Geotecnia_e_Mecanica_de_Rochas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
 
 
 
 
 
 
 
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GEOLOGIA DE MINAS E 
TÉCNICAS DE LAVRA À CÉU ABERTO II 
 
 
 
BLOCO I: FUNDAMENTOS 
 
 
 
 
DISCIPLINA: GEOTECNIA E MECÂNICAS DAS ROCHAS 
 
 
 
 
 
Junho/2019 
Apresentação da Disciplina 
Para o atendimento de suas necessidades (energia, transporte, alimentação, moradia, segurança 
física, comunicação, etc) o Homem é inexoravelmente levado a aproveitar uma série de recursos 
naturais (água, petróleo, minérios, energia hidráulica, solos, etc) e a ocupar o meio físico, que 
conseqüentemente modifica os espaços naturais das mais diversas formas (cidades, agricultura, 
indústrias, usinas elétricas, vias de transporte, portos, canais, disposição de rejeitos ou resíduos, etc), o 
que já o transformou no mais poderoso agente geológico atuante na superfície do Planeta Terra. Assim, 
para que esse comando da natureza por parte do Homem seja bem sucedido deve haver a incorporação 
(obediência) das leis que regem as características dos materiais e dos processos geológicos naturais 
afetados. 
As ações humanas dessa ordem devem ser inteligentes, eficientes e provedoras de qualidade de 
vida no planeta, para essa geração e para as futuras. Isto só será possível através da sustentabilidade, da 
obediência e entendimento das leis da Natureza nas atitudes comportamentais e nas soluções de 
engenharia apontadas. 
 A experiência mostra que os projetos de Engenharia são bem sucedidos, em relação aos 
condicionamentos geológicos, quando há uma adequada interação entre o geólogo e o engenheiro. Isto 
é, o geólogo define o quadro físico, o engenheiro concebe a obra e ambos ajustam a concepção e o 
projeto às condições do meio físico. 
A geologia aplicada à engenharia tem uma estreita associação com dois outros campos das 
ciências técnicas, quais sejam a mecânica dos solos e a mecânica das rochas, junto às quais comumente 
reunida sob a denominação Geotecnia e com as quais divide o acervo tecnológico básico, em nítido 
contexto de intercâmbio e colaboração mútua. 
A disciplina “Geotecnia e Mecânica das Rochas” tem com objetivo principal mostrar a 
interface dos conhecimentos que existem entre a geologia aplicada à engenharia, no caso específico 
desta disciplina, com ênfase nos empreendimentos de mineração e de transformação mineral, nas suas 
etapas de projeto, implantação, operação e desativação. 
Os tópicos 1, 2 e 3 apresentam uma abordagem simples e concisa dos principais fundamentos 
da geotecnia, da geologia de engenharia, da mecânica dos solos e das mecânica das rochas. 
O tópico 4 aborda as principais técnicas de investigação geológica- geotécnica para melhor 
caracterização do meio físico. 
O tópico 5 apresenta as principais aplicações da geotecnia para diferentes problemas do meio 
físico relacionados com as atividades mineiras. 
SUMÁRIO 
Parte 1 - Introdução 
1.1 Introdução à geotecnia 
1.2 A importância da geotecnia nas atividades mineiras 
 
Parte 2 – Mecânica dos Solos 
2.1 Caracterização dos solos 
2.2 Índices Físicos 
2.3 Classificação dos solos 
2.3.1 Classificação textural ou granulometrica 
2.3.2 Classificações genéticas 
2.3.3 Classificação geotécnica 
2.4 Pressões atuantes no solo 
2.4.1 Pressão vertical devido ao peso da terra – Nível de terreno horizontal 
2.4.2 Pressão vertical devido ao peso da terra – Nível de terreno inclinado 
2.4.3 Pressão de água no solo 
2.5 Resistência ao cisalhamento (resistência e deformabilidade) 
2.5.1 Ensaios geotécnicos para a determinação da resistência ao cisalhamento dos solos 
2.6 Questões de fixação 
 
Parte 3 – Métodos de Investigação Geotécnica 
3.1 Tipos de prospecção geotécnica 
3.2 Amostragem 
3.2.1 Amostra deformada 
3.2.2 Amostra Indeformada 
3.3 Questões de fixação 
 
Parte 4 – Mecânica das Rochas 
4.1 Caracterização de maciços rochosos 
4.2 Classificação geomecânica 
4.3 Questões de fixação 
 
