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O comportamento de solos não saturados submetidos à infiltração 173
5 Solos expansivos
Os solos podem ser mineralógica ou estruturalmente expansivos, ou ambos. São características
dos solos potencialmente expansivos:
a) são solos geralmente não saturados;
b) são solos argilosos ou argilo-siltosos;
c) nos solos mineralogicamente expansivos, há a presença de argilo-minerais expansivos;
d) podem ser solos derivados de certas rochas ígneas, como basaltos, diabásios e gabros,
e de certas rochas sedimentares, como folhelhos e calcários;
e) apresentam expansão em presença de água, o que pode gerar a obstrução de canais
de fluxo, dificultando a passagem de água;
f) quando o fenômeno está ligado a variações de umidade, são regidos pela sazonalidade,
expandindo sob aumento de umidade (redução da sucção) e contraindo com a
elevação da sucção;
O fenômeno da expansibilidade é mais intenso nas camadas mais rasas do solo, devido
aos níveis de tensão mais baixos. No entanto, devido ao processo de intemperismo, os solos
residuais expansivos podem se encontrar recobertos por camadas de solo não expansivos
como os solos lateríticos. No Brasil, os solos expansivos aflorantes ocorrem principalmente
no semiárido da região nordeste. Sob camadas intemperizadas, os solos expansivos se fazem
presentes no território nacional como um todo e dependem da rocha de origem e do processo
de intemperismo pelo qual passou.
Os solos mineralogicamente expansivos, embora possam expandir por alívio das tensões
externas, geralmente aumentam de volume com a elevação do teor de umidade. São solos que
comumente possuem elevados valores de limite de liquidez e de índice de plasticidade. Já o
solos estruturalmente expansivos têm a expansão atrelada ao alívio da energia neles atuantes,
podendo esta se dar no campo das tensões externas, alívio de carga, ou no campo da energia
interna, como, por exemplo, pela queda na sucção em um processo de infiltração de águas
pluviais.
Aqui a fase água deve se dividir em duas: a) intercamadas do mineral e b) interpartículas.
No caso dos solos mineralogicamente expansivos, as duas fases podem variar. Já no caso
dos solos estruturalmente expansivos, apenas a segunda varia, uma vez que a estrutura do
mineral é essencialmente estável frente às variações de umidade. Esse aspecto do comportamento
é importante, por exemplo, para a permeabilidade, pois são medidos os vazios totais
(intercamadas dos minerais e interpartículas), e as variações dos vazios interpartículas são
menores. No comportamento mecânico, esse entendimento é igualmente relevante, pois nele
também são importantes os vazios interpartículas e as tensões atuantes entre elas.
No fenômeno da expansibilidade, os argilominerais expansivos atraem a água para o
espaço entre as camadas, aumentando a distância interplanar basal. Nesse caso, o aumento do
volume está atrelado ao aumento de volume do próprio mineral. Esse volume não intervém
no fluxo, exceto o oriundo da própria absorção estrutural do mineral. Nesse processo de expansão,
a variação de volume total não corresponde à variação de volume dos canais de fluxo.
Esses podem diminuir ou aumentar segundo o tipo de solo, mas serão sempre menores que
a expansão registrada para o solo como um todo. Portanto, em consequência das variações