1) Descreva, de maneira sucinta, os processos de formação rocha-solo. Comente a possibilidade de em um perfil qualquer de solo encontrarmos uma camada de solo residual sobrejacente a uma camada de solo sedimentar. No interior da Terra, os elementos químicos se encontram em estado líquido formando o magma. A camada sólida da Terra, pode deixar escapar o magma, se resfriamento for brusco, tem-se uma rochas menos resistente, se for lento, rochas mais resistentes. Uma vez exposta, a rocha sofre a ação das intempéries e forma os solos residuais, os quais podem ser transportados e depositados sobre outro solo ou rocha, vindo a se tornar um solo sedimentar. A contínua deposição, faz aumentar a pressão e a temperatura nas camadas mais profundas, que terminam por ligarem seus grãos e formar as rochas sedimentares, este processo chama−se chama− se litificação. As rochas sedimentares podem aflorar à superfície e reiniciar o processo de formação de solo, ou as deposições podem continuar e levar a rocha sedimentar a mudar suas características, passando a se chamar rocha metamórfica. Naturalmente, a rocha metamórfica está sujeita a ser exposta, exposta, decomposta decomposta e formar formar solo. Todos esses processos ocorrem numa escala de tempo geológica, de milhares ou milhões de anos. 2)Distinga intemperismo físico de intemperismo químico citando as principais características dos solos formados pela predominância de um ou outro tipo de intemperismo. Intemperismo físico é o processo de decomposição da rocha sem a alteração química dos seus componentes. Os principais agentes do intemperismo físico são: variações de temperatura, repuxo coloidal, ciclos de gelo/degelo e alívio de pressões. Intemperismo químico é o processo de decomposição da rocha com a alteração química dos seus componentes. Praticamente todo processo de intemperismo químico depende da presença da água. Entre os processos de intemperismo químico destacam−se destacam−se:: hidrólise, hidratação e carbonatação. O intemperismo químico possui um poder de desagregação da rocha muito maior do que o físico. Deste modo, solos gerados por intemperismo químico tendem a ser mais profundos e mais finos do que aqueles solos formados pelo intemperismo físico. Além disto, os solos originados a partir do intemperismo físico apresentarão uma composição química semelhante à da rocha mãe, ao contrário daqueles formados por ação do intemperismo químico. 3)Fale sobre a influência do agente de transporte na formação de solos sedimentares (se possível desenhar curvas granulométricas típicas para diferentes agentes de transporte). Descreva um perfil de solo residual, citando as características predominantes de cada horizonte de intemperismo. Cada agente de transporte seleciona os grãos que transporta com maior ou menor facilidade, durante o transporte, as partículas de solo se desgastam e/ou quebram. Resulta daí um tipo diferente de solo para cada tipo de transporte. Solos eólicos (vento), solos aluvionares (água), solos marinhos (oceanos e mares), solos fluviais (água dos rios), solos pluviais (água de chuvas), solos glaciais (geleiras) e solos coluvionares (gravidade).
4) Fale sobre as principais diferenças entre as partículas de textura grossa e fina e como cada um destes grupos influi nas características dos solos (estrutura, sensibilidade, atividade, etc). Entende−se por textura o tamanho relativo e a distribuição das partículas sólidas que formam os solos. Pela sua textura os solos podem ser classificados em solos grossos e solos finos. Esta divisão é fundamental no entendimento do comportamento dos solos, pois a depender do tamanho predominante das suas partículas, as forças de campo influenciando em seu comportamento serão gravitacionais (solos grossos) ou elétricas (solos finos). A superfície das partículas dos argilo−minerais possui uma carga elétrica negativa, cuja intensidade depende das características do argilo−mineral considerado, as atividades decorrem dessa carga. Solos finos possuem uma estrutura mais elaborada que o solo grosso e possuem sensibilidade menor. 5) Descreva, de maneira sucinta, os arranjos estruturais típicos de solos grossos e finos, enfatizando o porquê da complexidade e variação estrutural dos solos finos. A estrutura de um solo possui papel fundamental no comportamento, seja em termos de resistência ao cisalhamento, compressibilidade ou permeabilidade. Os solos finos possuem o comportamento governado por forças elétricas, enquanto os solos grossos têm na gravidade o seu principal fator de influência, a estrutura destes solos difere, de solo para solo, somente no que se refere ao seu grau de compacidade. No caso dos solos finos, devido a presença das forças de superfície, arranjos estruturais bem mais elaborados são possíveis. 6) O que voce sabe sobre os seguintes termos: Superficie especifica Denomina−se de superfície específica de um solo a soma da área de todas as partículas contidas em uma unidade de volume ou peso. Quanto maior o tamanho do mineral menor a superfície específica do mesmo. Estrutura indeformada e amolgada Estrutura indeformada é a estrutura original e a amolgada a que teve sua estrutura destruída, provocando a perda de sua resistência. Tixotropia É o fenômeno da recuperação da resistência coesiva do solo, perdida pelo efeito do amolgamento, quando este é colocado em repouso. Sensibilidade É a perda de resistência do solo devido a destruição de sua estrutura original. Atividade A superfície das partículas dos argilo−minerais possui uma carga elétrica negativa, cuja intensidade depende principalmente das características do argilo−miner al considerado.
As atividades físicas e químicas decorrentes desta carga superficial constituem a chamada "atividade da superfície do argilo−mineral".