Parte 5 – Aplicação 
5.1 Estudos geológicos e geotécnicos para fundações 
5.1.1 Introdução 
5.1.2 Fundações Superficiais 
5.1.3 Fundações Profundas 
5.1.4 Investigações geotécnicas, geológicas e observações locais 
5.2 Estabilidade de Taludes 
5.2.1 Fatores que geram escorregamentos de solos/rochas 
5.2.2 Mecanismos de ruptura 
5.2.3 Métodos de análise de estabilidade 
5.2.4 Métodos de Estabilização 
5.2.5 Estabilidade de taludes em mineração a céu aberto 
5.3 Escavações Subterrâneas 
5.3.1 Estabilidade de escavações subterrâneas mineiras 
5.3.2 Tipos de Instabilidade 
5.3.3 Tensões devido a escavação 
5.3.4 Distribuição de tensões 
5.3.5 Mecanismos de ruptura 
5.3.6 Métodos de análises teóricas do comportamento de escavações 
5.3.7 Uso das classificações geomecânicas 
5.3.8 Análise sobre estabilidade de escavações subterrâneas 
5.4 Barragens 
5.4.1 Barragem de concreto-gravidade 
5.4.2 Barragem de gravidade aliviada e de contraforte 
5.4.3 Barragem em arco 
5.4.4 Barragem de Terra 
5.4.5 Estudos necessários para elaboração e apresentação de projeto de barragem de rejeitos 
5.4.6 Projeto de barragem 
5.5 Legislação 
5.6 Questões de fixação 
 
Parte 6 - Bibliografia 
 
PARTE 1 - INTRODUÇÃO 
1.1. Introdução à geotecnia 
A geotecnia é formada por três áreas de estudo: a geologia de engenharia, a mecânica dos 
solos e a mecânica das rochas, que têm como objetivo a caracterização e o entendimento do 
comportamento dos materiais e terrenos da crosta terrestre para fins de engenharia. 
 
 
Figura 1- Posicionamento disciplinar na engenharia (Santos, 2002). 
 
A conceituação epistemológica oficial que consta nos estatutos da ABGE – Associação 
Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental, a Geologia de Engenharia é a ciência 
dedicada à investigação, estudo e solução dos problemas de engenharia e meio ambiente 
decorrentes da interação entre as obras, atividades do Homem e o meio físico geológico, assim 
como ao prognóstico e ao desenvolvimento de medidas preventivas ou reparadoras de acidentes 
geológicos. Assim, a geologia de engenharia é um ramo das geociências aplicada, responsável pelo 
domínio tecnológico de interface entre a atividade humana e o meio físico geológico. 
A conceituação de mecânica dos solos foi dada por Terzaghi (1944) e Vargas (1977), sendo 
a Mecânica dos Solos a área de estudo responsável pelos estudos teóricos e práticos sobre o 
comportamento dos solos – materiais terrosos – tanto pelas suas características físicas, quanto pelas 
suas propriedades mecânicas (equilíbrio e deformação), sob o enfoque de sua solicitação pela 
engenharia, isto é, quando são submetidos ao acréscimo ou alívio de tensões. No Brasil existe a 
ABMS – Associação Brasileira de Mecânica de Solos, que é responsável pelo progresso da técnica 
e da pesquisa científica, além de manter o intercâmbio com associações geotécnicas e com 
especialistas de outros países. 
A ISRM – International Society for Rock Mechanics sugere a conceituação de Mecânica 
das Rochas em seus estatutos como sendo todos os estudos relativos ao comportamento físico e 
mecânico das rochas e maciços rochosos e a aplicação desse conhecimento para o melhor 
entendimento de processos geológico e para o campo da engenharia. A ABMS junto com o CBT- 
Comitê Brasileiro de Túneis dedicam suas atividades à mecânica das rochas e suas aplicações. 
De acordo com Santos (2002), no contexto epistemológico que os fenômenos geotécnicos 
do âmbito da geologia de engenharia serão qualitativamente e dinamicamente explicados por esta 
área de estudo, mas quantitativamente e mecanicamente somente equacionados pelas leis da 
mecânica dos solos e das rochas. Ou seja, os fenômenos de geologia de engenharia desenvolvem-se 
segundo as leis da mecânica dos solos e da mecânica das rochas. 
A seguir as áreas de aplicação da geotecnia no país e no mundo, sendo determinadas tanto 
por tipo de solicitação aos terrenos, como por tipos de fenômenos geotécnicos, técnicas de apoio, 
outras áreas deconhecimento e campos de atividades. 
 Barragens 
 Obras viárias 
 Obras subterrâneas 
 Fundações 
 Taludamento, desmonte, escavações 
 Cidades 
 Exploração mineral 
 Agricultura 
 Portos, vias navegáveis, lagos e canais 
 Impactos ambientais – Disposição de 
resíduos 
 Riscos geológicos 
 Materiais naturais de construção 
 Estabilidade de taludes e encostas 
 Estabilidade de maciços 
 Erosão e assoreamento 
 Colapso e subsidência 
 Hidrogeologia 
 Métodos de investigação de terrenos e materiais 
 Instrumentação geológica- geotécnica 
 Cartografia geotécnica 
 Informática Aplicada 
 Geofísica aplicada 
 Geologia histórica/ dinâmica externa/ interna 
 Ensino 
 Arqueologia/ Paleontologia 
 Espeleologia 
 Exploração Espacial 
 Outros 
 
