aula esttal 1

Definio - conjunto de partculas no cimentadas ou fracamente cimentadas, resultantes da desagregao de material rochoso.

Conjunto natural (mistura) de partculas minerais que podem ser separadas por agitao na gua. Os vazios entre as partculas contm gua e ar. (LNEC)

Solos

Hidrulica e Engenharia Biofsica

Material polifsico: fases slida, lquida e gasosa.

O esqueleto das partculas slidas de um solo, entre as quais existem espaos vazios, que podero conter gua e ar, poder ser estudado como se tratasse de 3 conjuntos de matria diferentes.

O ar e a gua preenchem os vazios ou poros do solo.Se os vazios esto totalmente preenchidos por gua:- no existe fase gasosa- o solo est saturado


Solos (2)

Origem e formao dos solos - Desintegrao das rochas constituintes da crosta terrestre, por aces mecnicas e qumicas sobre a rocha-me.

Na natureza ocorrem processos de desagregao fsico-qumica de que resultam solos com partculas de diferentes dimenses e caractersticas.

Argila - < 2 m (0,002 mm)Silte 2 m < < 60 m (0,06 mm)Areia - 60 m < < 2 mmCascalho - 2 mm < < 60 mm

Composio granulomtrica

Distribuio em percentagem ponderal (% do peso total) das partculas do solo de acordo com as suas dimenses.

Peneirao - o solo obrigado a passar por uma srie de peneiros de malha quadrada normalizada e cada vez mais apertada.

O material retido num peneiro representa a fraco de solo com dimenso superior da malha desse peneiro, mas inferior do peneiro precedente.

Este material pesado para averiguar que % representa do peso total da amostra.


Coeso Foras superficiais de natureza electroqumica, associadas a conjuntos de partculas cristalinas de dimenso coloidal (de forma geral/ lenticular) com uma elevada superfcie especfica, resultantes das alteraes qumicas da rocha.

A coeso influenciada pela quantidade de gua no solo e pelos prprios minerais constituintes.

Atrito - Ligaes entre partculas que resultaram da desagregao fsica da rocha me. As ligaes entre as vrias partculas so efectuadas atravs do seu contacto fsico (atrito interno).

Classificao dos solos(com base no seu comportamento fsico-mecnico)



Solos atrticos ou incoerentes (a) solos grosseiros, formados maioritariamente por partculas arenoso-cascalhentas.

Solos coesivos ou coerentes (b) solos finos, formados maioritariamente por partculas de pequena dimenso, do tipo silto-argiloso.

Classificao dos solos (2)(com base no seu comportamento fsico-mecnico)


As partculas dos solos finos apresentam faces carregadas negativa-mente, devido dissociao dos tomos de H.

Em presena da H2O, as partculas do solo atraem os caties existentes no lquido, formando-se a chamada dupla camada.A gua que circunda as partculas gua adsorvida

A alterao da quantidade de gua existente num solo fino modificar o estado existente na dupla camada:

quer por quebra das fracas ligaes entre partculas; quer por alterao da sua espessura e consequente alterao das

foras inter-moleculares das partculas.

Plasticidade dos solos finos

O estado fsico de um solo fino em funo do seu teor em gua designado por consistncia.

Plasticidade dos solos finos

O mesmo solo fino poder ter diferentes consistncias: lquida, plstica, semi-slida e slida.

Plasticidade de um solo aptido que esse solo tem para se deformar, mantendo constante o seu volume, e depende fundamental/ dos minerais argilosos existentes no solo.

Limite de plasticidade teor em gua a partir do qual o solo se comporta como um material plstico.

Limite de liquidez teor em gua a partir do qual o solo se comporta como um lquido.


Equao emprica que apresenta a forma como um solo saturado absorve as foras que lhe so transmitidas.

Considerando a aplicao de uma carga P no solo e analisando o que se passa num plano xx, de rea A, que une pontos de contacto tem-se:

=+u - tenso normal total (=P/A)- tenso normal efectiva, representando a tenso transmitida

apenas entre as partculas slidas ao longo do plano (=N/A)u tenso intersticial (tenso da gua ao longo dos vazios)

Princpio da tenso efectiva


Os solos so materiais permeveis, pois possvel a gua circular entre os espaos vazios que existem no seu interior.

A percolao nos solos d-se devido existncia de gradientes hidrulicos, com deslocao dos locais de carga superior para os de inferior.

A tenso intersticial medida em relao presso atmosfrica, designando-se o nvel da toalha fretica em que ocorre essa presso por nvel fretico (NF).Considera-se para efeitos prticos que, abaixo do NF, o solo se encontra completamente saturado e, acima do NF, completamente seco.

O coeficiente de permeabilidade de um solo (k) definido como a relao entre a velocidade de escoamento (v) no interior do solo e o gradiente hidrulico que provoca esse escoamento (i).

k=v/i=q/Ai

Em que:

q volume de gua por unidade de tempoA seco transversal do solo que atravessada pela gua

PERCOLAO

Parmetros utilizados no estudo dos solos(Grandezas bsicas dos solos)


V = volume total do soloVs = volume das partculas slidasVv = volume de vaziosVw = volume de guaVa = volume de ar

VsSolo

VVwgua

VaArVv

As grandezas necessrias para descrever o estado fsico do solo interrelacionam-se.

O solo caracterizado por um peso e um volume:

V = Va + Vw + Vs = Vv + Vs

P = Pw + Ps , considerando (Pa ~ 0)

Grandezas bsicas dos solos (2)

ndice de vazios (-)

Porosidade (%) * 100

Grau de saturao (%) * 100

Vw e Pw esto relacionados atravs do peso volmico da gua:

Quando o solo est saturado: Vv = Vw

P



Teor em gua (%) * 100PwPs

Peso volmico do soloou Peso volmico aparenteou Peso volmico total (kN/m3)

P

Peso volmico seco (kN/m3)Ps



Peso volmico das partculas slidas (kN/m3)~26 kN/m3

Ps

Peso volmico submerso (kN/m3)

Densidade das partculas slidas (-)



Massa especfica dos solos - Densidade dos slidos (g/cm3):

s = Ms/Vs

Densidade aparente Baridade (g/cm3):

b = Ms/V

Densidade total (g/cm3):

t = Mt/V

Humidade gravimtrica (%):

W = Mw/Ms*100

Humidade volmica (%):

= Vw/Vt*100


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