7) O que você entende por laterização? O processo de laterização é típico de regiões onde há uma nítida separação entre períodos chuvosos e secos e é caracterizado pela lavagem da sílica coloidal dos horizontes superiores do solo, com posterior deposição desta em horizontes mais profundos, resultando em solos superficiais com altas concentrações de óxidos de ferro e alumínio. 8) Diga o que você sabe sobre os termos apresentados abaixo e descreva como estes termos estão relacionados. Superficie especifica: Denomina−se de superfície específica de um solo a soma da área de todas as partículas contidas em uma unidade de volume ou peso. Quanto maior o tamanho do mineral menor a superfície específica do mesmo. Estrutura do argilo mineral: A depender do modo como estas unidades estruturais estão unidas entre si, podemos dividir os argilo−minerais em três grandes grupos. GRUPO DA CAULINITA : A caulinita é formada por uma lâmina silícica e outra de alumínio, que se superpõem indefinidamente. Assim, as argilas cauliníticas são as mais estáveis em presença d’água, apresentando baixa atividade e baixo potencial de expansão. MONTMORILONITA: É formada por uma unidade de alumínio entre duas silícicas, superpondo−se indefinidamente. Neste caso a união entre as camadas permi te a penetração de moléculas de água na estrutura com relativa facilidade. Os solos com grandes quantidades de montmorilonita tendem a ser instáveis em presença de água. Apresentam em geral grande resistência quando secos, perdendo quase que totalmente a sua capacidade de suporte por saturação. ILITA: Possui um arranjo estrutural semelhante ao da montmorilonita, porém os íons não permutáveis fazem com que a união entre as camadas seja mais estável e não muito afetada pela água. É também menos expansiva que a montmorilonita. - plasticidade Caracterizada pela capacidade do solo se deformar sem apresentar ruptura ou trincas e sem variação de volume. Quanto menor o argilo−mineral (ou quanto maior sua superfície específica), maior a plasticidade do solo. - atividade A superfície das partículas dos argilo −minerais possui uma carga elétrica negativa, cuja intensidade depende principalmente das características do argilo−mineral considerado. As atividades físicas e químicas decorrentes desta carga superficial constituem a chamada "atividade da superfície do argilo−mineral". Dos três grupos de argilo−minerais apresentados aqui, a montmorilonita é a mais ativa, enquanto que a caulinita é a menos ativa. 9) Fale sobre os processos de identificacao tactil - visual e como estes podem ser uteis para a engenharia geotecnica. Muitas vezes em campo temos a necessidade de uma identificação prévia do solo, sem que o uso do aparato de laboratório esteja disponível. Esta classificação primária é importante na definição de ensaios de laboratório mais elaborados e pode ser obtida a partir de alguns testes feitos rapidamente em uma amostra de solo. 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. Solos finos se impregnam e não saem da mão com facilidade. 10) Cite os estados de consistencia que o solo pode apresentar, descrevendo-os e indicando os limites de consistencia que os separam. A depender da quantidade de água presente no solo, teremos os seguintes estados de consistência: Estado Sólido − Dizemos que um solo está em um estado de consistência sólido quando o seu volume “não varia” por variações em sua umidade. Estado Semi − Sólido − O solo apresenta fraturas e se rompe ao ser trabalhado. O limite de contração, wS, separa os estados de consistência sólido e semi−sólido. Estado Plástico − Dizemos que um solo está em um estado plástico quando podemos moldá−lo sem que o mesmo apresente fissuras ou variações volumétri cas. O limite de plasticidade, wP, separa os estados de consistência semi−sólido e plástico. Estado Fluido − Denso (Líquido) − Quando o solo possui propriedades e aparência de uma suspensão, não apresentando resistência ao cisalhamento. O limite de liquidez, wL, separa os estados plástico e fluido. 11) Descreva, de maneira resumida, os processos de obtenção dos limites de plasticidade e liquidez e o que cada limite significa. Limite de liquidez é o valor de umidade para o qual o solo passa do estado plástico para o estado fluido. Determinação do limite de liquidez (wL). A determinação do limite de liquidez do solo é realizada seguindo−se o seguinte procedimento: 1) coloca−se na concha do aparelho de Casa Grande uma pasta de solo (passando #40) com umidade próxima de seu limite de plasticidade. 2) faz−se um sulco na pasta com um cinzel padronizado. 3) Aplicam−se golpes à massa de solo, girando−se uma manivela. 4) Conta−se o número de golpes necessário para que a ranhura de solo se feche. 5) Repete−se este processo ao menos 5 vezes. 6) lançam−se os pontos obtidos, em termos de umidade versus log N de golpes. 7) ajusta−se uma reta passando por esses pontos. O limite de liquidez corresponde à umidade para a qual foram necessários 25 golpes para fechar a ranhura de solo. Limite de plasticidade é o valor de umidade para o qual o solo passa do estado semi−sólido para o estado plástico. Determinação do limite de plasticidade (wP). A determinação do limite de plasticidade do solo é realizada seguindo−se o seguinte procedimento: 1) prepara−se uma pasta com o solo que passa na #40, fazendo−a rolar com a palma da mão sobre uma placa de vidro formando um pequeno cilindro. 2) quando o cilindro de solo atingir o diâmetro de 3mm e apresentar fissuras, mede−se a umidade do solo.
3) esta operação é repetida pelo menos 5 vezes, definido assim como limite de plasticidade o valor médio dos teores de umidade determinados.