 
1.2. Importância da Geotecnia nas Atividades Mineiras 
A Geotecnia tem atuação efetiva em todas as etapas dos empreendimentos de mineração e de 
transformação mineral, isto é, desde a concepção do projeto até a sua desativação. Seu destaque na área 
de mineração se dá pela crescente demanda mundial dos bens minerais, o porte cada vez maior dos 
empreendimentos e a importância, necessária, com as questões de segurança e meio ambiente. 
Enquanto a Geologia de Minas se ocupa da distribuição e da qualidade do minério na mina, a 
Geologia de Prospecção Mineral busca a continuidade do corpo mineralizado ou outras ocorrências ou 
jazidas minerais, o conhecimento de Geologia de Engenharia é aplicado desde os serviços da atividade 
mineira, propriamente dita, tais como: estabilidade dos taludes, mina à céu aberto, escavações das 
minas subterrâneas, disposição de estéril, barragens de rejeitos e drenagem de água, até os serviços 
típicos de obras civis indispensáveis nesses empreendimentos, tais como: fundações, terraplenagem, 
drenagem e pavimentação, sendo sua relevância determinada pelo porte desses empreendimentos 
mineiros, por aspectos de custos, segurança ou ambientais. 
*As atividades de geologia de engenharia/geotecnia na mineração podem ser agrupadas em 
quatro grandes áreas e relacionadas aos seus principais interesses: 
I. Mineração a céu aberto 
a) Dimensionamento de taludes 
b) Controle da água superficial e subterrânea 
c) Escavabilidade e controle das escavações 
d) Trafegabilidade 
e) Monitoramento 
 
II. Mineração subterrânea 
a) Dimensionamento das cavidades da lavra e do desenvolvimento 
b) Dimensionamento dos pilares 
c) Dimensionamento de suportes 
d) Controle de detonações 
e) Monitoramento 
 
III. Estruturas auxiliares 
a) Barragens de rejeito 
b) Barragens de água 
c) Pilhas de estoque, estéril e de lixiviação 
d) Vias de acesso e contenção de cortes e aterro 
e) Monitoramento 
 
IV. Impacto Ambiental 
a) Recuperação de áreas escavadas e aterradas 
b) Controle de contaminação 
c) Previsão de comportamento para desativação 
d) Monitoramento 
 
As atividades citadas são desenvolvidas em várias fases de estudos na mineração, tais como 
projeto, implantação, operação e desativação. A característica principal de cada fase que deve ser 
considerada é o rigor no controle de qualidade das fases de projeto e a grande extensão da fase 
operacional. Nesse contexto, surge a necessidade de prever comportamentos adversos e estabelecer 
procedimentos com intuito de minimizá-los. Por isso, exige a participação permanente de uma equipe 
de geologia de engenharia/geotecnia. 
A prevenção de problemas relacionados a questões geomecânicas em uma mina são realizados 
através de uma equipe de geologia e de engenharia encarregada de: 
a) Mapear toda a superfície escavada, mesmo a provisória 
b) Rever e atualizar permanentemente o modelo geomecânico da mina 
c) Propor e supervisionar investigações complementares necessárias 
d) Classificar os maciços rochosos encontrados 
e) Setorizar as escavações em função do comportamento dos maciços na fase seguinte da 
lavra 
f) Monitorar o comportamento das escavações 
 
O conhecimento e entendimento das feições geológicas são de suma importância nas atividades 
mineiras, cujo detalhamento dependerá do porte e da complexidade envolvida nas obras, como por 
exemplo: nas minas a céu aberto, ângulos de talude mais suavizados por condicionamentos geológicos, 
podem significar acréscimos de dezenas de milhões de m3 de estéril. A ruptura de minas subterrâneas 
pode levar à morte centenas de pessoas e o deslizamento de barragens de rejeitos pode causar danos 
ambientais e econômicos de grande magnitude. Desta forma, o conhecimento e consideração dos 
fatores geológicos são imprescindíveis ao projeto, operação e desativação de empreendimentos 
mineiros. 
PARTE 2 – MECÂNICA DOS SOLOS 
*O conceito de mecânica de solos, segundo glossário de termos técnicos da ABGE (Associação 
Brasileira de Geologia de Engenharia) é baseado nas leis e princípios da Mecânica e Hidráulica, que 
visa o estudo do comportamento quantitativo dos solos, com aplicação na engenharia civil, nos ramos 
da engenharia de fundações e obras de terra. 
O solo pode ser considerado sob o aspecto de ente natural e, como tal, é tratado pelas ciências 
que estudam a natureza, como a geologia, a agronomia, a pedologia e a geomorfologia. Por outro lado, 
pode ser considerado como um material de construção utilizável nas obras de engenharia. Como 
conseqüência desse tratamento desigual, os conceitos também são diferentes e com abrangências 
diferentes, conforme verifica-se na tabela abaixo. 
 
Área Conceito 
Pedologia Material natural constituído de camadas ou horizontes compostos por minerais e/ou 
orgânicos 
Agronomia Camada superficial de terra arável, possuidora de vida microbiana 
Geologia Produto do intemperismo físico e químico das rochas 
Edafologia Material terroso capaz de fornecer nutrientes para s plantas 
Engenharia Civil Material terroso de fácil desagregação pelo manuseio ou pela ação da água 
Geotecnia Material terroso resultante dos processos de intemperismo e transporte, escavável 
com lâmina 
 
*A variedade dos tipos de solos encontrados em problemas de engenharia é quase ilimitada, 
variando de blocos de rocha, pedregulhos, areias, siltes e argilas a até depósitos orgânicos de turfas 
compressíveis e moles. Para aumento de complexidade, todos estes materiais encontram-se numa 
ampla variedade de densidades e conteúdos de água. Em um dado local, um número diferente de tipos 
de solos pode estar presente, e a composição pode variar de intervalos grandes a pequenos, inclusive 
poucos centímetros, mas que podem interferir na estrutura de um empreendimento. 
 
