duas dimensões são incomparavelmente maiores que a terceira, como no caso das argilas (semelhança a uma lâmina) Caolinita Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 18 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos As partículas do solo, normalmente, encontram-se agrupadas formando unidades maiores suficientemente coerentes para se comportarem, também, como partículas, os agregados Pode-se definir dois elementos básicos na estruturação dos solos: • Fábrica (fabric) dos solos - definida como a expressão física do arranjo das partículas sólidas do solo e os poros a ela associados • Estrutura - se aplica aos efeitos combinados da fábrica, composição e forças interpartículas, isto é, à combinação da fábrica com fatores que lhe conferem estabilidade Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 19 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos Basicamente, podem-se identificar três tipos elementares de fábrica: • arranjo de partículas elementares - agrupamento de partículas elementares areia, silte, argila que interagem individualmente • aglomerado de partículas - agrupamento de partículas com contorno definido e com função mecânica específica. Consiste de uma ou mais formas de arranjo de partículas elementares • poros - vazios da fábrica do solo preenchidos com fluidos e ou gases Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 20 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos Arranjos elementares a) interação entre placas de argila b) interação entre partículas de silte ou areia c) interação entre grupos de placas de argila d) interação entre partículas de silte ou areia envoltos em argila e) interação entre partículas pouco distinguível Fonte: COLLINS e MCGOWN, 1974, apud MITCHELL e SOGA, 2005 Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 21 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos Aglomerados a) b) c) conectores d) agregações irregulares conectadas por aglomerados e) agregações irregulares em formato de colméia (honeycomb) f) agregações regulares interagindo com matriz de partículas Mecânica dos Solos I - 2012/I Fonte: COLLINS e MCGOWN, 1974, apud MITCHELL e SOGA, 2005 Prof. Flavio A. Crispim 22 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos Aglomerados g) filamentos de partículas de argila entrelaçados h) filamentos de partículas de argila entrelaçados com intrusões de silte i) matriz argilosa Mecânica dos Solos I - 2012/I d) matriz granular Fonte: COLLINS e MCGOWN, 1974, apud MITCHELL e SOGA, 2005 Prof. Flavio A. Crispim 23 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos Forma das partículas Vários tipos de microfábrica de uma argila siltosa de Tucson, EUA. Fonte: COLLINS e MCGOWN, 1974, apud MITCHELL e SOGA, 2005 Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 24 Estrutura 3. Textura e estrutura dos solos Forma das partículas Fotomicrografia de solo obtida por microscopia eletrônica, mostrando aglomerados de partículas de argila (aumento 500x) Fonte: SOARES, 2008, UFV Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 25 Referências 3. Textura e estrutura dos solos ABNT. NBR 6502: Solos e rochas. Rio de Janeiro, RJ, 18p, 1995. DAS, B.M. Fundamentos de engenharia geotécnica. Editora Thomson, 560p, 2006. CRISPIM, F. A. Influência de variáveis de compactação na estrutura dos solos: caracterizações geotécnica, química, mineralógica e microestrutural. Viçosa, MG: Universidade Federal de Viçosa, 125p, 2010. (Tese de Doutorado) MITCHELL, J. K; SOGA, K. Fundamentals of soil behavior. 3rd ed. Hoboken, NJ, USA: John Wiley, 592p, 2005. MALTONI, K. L. Estudo de compactação e/ou adensamento em subsuperfície de latossolos sob diferentes usos. Viçosa, MG: Universidade Federal de Viçosa, 139p, 1994. (Tese de Doutorado) SOARES, E.P. Caracterizações geotécnica e mineralógica de um filito dolomítico do quadrilátero ferrífero com vistas ao estudo de estabilidade de taludes incorporando a sucção. Viçosa, MG: Universidade Federal de Viçosa, 177p, 2008. (Tese de Doutorado) Mecânica dos Solos I - 2012/I Prof. Flavio A. Crispim 26