12) Qual a importancia da curva granulometrica e dos limites de Atterberg na identificação de solos grossos e finos? Solos nos quais a fração fina não existe em quantidade suficiente para afetar o seu comportamento são classificados de acordo com a sua curva granulométrica, enquanto que os solos nos quais o comportamento de engenharia é controlado pelas suas frações finas (silte e argila), são classificados de acordo com as suas características de plasticidade. 13) E possivel se falar de amolgamento de uma areia? Porque? Não, pois a areia é formada a partir de processos físicos que não alteram sua estrutura. 14) Cite os principais indices utilizados no estudo da forma da curva granulometrica, indicando a sua funcao na caracterizacao dos solos. Podemos separar os solos grossos dos solos finos, apontando a percentagem equivalente de cada fração granulométrica que constitui o solo. Pode fornecer informações sobre a origem geológica do solo que está sendo investigado. De acordo com a curva granulométrica obtida, o solo pode ser classificado como bem graduado, caso ele possua uma distribuição contínua de diâmetros equivalentes em uma ampla faixa de tamanho de partículas. Os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma determinada curva granulométrica são obtidos a partir de alguns diâmetros equivalente característicos do solo na curva granulométrica. 15) O que voce entende por indice de plasticidade e indice de consistencia?. Cite uma maneira de como o indice de consistencia pode ser utilizado na previsao do comportamento do solo em campo. O índice de plasticidade (IP) corresponde a faixa de valores de umidade do solo na qual ele se comporta de maneira plástica. O IP é uma maneira de avaliarmos a plasticidade do solo. Seria a quantidade de água necessária a acrescentar a um solo para que este passasse do estado plástico ao líquido. Índice de consistência é uma forma de medirmos a consistência do solo no estado em que se encontra em campo.Um meio de se situar a umidade do solo entre os limites de liquidez e plasticidade, com o objetivo de utilização prática. 16) Fale sobre as diferentes formas de como a agua pode se apresentar no solo, dando enfase a agua capilar e adsorvida. Água Livre: Preenche os vazios dos solos. Pode estar em equilíbrio hidrostático ou fluir sob a ação da gravidade ou de outros gradientes de energia. Água Capilar: É a água que se encontra presa às partículas do solo por meio de forças capilares. Esta se eleva pelos interstícios capilares formados pelas partículas sólidas, devido a ação das tensões superficiais oriundas a partir da superfície livre da água. Água Adsorvida É uma película de água que adere às partículas dos solos finos devido a ação de forças elétricas desbalanceadas na superfície dos argilo−minerais. Está submetida a grandes pressões, comportando−se como sólido na vizinhança da partícula de solo. Água de Constituição é a água presente na própria composição química das partículas sólidas. Não é retirada utilizando−se os processos de secagem tradicionais. Água
Higroscópica é agua que o solo possui quando em equilíbrio com a umidade atmosférica e a temperatura ambiente.
17) Fale o que voce sabe sobre os tipos estruturais dos argilo-minerais e como estes podem influenciar no comportamento dos solos. A depender do modo como estas unidades estruturais estão unidas entre si, podemos dividir os argilo−minerais em três grandes grupos. GRUPO DA CAULINITA : A caulinita é formada por uma lâmina silícica e outra de alumínio, que se superpõem indefinidamente. Assim, as argilas cauliníticas são as mais estáveis em presença d’água, apresentando baixa atividade e baixo potencial de expansão. MONTMORILONITA: É formada por uma unidade de alumínio entre duas silícicas, superpondo−se indefinidamente. Neste caso a união entre as camadas permite a penetração de moléculas de água na estrutura com relativa facilidade. Os solos com grandes quantidades de montmorilonita tendem a ser instáveis em presença de água. Apresentam em geral grande resistência quando secos, perdendo quase que totalmente a sua capacidade de suporte por saturação. ILITA: Possui um arranjo estrutural semelhante ao da montmorilonita, porém os íons não permutáveis fazem com que a união entre as camadas seja mais estável e não muito afetada pela água. É também menos expansiva que a montmorilonita. 18) Explique porque as classificacoes da USCS e AASHTO podem nao ser aplicaveis, em alguns casos, para solos tropicais. Estes dois sistemas de classificação foram desenvolvidos para classificar solos de países de clima temperado, não apresentando resultados satisfatórios quando utilizados na classificação de solos tropicais, cuja gênese é bastante diferenciada daquela dos solos para os quais estas classificações foram elaboradas. Por conta disto, foi elaborada uma classificação especialmente destinada a classificação de solos tropicais. Esta classificação, brasileira, denominada de Classificação MCT, começou a se desenvolver na década de 70. 19) Quais os principais agentes ou processos que predominam no intemperismo fisico e quimico? Qual o tipo de intemperismo predominante no interior do Nordeste? E nas regiões Sul e Sudeste do pais? Explique porque. Os principais agentes do intemperismo físico são: variações de temperatura, repuxo coloidal, ciclos de gelo/degelo e alívio de pressões. Entre os processos de intemperismo químico destacam−se: hidrólise, hidratação e carbonatação. No Nordeste o intemperismo predominante é o físico, as dunas são exemplos comuns de solos eólicos nordeste do Brasil. A formação de uma duna se dá inicialmente pela existência de um obstáculo ao caminho natural do vento, o que diminui a sua velocidade e resulta na deposição de partículas de solo Nas regiões Sul e Sudeste o intemperismo predominante é o químico, formando solos lateríticos onde ocorre com as chuvas, a lavagem da sílica coloidal dos horizontes superiores do solo, com posterior deposição desta em horizontes mais profundos, resultando em solos superficiais com altas concentrações de óxidos de ferro e alumínio. 20) Quais os processos utilizados na obtencao da curva granulometrica de solos em laboratorio? Explique o procedimento e/ou a teoria envolvida em cada processo.