Na geotecnia a caracterização e a classificação dos solos objetiva prever o comportamento 
mecânico e hidráulico dos solos, em obras de engenharia, de mineração e de meio ambiente, com o 
conhecimento, ao mesmo tempo, das suas formas de ocorrência e da geometria das camadas nos locais 
de estudo. 
2.1. Caracterização dos solos 
A caracterização dos solos corresponde à determinação das características dos solos de maneira 
a se poder distinguir uns dos outros, e assim realizar amostragens adequadas para a execução dos 
ensaios que permitam classificá-los. 
A base da caracterização é a descrição dos aspectos, ou características que explicam o caráter do 
solo, visando à classificação mais adequada, com será apresentada as diversas classificações no item 
2.3. 
*De acordo com a NBR 6502/95, que trata sobre a terminologia de solos e rochas, considera-se 
como Solos os materiais provenientes da decomposição das rochas ou sedimentação não consolidada 
de seus grãos, sem ou com matéria orgânica. 
Os solos são identificados pela textura, granulometria, plasticidade, consistência, compacidade, 
estrutura, forma dos grãos, cor, cheiro, friabilidade, presença de outros materiais (conchas, matéria 
vegetal, mica, etc.). 
 
 
2.2. Índices Físicos 
* A caracterização física de um solo é feita habitualmente recorrendo a ensaios de rotina 
simples:análises granulométricas, determinação dos limites de consistência e do teor em água natural 
(nos solos finos), ensaios de compactação, determinação da massa volumétrica através de amostras 
representativas e determinação da densidade das partículas sólidas. Este conjunto de ensaios 
proporciona a obtenção de parâmetros índice que identificam não só a natureza do solo, bem como 
podem ser correlacionados com as suas propriedades mecânicas. 
Os solos são constituídos de três fases: partículas sólidas, água e ar. O comportamento de um 
solo depende da quantidade relativa de cada uma das três fases. 
Diversas relações são empregadas para expressar as proporções entre elas como apresentada na 
figura abaixo. 
 
 
*2.2.1. Índices físicos entre as três fases 
A evaporação pode fazer diminuir a quantidade de água substituindo por ar, e a compressão do 
solo poder provocar a saída de água e ar, reduzindo o volume de vazios. O solo, no que se refere ao 
volume de partículas sólidas, permanece o mesmo. Quando o volume de vazios diminui, a resistência 
do solo aumenta. Para identificar o estado do solo, empregam-se índices que correlacionam as três 
fases, tanto em peso quanto em volume. 
Os ensaios realizados para verificar os índices físicos para as três fases do solos são os 
seguintes: 
 
- Teor de Umidade ou Teor de Umidade Natural: é expresso pela letra h, que representa a 
relação entre o peso da água (Pa) e o peso dos sólidos (Ps), definido como a razão entre o peso da água 
e o peso total, sendo expresso em percentagem. 
ℎ = 
Pa
Ps
 x 100 
Para a sua determinação, pesa-se o solo no seu estado natural, seca-se em estufa a 105°C até a 
constância de peso e pesa-se novamente * de acordo com a norma NBR 6458/84. Tendo-se o peso das 
duas fases, a umidade é calculada. 
- Índices de vazios: é expresso pela letra e, corresponde à razão entre o volume de vazios e o 
volume das partículas sólidas, sendo expresso como decimal. 
𝑒 =
Vv
Vs
 
O índice de vazios é uma medida de densidade e, portanto, representa uma das características 
mais importantes para a definição de um solo. Dessa propriedade dependem, por exemplo, a 
determinação da permeabilidade, da compressibilidade e à resistência à ruptura. 
- Porosidade: é expressa pela letra n, consiste na razão do volume de vazios pelo volume total 
da massa de solo amostrada, sendo expressa em percentagem. 
𝑛 = 
Vv
V
 x 100 
Da mesma forma que o índice de vazios, a porosidade é uma medida de densidade do solo e que 
considera a relação entre os volumes. De acordo com a IAEG (1979), a porosidade e o índice de vazios 
podem ser classificados segundo a tabela a seguir: 
Classe Índice de vazios (e) Porosidade (n) Termo 
1 Maior que 1 Maior que 50 Muito alta 
2 1,0 - 0,80 50 - 45 Alta 
3 0,80 - 0,55 45 - 35 Média 
4 0,55 - 0,43 35 - 30 Baixa 
5 Menor que 0,43 Menor que 30 Muito baixa 
 
