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Capítulo 9
O comportamento de solos não saturados
submetidos à infiltração
Gilson de Farias Neves Gitirana Junior
José Camapum da Carvalho
Silvio Romero de Melo Ferreira
Márcia Maria dos Anjos Mascarenha
1 Introdução
Os solos submetidos a processos de infiltração estão, na maioria das situações, na condição
não saturada. Tal condição é resultado de um conjunto de fatores, dentre os quais se
destacam: a) a proximidade com a superfície do terreno, submetido à evaporação; b) os gradientes
de carga hidráulica que determinam o regime de fluxo, especialmente o gradiente
correspondente à carga altimétrica; c) a posição do lençol d’água, muitas vezes profundo.
Pode-se considerar que outro fator primordial para o estabelecimento de uma condição predominantemente
não saturada do solo é o balanço hídrico ao longo do ano. Regiões áridas e
semiáridas, assim como regiões com períodos chuvosos limitados a uma época específica do
ano, são submetidas a condições atmosféricas que promovem a não saturação do solo.
A infiltração de água no solo produz variações no estado do solo, ou seja, nas tensões
(totais líquidas e sucção matricial) e nos índices físicos, como a umidade e o grau de saturação.
Tais variações são naturalmente experimentadas pelo solo ao longo do ano, devido às variações
sazonais da condição atmosférica. Entretanto, a interferência no regime de flutuação das condições
do solo, causada pelo homem ao implantar estruturas que facilitam a infiltração da água
no solo ou, em outro extremo, a sua desidratação excessiva, pode alterar a amplitude dessas variações.
As variações do estado do solo, que determinam o seu comportamento mecânico, podem
ter impactos importantes em estruturas vizinhas. Torna-se relevante, portanto, o entendimento
das consequências do processo de infiltração no comportamento do solo não saturado.
As flutuações de umidade e sucção matricial em trajetórias de molhagem provocam variações
na resistência ao cisalhamento do solo (geralmente diminuição) e podem causar variações
volumétricas. Tais variações volumétricas podem ser tanto de redução (colapso estrutural ou
deformação oriunda da redução da sucção) quanto de aumento de volume (expansão estrutural
ou mineralógica). De forma geral, os principais problemas de deslocamento ou deformação
advindos da infiltração de água no solo podem ser divididos em duas classes: a) problemas associados
com solos colapsíveis e b) problemas associados com solos expansivos. Considerando
esse contexto, será apresentada, neste capítulo, uma visão geral do comportamento mecânico
de solos não saturados quando submetidos à infiltração. Inicialmente, serão apresentados conceitos
gerais aplicáveis a todos os solos não saturados. Em seguida, serão abordados aspectos
específicos, referentes ao comportamento de solos expansivos e colapsíveis.