O ensaio de granulometria conjunta para o levantamento da curva granulométrica do solo é realizado com base em dois procedimentos distintos: a) peneiramento (diâmetros > 0,075mm e b) Sedimentação (diâmetros < 0,2mm) O ensaio de peneiramento não é realizado para partículas com diâmetros inferiores a 0,074mm pela dificuldade em se confeccionar peneiras com aberturas de malha desta ordem de grandeza. Peneiramento: utilizado para a fração grossa do solo, realiza−se pela passagem do solo por peneiras padronizadas e pesagem das quantidades retidas em cada uma delas. Sedimentação: os solos muito finos, com granulometria inferior a 0,074mm, são tratados de forma diferenciada, através do ensaio de sedimentação. É realizado medindo−se a densidade de uma suspensão de solo em água, no decorrer do tempo, calcula−se a percentagem de partículas que ainda não sedimentaram e a velocidade de queda destas partículas. Com o uso da lei de Stokes, pode−se inferir o diâmetro máximo das partículas ainda em suspensão, de modo que com estes dados, a curva granulométrica é completada. A representação gráfica do resultado de um ensaio de granulometria é dada pela curva granulométrica do solo. A partir da curva granulométrica, podemos separar facilmente os solos grossos dos solos finos, apontando a percentagem equivalente de cada fração granulométrica que constitui o solo.
21) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: - 100% do material passando na peneira 4. - 25% retido na peneira 200 - O material que passa na peneira 200 exibe: - Media a baixa plasticidade - Não apresenta dilatância - Resistencia dos torrões secos media a alta SUCS: 100 passa na peneira nº 40 > 50% : Areia 25 % retido na peneira 200, passante: 75 % > 12% Possíveis solos: SM, SC ou SM-SC Não apresenta dilatância: argila Resistência dos torrões: solo argiloso Logo, o solo pode ser classificado como areia argilosa AASHTO 75% passa na peneira 200 > 35% : A-4, A-5,A-6 ou A-7 Solo argiloso pois apresenta resistência a torrões: A-6 ou A-7 O solo pode ser classificado como A-6 ou A-7
22) Para o solo cujas caracteristicas sao dadas abaixo, indicar as provaveis classificacoes pela USCS e AASHTO: - 65% do material retido na peneira 4 - 32% do material retido entre a peneira 4 e a peneira 200 - Cu = 3 e Cc = 1. SUCS: 65 % retido na peneira 4 > 50% : Pedregulho 32 % retido entre a 4 e a 200:
Retido acumulado : 98%, logo < 5% de grãos finos: Pedregulho puro Cu = 3 < 4 e Cc = 1: GP 32% retido entre a peneira 4 e a 200 > 15% : Pedregulho mal graduado com areia AASHTO 65% retido na peneira 4 > 50%: A-1-a Classificado como A-1-b(0)
23) Para o solo cujas caracteristicas sao dadas abaixo, indicar as provaveis classificacoes pela USCS e AASHTO: - 100% passando na peneira 4 - 90% passando na peneira 200 - Resistencia dos torroes secos ao ar baixa a media - Dilatancia moderadamente rapida - WL = 23 e WP = 17 SUCS 90% passa na peneira 200 > 50%: Solos finos Resistência dos torrões baixa a média : argila e silte LL = 23 < 50 IP dentro da linha hachurada: CL-ML Argila siltosa AASHTO 90% passa na peneira 200 > 35%: Solos A-4,A-5,A-6 ou A-7 Resistência dos torrões baixa a média: siltes Dilatância moderadamente rápida: areia ou silte LL= 23 e LP = 17 , IP = 23-17= 6 LL = 23 % < 40% : A-4 ou A-6 IP = 6% < 10% : A-4 IG=(90-35)[0,2 + 0,005(23-40)]+0,01(90-15)(6-10) = 7,39 ~ 7 A-4(7)
24) Para o solo cujas caracteristicas sao dadas abaixo, indicar as provaveis classificacoes pela USCS e AASHTO: - 5% retido na peneira 4. - 70% passando na peneira 4 e retido na peneira 200. - Finos exibindo baixa plasticidade e alta dilatancia SUCS: 70% retido na peneira 200 < 50% : Solo grosso Alta dilatância e baixa plasticidade: areia 70% passa na peneira 4 > 50% : Areia 30% de finos > 12% : SM ou SC Areia siltosa AASHTO 30% passa na peneira 200 < =30% : A-1-a IG = 0 A-1-a(0)
25) Dois solos, possuindo cada um 15% das particulas com diametro menor do que 0,002 mm, apesar de exibirem curvas granulometricas identicas, quando da realizacao de ensaios para a definicao dos limites de plasticidade de Atterberg apresentaram os resultados apresentados abaixo. O que se pode falar a respeito dos argilo-minerais que compoem cada um dos diferentes solos? Solo 1: WL = 30 e WP =20 Solo 2: WL = 80 e WP = 50 IP1=10 IP2=30 O tipo de argilo−mineral influi na capacidade do solo de se comportar de maneira plástica. Quanto menor o argilo−mineral (ou quanto maior sua superfície específica), maior a plasticidade do solo. Assim, a plasticidade do segundo solo é maior, indicando que o argilomineral que o constitui é menor. 26) Um determinado laboratorio de geotecnia ao realizar ensaios em duas amostras de solo chegou aos seguintes resultados: O solo 1 apresentou cerca de 20% de suas particulas com diametro inferior a 0,002 mm. Sabe-se ainda que a maior parte da fracao argila do solo 1 era composta de caulinita. O solo 2 apresentou cerca de 15% de suas particulas com diâmetro inferior a 0.002 mm. Sabe-se ainda que o argilomineral predominante na fracao argila deste solo era do mesmo grupo da montmorilonita. Baseando-se apenas nestas informacoes, qual solo devera apresentar maior indice de plasticidade? Explique porque. Solo 1 : 20% < 0,002 mm Maior parte: caulinita Solo 2: 15% < 0,002 mm Maior parte: montmorilonita A montmorilonita, possui uma superfície específica de aproximadamente 800 m2/g, enquanto que a caulinita possui superfície específica de 10 m2/g, respectivamente. A superfície específica é uma importante propriedade dos argilo−mi nerais, na medida em que quanto maior a superfície específica, maior vai ser o predomínio das forças elétricas na influência sobre as propriedades do solo, e quanto maior sua superfície específica, maior a plasticidade do solo. Logo o solo 2 é mais plástico que o solo 1.