- Grau de Saturação: é expresso pela letra G, corresponde à razão do volume de água pelo 
volume de vazios, sendo expresso em porcentagem. 
G = 
Va
Vv
 x 100 
O grau de saturação representa a percentagem do volume de vazios do solo que contém água. Se 
o solo é seco, então G = 0 e, se o solo se com todos os poros preenchidos por água, então G = 100%, 
uma vez que Va = Vv. 
A determinação do grau de saturação é de grande importância no estudo das propriedades 
físicas do solo pela sua influência na permeabilidade, na compressibilidade e na resistência a ruptura do 
solo. 
O grau de saturação, de acordo com a IAEG (1974), pode ser classificado em: 
Grau de saturação (%) Denominação 
0 -25 Naturalmente seco 
25 - 50 Úmido 
50 - 80 Muito úmido 
80 - 95 Altamente saturado 
95 - 100 Saturado 
 
- Peso Específico do Solo: é expresso pela letra , distinguem-se vários pesos específicos para 
os solos in situ. O peso específico de um solo é definido como sendo a razão entre o peso de um 
determinado componente das três fases do solo, pelo seu volume, sendo expressa por kN/m³. Assim, 
pode ser ter: 
1. Peso específico natural (nat): é a razão entre o peso da amostra de solo pelo volume da mesma, como 
coletada no campo. Implica em certo conteúdo de água, armazenada entre as partículas sólidas: 
nat =
P
V
= 
(Ps + Pa)
(Vs + Vv)
 
Na equação acima o peso do ar é considerado igual a zero para efeito do cálculo, por isso não é 
levado em consideração na equação. 
Para a sua determinação, molda-se um cilindro do solo, podendo ser in situ ou de uma amostra 
indeformada, cujas dimensões são conhecidas, para permitir o cálculo do volume. 
2. Peso específico dos grãos ou dos sólidos (s): é a razão entre o peso dos grãos constituintes do solo 
pelo volume ocupado pelos mesmos. O peso, aqui levado em conta, é aquele que subsiste após a perda 
de toda a água intersticial, por processo de secagem na estufa. O volume ocupado pelos sólidos pode 
ser obtido por comparação com o volume da água deslocada pelos mesmos: 
s = 
Ps 
Vs
 
Para a sua determinação em laboratório, *de acordo com a norma NBR 6508/84 coloca-se um 
peso seco conhecido do solo um picnômetro e, completando-se com água, determina-se o peso total. O 
peso do picnômetro só com a água, mais o peso do solo, menos o peso do picnômetro com solo+água, é 
o peso da água que foi substituída solo. Deste peso, calcula-se o volume de água que foi substituído 
pelo solo e que é o volume do solo. Com o peso e o volume, tem-se o peso específico dos sólidos. 
Abaixo um esquema ilustrativo da determinação do volume do peso específico dos grãos. 
 
 
3. Peso específico da água (a): é a razão entre o peso de uma quantidade de água e o volume da 
mesma: 
a = 
Pa
Va
 
Embora varie um pouco com a temperatura e com os sais dissolvidos, adota-se sempre como 
igual a 10 kN/m³. 
4. Peso específico aparente seco (d): é a razão entre o peso dos grãos constituintes do solo pelo volume 
total. Corresponde ao peso específico que o solo teria se viesse a ficar seco, se isto pudesse ocorrer sem 
que houvesse variação de volume: 
d =
 Ps
V
 
O peso específico aparente seco pode também ser denominado como densidade relativa das 
partículas ou dos grãos (). A densidade relativa das partículas/ peso específico dos grãos é em função 
dos seus constituintes mineralógicos. 
5. Peso específico saturado (sat): é o peso total da amostra de solo depois de saturada com água. É dado 
pela seguinte relação: 
sat =
(Ps + Pa)
(Vs + Va)
 
6. Peso específico submerso (sub): é o peso específico do solo in situ quando este está submerso na 
água e submetido ao empuxo de Arquimedes. Equivale, por definição, à seguinte expressão: 
sub = sat − a 
O peso específico submerso serve para cálculos de tensões efetivas. 
2.2.2 Massas específicas: é a relação entre a quantidade de matérias (massa) e volume. A massas 
específicas são expressas geralmente por ton/m³, kg/m³ ou mais comumente g/cm³. 
É importante lembrar que a relação entre os valores numéricos dos pesos específicos e as 
massas específicas é constante. 
Como podemos observar os índices físicos do solo expressam relações matemáticas, abaixo 
diversos esquemas que mostram diversas correlações entre os índices físicos, que facilitam os cálculos 
e resultam em fácies deduções, para a determinação dos índices por diversas expressões. 
 