27) Sua empresa foi contratada para a realizacao de ensaios de caracterizacao (identificação tactil - visual, granulometria e limites de consistencia) de solos de uma determinada regiao, que serao utilizados como jazidas para a construcao de uma barragem homogenea de terra. Para que estes sejam realizados no menor tempo possivel, o consorcio de empresas que irão construir a obra resolveu que os ensaios de caracterizacao serao realizados no proprio local de construcao. Faca uma lista dos principais equipamentos que deverao ser enviados a campo para a realizacao dos ensaios. Identificação tátil e visual: Proveta Granulometria: jogo de peneiras, balança, estufa, destorroador, quarteador, bandejas, proveta, termômetro, densímetro, cronômetro, dispersor, defloculante, etc. Limites de consistência: Liquidez: Aparelho de Casa Grande,cinzel padronizado.
Plasticidade: placa de vidro esmerilhado; Consistência: cápsula metálica, cápsula de vidro.
28) Comente a textura de solos coluvionares, aluvionares (pluviais e fluviais) e eolicos e que problemas estes solos podem apresentar as obras assentes sobre eles. Eólicos: A ação do transporte do vento se restringe ao caso das areias finas ou silte. Por conta destas características, os solos eólicos possuem grãos de aproximadamente mesmo diâmetro, apresentando uma curva granulométrica denominada de uniforme. A despeito de uma capacidade de formar paredões de altura fora do comum e inicialmente suportar grandes esforços mecânicos, podem se romper completa e abruptamente devido ao umedecimento. Aluvionares: capacidade de transporte maior que o ar, transportando grãos de tamanhos diversos, os solos aluvionares fluviais são, via de regra, mais grossos que os eólicos, pois as partículas mais finas mantêm−se sempre em suspensão. O solo que as águas das chuvas levam ao escoar de pontos mais elevados no relevo aos vales. Coluvionares: São solos formados pela ação da gravidade. São os solos transportados os mais heterogêneos granulometricamente, pois a gravidade transporta desde grandes blocos de rocha até as partículas mais finas de argila. Não são indicados para assentamento de obras, pois possuem massas de materiais muito diversos e sujeitos a movimentações de rastejo. 29) Explique porque somente é possivel se construir "castelos de areia" na praia utilizando se areia umida, nao sendo possivel construi-los com areia totalmente seca ou saturada. Para fazer um bom castelo de areia, você não deve utilizar areia seca. Se você acrescentar um pouco de água, os grãos vão se compactar um ao outro, e o seu castelo manterá a sua forma. Adição de água reduz o atrito de deslizamento de qualquer objeto em movimento sobre a areia . Com a quantidade certa de umidade, as gotas de água se ligam aos grãos de areia fazendo com que os mesmos fiquem juntos. A areia saturada torna-se fluída, distanciando as partículas entre si. 30) Explique porque o quartzo forma a fracao mineralogica predominante nos solos grossos. O quartzo, presente na maioria das rochas, é bastante estável, e em geral resiste bem ao processo de transformação rocha−solo. Sua composição química é simples, SiO2, as partículas são eqüidimensionais, como cubos ou esferas e ele apresenta baixa atividade superficial (devido ao tamanho de seus grãos). Por conta disto, o quartzo é o componente principal na maioria dos solos grossos (areias e pedregulhos) 31) Descreva um perfil tipico de solo residual, citando as principais características de cada horizonte. Como deve variar a resistência a compressão simples de um solo residual ao longo de seu perfil de intemperismo? A rocha sã passa paulatinamente à rocha fraturada, depois ao saprolito, ao solo residual jovem e ao solo residual maduro. A rocha alterada caracteriza−se por uma matriz de rocha possuindo intrusões de solo, locais onde o intemperismo atuou de forma mais eficiente. O solo saprolítico ainda guarda características da rocha mãe e tem basicamente os mesmos minerais, porém a sua resistência já se encontra bastante reduzida. Este pode ser caracterizado como uma matriz de solo envolvendo grandes pedaços de rocha altamente alterada, denominados de matacões.
O solo residual jovem apresenta boa quantidade de material que pode ser classificado como pedregulho (# > 4,8 mm). Geralmente são bastante irregulares quanto a resistência mecânica, coloração, permeabilidade e compressibilidade, já que o processo de transformação não se dá em igual intensidade em todos os pontos, os solos maduros, mais próximos à superfície, são mais homogêneos e não apresentam semelhanças com a rocha original. De uma forma geral, há um aumento da resistência ao cisalhamento do, da textura (granulometria) e da heterogeneidade do solo com a profundidade.
32) A carta de plasticidade pode ser utilizada de modo a se ter uma ideia sobre a atividade e o tipo predominante dos argilo-minerais presentes no solo? Explique. Sim, a carta de plasticidade dos solos foi desenvolvida por Casagrande de modo a agrupar os solos finos em diversos subgrupos, a depender de suas características de plasticidade, e esta é determinada pela composição do solo. 33) São listados a umidade natural e os limites de consistência de seis solos diferentes. Para cada solo (caso seja possível), determinar o seu indice de plasticidade, seu estado de consistência em campo e falar sobre a atividade dos seus argilo-minerais.
Solo 1: IP = 13 – 8 = 5 IC= Wl – w /(ip) = - 7,6 < 0 : Fluído Denso
SOLO 4: IP=17 IC=0,64 : 0
Solo 2: IP= 6 IC = 3,5 > 1 : Semi Sólido Ou Sólido
SOLO5: IC > 1 : Estado Sólido
SOLO 3 IP= 6 IC= 1,8 > 1 : Semi Sólido Ou Sólido
SOLO6: IC= 0,375: : 0
34) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: - 50% retido na peneira 4. - 85% retido na peneira 200. - Finos exibindo plasticidade media a alta. - Resistencia dos torrões secos media a alta. SUCS: 85% retido na peneira 200: > 50% Solo grosso 50% retido na peneira 4: 50% ou mais passante: Areia 15% de finos > 12% : SC ou SM 50% de pedregulho > 15% Areia siltosa com pedregulho
AASHTO: 80% retido na peneira 200 < 35% passante : Solos granulares 50% passante na peneira 4: máximo 50 % A-1-b
35) Fale sobre a influência do clima no tipo de intemperismo. Quais os principais agentes dos intemperismos físico e químico? Quais as características principais dos solos formados por um ou outro tipo de intemperismo? A água é um fator fundamental no desenvolvimento do intemperismo químico da rocha. Deste modo, regiões com altos índices de pluviosidade e altos valores de umidade relativa do ar tendem a apresentar uma predominância de intemperismo do tipo químico, o contrário ocorrendo em regiões de clima seco. Os principais agentes do intemperismo físico são: variações de temperatura, repuxo coloidal, ciclos de gelo/degelo e alívio de pressões. Entre os processos de intemperismo químico destacam−se: hidrólise, hidratação e carbonatação. O intemperismo químico possui um poder de desagregação da rocha muito maior do que o físico. Deste modo, solos gerados por intemperismo químico tendem a ser mais profundos e mais finos do que aqueles solos formados pelo intemperismo físico. Além disto, os solos originados a partir do intemperismo físico apresentarão uma composição química semelhante à da rocha mãe, ao contrário daqueles formados por ação do intemperismo químico. 36) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: - 20% retido na peneira 4. - 20% passando na peneira 200. - Finos exibindo plasticidade media a alta. - Alta resistencia dos torroes secos ao ar. SUCS 20% passante na peneira 200: Solo grosso 20% retido na peneira 4: 80% passante: Areia 20% passante na peneira 200 > 12% de finos: Alta resistência dos torrões e alta plasticidade: argila Solo SC com 20% de pedregulho > 15% : Areia argilosa com pedregulho AASHTO 20% passante na peneira 200 < 35 %: Materiais granulares 80% passante na peneira 4 > 51% : A3
37) Esboce curvas granulométricas típicas para um solo bem graduado e para uma areia siltosa uniforme. Para cada curva desenhada, determine o seu coeficiente de uniformidade e o seu diâmetro efetivo (d10).
38) Escreva uma pequena nota sobre "metodos de determinacao dos limites de Atterberg". A delimitação entre os diversos estados de consistência é feita de forma empírica. Esta delimitação foi inicialmente realizada por Atterberg, culminando com a padronização dos ensaios para a determinação dos limites de consistência por Arthur Casagrande. Conforme apresentado anteriormente, são os seguintes os limites que separam os diversos estados de consistência do solo: . Limite de Liquidez (wL) . Limite de Plasticidade (wP) . Limite de Contração (wS) 39) Uma amostra de solo seca em estufa com massa de 189g e colocada em um picnômetro o qual é então cheio com água. O peso total do picnômetro com agua e solo e de 1581gf. O picnômetro cheio somente com agua pesa 1462g. Determine o peso especifico das partículas solidas do solo (gs). 40) Em uma análise de sedimentação, 50 g de solo seco da fração fina foi misturada em água de modo a formar um litro de uma suspensão homogênea. Uma pipeta com capacidade para 10 cm3 foi utilizada para obter uma amostra da suspensão a uma profundidade de 10cm, decorridos 40min do início do processo de sedimentação. O peso de sólidos na pipeta foi de 0,20g. Determine as coordenadas do ponto correspondente na curva de distribuição granulométrica. Assuma gs = 27 kN/m3. 41) Uma argila apresenta uma resistência a compressão simples de 180 kN/m2 no estado indeformado e 18 kN/m2 após remoldagem conservando-se o mesmo valor de umidade saturada. Classifique o solo com respeito a sua sensibilidade e indique, de maneira sucinta, as prováveis características estruturais do mesmo. 42) Descreva um perfil típico de solo residual, citando as principais características de cada horizonte. Como deve variar a resistência a compressão simples de um solo residual ao longo de seu perfil de intemperismo? Com relação aos ensaios de laboratório, que horizontes de solo residual apresentam maiores problemas quanto a representatividade das amostras? Porque? (REPETIDA)
43) Diferencie os termos "estrutura do argilomineral" e "estrutura do solo" e diga como estes influem no comportamento do solo . Denomina−se estrutura dos solos a maneira pela qual as partículas minerais de diferentes tamanhos se arrumam para formá−lo o solo. A estrutura de um solo possui um papel
fundamental em seu comportamento, seja em termos de resistência ao cisalhamento, compressibilidade ou permeabilidade. O estudo da estrutura dos argilo−minerais pode ser facilitado "construindo−se" o argilo−mineral a partir de unidades estruturais básicas. As duas unidades estruturais básicas dos argilo−mi nerais são os tetraedros de silício e os octaédros de alumínio. 44) Voce dispoe de tres amostras de solo, classificadas pela AASHTO como A3, A7-5 e A7-5 novamente, sendo que este ultimo e de natureza lateritica. Desenhe curvas de compactacao comparativas para estes solos, uma comparando o solo A3 com o a7-5 (na lateritico) outra comparando os dois solos A7-5, mas de diferentes geneses geologicas (um de natureza lateritica e o outro nao).