 
2.2.3. Limites de Consistência de Atterberg 
A conceituação dos limites LL e LP são atribuídos ao cientista sueco Atterberg (1911) e o LC a 
Haines. 
O comportamento de um solo argiloso varia enormemente em função do teor de umidade (h), 
podendo passar de um estado quase líquido, como a lama, até um estado sólido, como por exemplo, as 
cerâmicas. Nessa passagem, podem ser definidos vários estados intermediários de consistência, e os 
teores de umidade que os definem são conhecidos como limites de consistência de Atterberg, em 
homenagem ao engenheiro agrônomo sueco Atterberg (1911), que propôs a subdivisão. 
Os limites de consistência dos solossão conhecidos como Limite de Contração (LC), de 
Plasticidade (LP) e de Liquidez (LL). Onde o LC corresponde à transição entre os estados sólido e 
semi-sólido, o LP corresponde à transição entre os estados semi-sólido e líquido, enquanto que o LL 
define o teor de umidade acima do qual o solo passa do estado plástico ao estado líquido, como 
apresentado no esquema a seguir, onde o solo terá comportamento mecânico diferente das demais: 
• Acima do L.L. ele se comportará como um líquido (viscoso) no qual a resistência ao cisalhamento é 
proporcional à velocidade de deformação. O coeficiente de proporcionalidade entre resistência ao 
cisalhamento e o gradiente da velocidade de deformação dv/dz é chamado viscosidade. 
• Na zona plástica a resistência ao cisalhamento é proporcional à deformação até um certo ponto; daí 
por diante ela é constante e independente da deformação. 
• No estado semi-sólido há um ponto limite onde o solo se fratura, correspondente à propriedade de 
friabilidade perfeita. 
Observação: As argilas orgânicas podem ser diferenciadas dos siltes inorgânicos pelo odor 
característico e pela presença de partículas de cor negra, parda ou roxa. Sua secagem a temperaturas 
superiores a 100ºC altera profundamente os limites de Atterberg. O efeito da temperatura sobre solos 
inorgânicos é muito menor. Casagrande, em 1948, relatou que após secagem em estufa o LL da argila 
orgânica de Connecticut variou de 84% para 51% e o LP de 50% para 42%. Ao utilizar o Sistema 
Unificado de Classificação dos Solos, recomenda-se que para a definição da origem orgânica, sejam 
realizados dois ensaios de LL: um com o solo secado em estufa (LLs) e o outro nas condições naturais, 
(LLn). Se a relação LLs / LLn for menor que 0,75, o solo deverá ser considerado orgânico. Existem 
também ensaios específicos para se obter o teor de material orgânico em um solo. 
 
 
- Limite de Liquidez (LL): tomando-se inicialmente um solo em estado líquido, pode-se fazê-
lo passar para o estado plástico pela gradual perda d’água. No estado líquido, a mistura solo-água é tal 
que sua resistência ao cisalhamento é nula. 
- Limite de Plasticidade (LP): diminuindo-se ainda mais a umidade, o solo deixará de ser 
plástico no LP. Passando a partir daí, a ter um comportamento quebradiço. Define-se como a 
plasticidade de um solo a sua propriedade de se deformar sem sofre rupturas ou fissuramentos, sendo 
esta propriedade tanto mais importante, quanto mais argiloso for o solo. O solo tem um comportamento 
plástico no intervalo de umidade entre LL e LP. 
- Limite de Contração (LC): mesmo continuando a perder água, chega-se a um ponto onde o 
volume total da amostra não sofrerá mais diminuição. Este ponto corresponde ao LC, após o que o solo 
passa para o estado sólido. 
Os limites de consistência são obtidos através de ensaios rotineiros nos laboratórios de 
mecânica dos solos. 
A partir da determinação desses limites, calculam-se índices de estado importantes de um solo 
argiloso, como o Índice de Plasticidade, Índice de Contração, Índice de Consistência e Índice de 
Liquidez. 
- Índice de Plasticidade (IP): é dado pela diferença entre os limites de liquidez e de 
plasticidade, fornecendo uma gama de variação de umidade dentro do domínio plástico, assim quanto 
maior for o IP, maior a plasticidade do solo. 
IP = LL − LP 
Existe uma classificação da IAEG (1979) dos solos baseada no IP, apresentada na tabela abaixo. 
Denominação Índice de Plasticidade 
Não plásticos IP<1 
Levemente plásticos 1<IP<7 
Moderadamente plásticos 7<IP<17 
Altamente plásticos 17<IP<35 
Extremamente plásticos IP>35 
De um modo geral, quanto maior for o índice de plasticidade, maiores serão os problemas de 
engenharia relacionados ao uso do solo como material de engenharia, como por exemplo, para o 
suporte de edificações, estradas, pilha de estéril, etc. 
- Índice de Contração (ICo): é definido como sendo a diferença entre os limites de plasticidade 
e o de contração. Este índice fornece uma indicação acerca da contração do solo, devido a perda 
gradual de água. 
ICo = LP - LC 
- Índice de Consistência (IC): mede a consistência de um solo em função da umidade, sendo 
expresso numericamente pela seguinte relação: 
IC = (LL – h)/IP 
- Índice de Liquidez (IL): mede a liquidez de um solo em função da umidade, sendo expresso 
numericamente pela seguinte relação: 
IL = (h – LP)/IP 
 
2.3. Classificação dos solos 
A diversidade e a enorme diferença de comportamentos apresentadas pelos diversos solos 
perante as solicitações de interesse da geotecnia levou ao seu natural agrupamento em conjuntos 
distintos, aos quais podem ser atribuídas algumas propriedades, aliados a organização das experiências 
acumuladas, surgiram os sistemas de classificação dos solos. 
O objetivo de classificação dos solos, sob o ponto de vista da geotecnia, é o poder de estimar o 
provável comportamento do solo, ou de pelo menos, o de orientar o programa de investigação 
geotécnica necessária para permitir a adequada análise de um problema. 
 
2.3.1. Classificação textural ou granulometrica 
Esta classificação tem como base a textura do solo, ou seja, com o tamanho de suas partículas, 
que é dimensionado através do ensaio de granulometria. É uma classificação limitada, uma vez que, o 
comportamento dos solos não depende apenas do tamanho dos grãos. Entretanto, é uma informação 
essencial para a descrição dos solos. 
As escalas granuloméricas mais utilizadas para a classificação textural dos solos são as 
elaboradas pelo MIT, USBS, e pela ABNT. 
A escala granulométrica da ABNT (NBR 6502) divide o solo como apresentada na tabela 
abaixo. 
Fração Limites definidos pela norma técnica da ABNT 
Matacão De 25cm a 1m 
Pedra De 7,6cm a 25cm 
Pedregulho De 4,8mm a 7,6cm 
Areia grossa De 2,0mm a 4,8mm 
Areia média De 0,42mm a 2,0mm 
Areia fina De 0,05mm a 0,42mm 
Silte De 0,005mm a 0,05mm 
Argila Inferior a 0,005mm 
 
2.3.2. Classificações genéticas 
As classificações genéticas mais utilizadas na geotecnia são a geológica e a pedológica. Estas 
classificações servem de ferramentas para a interpretar a distribuição e o comportamento das diferentes 
camadas de solo de uma determinada área. Entretanto, estas classificações não permitem prever 
diretamente as propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos de interesse. 
 Classificação geológica 
O processo geológico formador do solo consiste, basicamente, no intemperismo, por 
desagregação e decomposição in situ da rocha subjacente, dando origem aos solos denominados de 
residuais. Caso haja a erosão, o transporte e a deposição dos materiais existentes na superfície, forma-
se os chamados solos transportados. 
 
Solos Residuais ou In situ são formados a partir da decomposição das rochas pelo 
intemperismo, seja químico, físico ou a combinação de ambos, e que permanecem no local onde foram 
formados, sem sofrer qualquer tipo de transporte. A natureza destes solos, ou seja, sua composição 
mineralógica e granulométrica, estrutura e espessura, dependem do clima, relevo, tempo e tipo de rocha 
de origem. 
Os solos residuais podem ser eluvionar e solo de alteração. O solo eluvionar ocorre na 
superfície, apresentando-se macroscopicamente homogêneo e isotrópico. Também chamado de solo 
superficial e solo residual maduro. Enquanto que, o solo de alteração ocorre abaixo do solo eluvial e 
se apresenta heterogêneo e anisotrópico devido à presença das estruturas das rochas originais. Também 
chamado de saprolito e solo residual jovem. 
Solos Transportados são os solos que sofreram transporte por agentes geológicos do local de 
origem até o local onde foram depositados, não tento ainda sofrido consolidação. Os solos 
transportados podem ser aluviões, terraços aluvionares, coluviões, tálus, sedimentos marinhos e solos 
eólicos. 
Os Aluviões são constituídos por materiais erodidos, retrabalhados e transportados pelos cursos 
d’água e depositadosnos seus leitos e margens, ou ainda depositados nos fundos e nas margens de 
lagoas e lagos, sempre associados a ambientes fluviais. 
Os Terraços Aluvionares são aluviões antigos, depositados quando o nível do curso d’água, 
encontrava-se em posição superior à atual. Consequentemente, os terraços sempre são encontrados em 
cotas mais altas do que as dos aluviões. 
Os Coluviões são depósitos de material solto, encontrados no sopé de encostas e que foram 
transportados pela ação da gravidade ou, simplesmente, material decomposto, transportado por 
gravidade. Estes solos têm como característica importante sua baixa resistência ao cisalhamento, 
podendo apresentar movimentos lentos, como o rastejo e sendo, frequentemente, envolvidos pela 
maioria dos escorregamentos de encostas. 
Os Tálus são depósitos formados pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em 
encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se pela presença ou predominância de blocos de 
rocha, resultando em solos pouco espessos na fonte, o que restringe a ocorrência de tálus ao sopé de 
encostas de forte declividade ou, então, ao pé de escarpas rochosas. 
Os Sedimentos Marinhos são formados em ambientes de praia e de manguezal. Em praias a 
deposição é essencialmente de areias limpas, finas a médias, quartzosas. Enquanto que nos manguezais, 
a deposição é de sedimentos finos e argilosos, que se depositam incorporando matéria orgânica, dando 
origem as argilas orgânica marinhas. 
Os Solos Eólicos são transportados e depositados pela ação do vento, ocorrem junto à costa 
litorânea. São constituídos por areias finas, quartzosas, bem arredondadas, ocorrendo na forma de 
dunas. 
Perfil Geológico 
 Classificação pedológica 
A classificação pedológica visa o seu interesse na parte mais superficial do perfil do subsolo, 
onde é mais evidente a atuação de fatores pedogenéticos, diferenciando este perfil em horizontes 
denominados de O, H, A, E, B, C, F e R. Destes, os horizontes A, B e C são os mais considerados para 
a geotecnia. 
O Horizonte A é o horizonte mineral superficial ou subjacente a camada orgânica (horizontes O 
e H), com a incorporação de matéria orgânica mineralizada. É o horizonte de maior atividade biológica, 
apresentando coloração escurecida pela presença de matéria orgânica. 
O Horizonte B é o horizonte mineral subsuperficial situado sob o horizonte A. É o horizonte 
diagnóstico mais importante na diferenciação das classes de solo, resultado de transformações 
relativamente acentuadas do material originário e/ou ganho de constituintes minerais e/ou orgânicos 
migrados de outros horizontes. 
O Horizonte C é o horizonte ou camada mineral, relativamente pouco afetado pelos processos 
pedogenéticos, formado a partir da decomposição das rochas. Em Pedologia constitui o que se 
denomina material de origem dos solos, ou substrato pedogenético. 
A utilização da classificação pedológica em geotecnia tem grande importância pela riqueza de 
conteúdo e de informações, que podem ser obtidas através de sua interpretação. Um das aplicações de 
mapas pedológicos seria, por exemplo, auxiliar na compreensão de processos de dinâmica superficial, 
como a erosão. 
Entretanto, há algumas limitações na utilização desta classificação, em função de vários 
aspectos, entre os quais podem ser citados: 
- A disponibilidade pequena de mapas pedológicos; 
- informações tradicionalmente limitadas aos horizontes A e B. sendo que em muitas obras 
civis, tais horizontes são removidos, parcial ou totalmente; 
O fato de grupos pedológicos distintos poderem apresentar o mesmo comportamento geotécnico 
e o fato de um mesmo grupo apresentar diferentes propriedades geotécnicas. 
Perfil Pedológico 
 