45) Quais as principais diferenças entre os procedimentos para obtenção da curva granulométrica utilizados na caracterização de agregados para a construção civil e aqueles utilizados na caracterização dos solos? Na caracterização para construção civil, não se considera a parte de finos, pois não são empregados. Na caracterização de solos, estes materiais são classificados através de ensaio de sedimentação. 46) Para que serve o ensaio de sedimentação? Descreva os procedimentos de laboratório utilizados na realização do mesmo. Os solos muito finos, com granulometria inferior a 0,074mm, são tratados de forma diferenciada, através do ensaio de sedimentação desenvolvido por Arthur Casagrande. Este ensaio se baseia na Lei de Stokes, segundo a qual a velocidade de queda, V, de uma partícula esférica, em um meio viscoso infinito, é proporcional ao quadrado do diâmetro da partícula. Sendo assim, as menores partículas se sedimentam mais lentamente que as partículas maiores. O ensaio de sedimentação é realizado medindo−se a densidade de uma suspensão de solo em água, no decorrer do tempo, calcula−se a percentagem de partículas que ainda não sedimentaram e a velocidade de queda destas partículas. 47) Quais as principais diferenças entre os grupos A1 e A2 da AASHTO? Que grupos você escolheria na SUCS para obter comportamento de engenharia análogo? Os solos pertencentes ao grupo A1 são bem graduados, o grupo A2 apesar de granulares (35% ou menos passando na peneira 200), possuem uma quantia significativa de finos. O solo A1 pode ser comparado ao solo SW: Areia bem graduada O solo A2 pode ser comparado ao solo SP: Areia mal graduada 48) Fale, de maneira sucinta, como devem variar as propriedades de engenharia dos solos(permeabilidade, compressibilidade e resistência) quando passamos dos grupos A1 e A3 para os grupos A2, A4, A5, A6 e A7, nesta ordem, na classificação da AASHTO? Os solos pertencentes ao grupo A1 são bem graduados, ao passo que os solos pertencentes ao grupo A3 são areias mal graduadas, sem presença de finos. Os materiais pertencentes ao grupo A2 apesar de granulares (35% ou menos passando na peneira 200), possuem uma quantia significativa de finos. Os solos pertencentes aos grupos A4 ao A7 são solos finos, materiais silto−argilosos. A diferenciação entre os diversos grupos é realizada com base nos limites de Atterberg. 49)Descreva três procedimentos de identificação táctil visual e como estes são utilizados na classificação dos solos.
Tato: Esfrega−se uma porção do solo na mão. As a reias 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. 50)Para que servem as linhas A e U da carta de plasticidade de Casagrande? A carta de plasticidade de Casagrande pode ainda nos dar uma idéia acerca do tipo de argilo−mineral predominante na fração fina do solo. Solos possuindo argilo−minerais do tipo 1:1 (como a caulinita) tem seus pontos de representação na carta de plasticidade próximo à linha A (parte superior da linha A), enquanto que solos possuindo argilo−minerais de alta atividade (como a montmorilonita) tendem a ter seus pontos de representação na carta de plasticidade próximos à linha U (parte inferior da linha U). A linha U apresentada na carta de plasticidade representa o limite superior das coordenadas (w L;IP) encontrado para a grande maioria dos solos. 51) Diferencie solos colapsáveis de solos expansivos. Quais os principais problemas de engenharia relacionados com estes solos e que cuidados podemos tomar para evita-los? Colapsáveis são solos que sofrem significativa redução de volume quando umedecidos, com ou sem aplicação de carga adicional. E solos expansivos são solos coesivos que aumentam de volume quando umedecidos e se contraem quando ressecam. Solos quando secos apresentam bom comportamento e recebem as fundações, quando umedecidos, mudam de comportamento podendo ser colapsível ou expansivo, acarretando problema nas obras de fundação, por este motivo, devem ser realizados estudos prévios às obras para caracterização do solo. 52) Quais as principais características dos grupos A-2-6 e A-2-7 (AASHTO) e SC e GC (SUCS)? Em se tratando de solo lateritico, e estando estes solos próximos ao local de execução da obra, que procedimentos seria interessante adotar? São correspondes, os solos do grupo A-2-6 é correspondente ao tipo de solo SC, sendo classificado como areia siltosa, os solos do A-2-7 correspondem ao solo GC, classificado como pedregulho siltoso. 53) O que você entende por laterização? O que você acha do uso de classificações como a USCS e AASHTO para solos de comportamento tipicamente lateritico? O processo de laterização é típico de regiões onde há uma nítida separação entre períodos chuvosos e secos e é caracterizado pela lavagem da sílica coloidal dos horizontes superiores do solo, com posterior deposição desta em horizontes mais profundos, resultando em solos superficiais com altas concentrações de óxidos de ferro e alumínio. Estes dois sistemas de classificação foram desenvolvidos para classificar solos de países de clima temperado, não apresentando resultados satisfatórios quando utilizados na classificação de solos tropicais, cuja gênese é bastante diferenciada daquela dos solos para os quais estas classificações foram elaboradas. Por conta disto, foi elaborada uma classificação especialmente destinada a classificação de solos tropicais. Esta classificação, brasileira, denominada de Classificação MCT, começou a se desenvolver na década de 70.
54) Quais as principais características da camada de solo saprolítico do perfil de intemperismo e que problemas são geralmente associados com esta camada durante a fase de investigação do subsolo? O solo saprolítico ainda guarda características da rocha mãe e tem basicamente os mesmos minerais, porém a sua resistência já se encontra bastante reduzida. Este pode ser caracterizado como uma matriz de solo envolvendo grandes pedaços de rocha altamente alterada, denominados de matacões. 55) Explique o porquê de as forças elétricas perderem influencia no comportamento apresentado pelo solo a medida em que a sua textura aumenta. A medida que a textura aumenta, a superfície específica diminui, diminuindo assim a força elétrica atuante. 56) Qual a propriedade de engenharia está relacionada com o teste de dilatância, utilizado para a classificação táctil-visual dos solos. O que se espera do comportamento de dilatância de solos grossos e solos finos? O teste permite obter uma informação sobre a velocidade de movimentação da água dentro do solo. Deve−se observar o aparecimento de uma lâmina d’água na superfície do solo e o tempo para a ocorrência. Se o aparecimento é rápido, trata-se de uma areia, se for médio, um silte, e se não ocorrer mudança, trata-se de uma argila. 57) Em um laboratório de geotecnia existe uma vasta coleção de resultados de ensaios de permeabilidade, compressibilidade e resistência ao cisalhamento, obtidos para uma formação de grande interesse regional. Os valores médios obtidos para a textura e índices de consistência do solo foram de Pedregulho: 0%, Areia: 45%, Silte: 20%, Argila: 35%, WL: 70% e WP: 30%. O solo desta formação apresenta uma grande capacidade de impregnação. Como você classificaria este solo pela SUCS e AASHTO? Em se tratando de correlações empíricas, que índices você utilizaria para prever o comportamento de amostras de solo desta formação (DR e e, “índice de vazios” ou WL e WP)? Explique o porque. Pela SUCS: SC, pois trata-se de uma areia com alto índice de finos. A alta impregnação deve-se a argila presente no solo. AASHTO: Solo A-4. 58) Cite os ensaios utilizados para a classificação dos solos. Que grupo de ensaios é mais importante para o caso de solos grossos? E para o caso de solos finos? Granulometria, Sedimentação, Compactação, Identificação Tátil-Visual, Limites de consistência. Para os solos grossos, os ensaios mais importantes são do grupo da granulometria, e para os solos finos, os limites de consistência. 59) Conceitue Densidade Relativa, DR, Índice de consistência, Ic e índice de plasticidade, IP. Em que tipos de solos estes índices são utilizados e qual a sua função?
Índice de consistência: forma de medirmos a consistência do solo no estado em que se encontra em campo. O índice de plasticidade (IP) corresponde a faixa de valores de umidade do solo na qual ele se comporta de maneira plástica. São empregados em solos argilosos, pois seu estado depende da umidade.
60) Como se dá o procedimento experimental do ensaio de sedimentação? Como são obtidos a percentagem que passa e o diâmetro equivalente das partículas do solo? É realizado medindo−se a densidade de uma suspensão de solo em água, no decorrer do tempo, calcula−se a percentagem de partículas que ainda não sedimentaram e a velocidade de queda destas partículas. Com o uso da lei de Stokes, pode−se inferir o diâmetro máximo das partículas ainda em suspensão, de modo que com estes dados, a curva granulométrica é completada. 61) Em regiões onde ha predominância do intemperismo químico e a ocorrência de rochas com pouca presença de minerais resistentes ao intemperismo (ex: basalto), que tipos de ensaios de caracterização seriam mais adequados para se prever o comportamento do solo, granulometria ou limites de consistência? O tipo de ensaio mais adequado é o de limites de consistência, pois o solo gerado por intemperismo químico tem diâmetro inferior à 0,0075 mm, não obtendo resultados satisfatórios em ensaios de peneiramento, apenas em ensaios de sedimentação e de limites de consistência. 62) Uma amostra de solo saturada, com gs = 27 kN/m3, apresenta uma umidade de 30%. Após ter a sua umidade reduzida para 10%, esta sofre uma retração de 15%. Quais os seus valores finais de grau de saturação e índice de vazios? Qual o estado de consistência do solo? 63) O solo de um determinado local apresenta valores de WL: 75% e WP: 30% e um valor de umidade de campo, abaixo do nível mínimo do N.A. de w = 90%. Calcule o seu índice de consistência. O que se pode esperar da sensibilidade deste solo?
64) Para o solo cujas características são dadas abaixo, indicar as prováveis classificações pela USCS e AASHTO: - 30% retido na peneira 4. - 3% passando na peneira 200. - Solo de origem eólica SUCS 3% passa na peneira 200 > 50% retido : Solo grosso 30% retido na peneira 4 > 50% passante : Areia Solo de origem eólica: baixo índice de finos : Areia pura 30% de pedregulho > 15% : SW Areia bem graduada com pedregulho AASHTO 3% passa na peneira 200: > 15% > A-1-a(0)
65) Dois solos possuem uma mesma percentagem de partículas com diâmetro inferior a 2m: 15%. Sabe-se que no primeiro solo há uma predominância de argilominerais do tipo 1:1, enquanto que no segundo e predominante a presença de argilo minerais do tipo 2:1. O que se pode esperar destes solos em termos de plasticidade e atividade dos argilo-minerais? Os argilo-minerais do tipo 1:1 é a caulinita, apresenta baixa atividade e baixo potencial de expansão, e os do tipo 2:1 são a montmorilonita e a ilita. São instáveis em presença de água. Apresentam em geral grande resistência quando secos, perdendo quase que totalmente a sua capacidade de suporte por saturação. Sob variações de umidade apresentam grandes variações volumétricas, retraindo−se em processos de secagem e expandindo−se sob processos de umedecimento.