2.3.3. Classificação geotécnica 
São consideradas classificações geotécnicas convencionais aquelas que se baseiam nos ensaios 
de granulometria e limites de Atterberg (limite de liquidez e de plasticidade) para classificar e 
determinar o estado dos solos. Entre as mais utilizadas no mundo encontra-se o SUCS, derivada da 
classificação de Casagrande (1948), inicialmente denominada Sistema de Classificação de Aeroportos, 
e a Classificação do HRB, também conhecida como classificação da AASHTO. 
Estas classificações possuem limitações, uma vez que, foram desenvolvidas para solos de países 
de clima temperado, assim apresentam limitações e incompatibilidades quando aplicadas em solos 
tropicais, como o nosso. As principais limitações são as relativas à dispersão dos resultados e as 
relativas à correlação entre as propriedades-índices, como granulometria, limite de plasticidade e limite 
de liquidez. 
 Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS): 
Os solos são agrupados em 14 grupos, representados por duas letras, da seguinte forma: 
Solos grossos: GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, SC; 
Solos finos: CL, ML, OL, CH, MH, OH, PT. 
O significado da primeira letra é o seguinte: G – gravel (pedregulho); S – sand (areia); C – clay 
(argila); M – mö (silte em sueco); O – organic (orgânico); PT – peat (turfa). 
O significado da segunda letra para solos grossos: W- well (bem graduada); P- poor (mal 
graduada); M – mö (silte em sueco); C – clayey (argiloso). E para solos finos: L – low (baixa 
plasticidade); H – high (alta plasticidade). 
A tabela abaixo apresenta os critérios para a classificação dos solos nos grupos do SUCS, 
através de ensaios de laboratórios. Para a classificação dos solos finos, há a necessidade de se utilizar a 
carta de plasticidade apresentada na figura a seguir. 
 
 
 
 Classificação de Highway Research Board (HRB): 
Esta classificação *foi criada para ser aplicada em estradas. No entanto, é atualmente utilizada 
para vários segmentos da engenharia geotécnica. É subdividida em oito grupos (A-1 a A-8), de acordo 
com sua granulometria, sendo o grupo A-1, o grupo de melhores propriedades e o A-8, ode pior 
qualidade. 
Este sistema sofreu revisão pelo Highway Research Board, por isto a denominação de 
classificação HRB. Nesta revisão, alguns grupos foram subdivididos e foi introduzido o índice de grupo 
(IG), que é em função da porcentagem em peso do material com menor que a peneira 0,074mm, do 
limite de liquidez (LL) e do índice de plasticidade (IP). A seguir um quadro com os procedimentos 
para a classificação dos solos pela HRB. 
Na classificação HRB os solos se dividem em dois grupos: solos grossos (quando a % passante 
na peneira nº 200 é inferior a 35%) e solos finos (quando a % passante na peneira nº 200 é superior a 
35%). A classificação é feita da esquerda para a direita do quadro apresentado a seguir. 
 
 Descrição dos grupos e subgrupos 
 Solo A-1: Mistura bem graduada, de fragmentos de pedra e pedregulho, areia grossa, 
areia média, areia fina com ou sem material fino, não plástico ou fracamente plástico; 
 Solo A-1-a: Predomínio de fragmentos de pedra ou pedregulho com ou sem 
material fino bem graduado (menos 50% passante #10, menos de 30% passante 
#40 e menos de 15% passante #200, IP<6); 
 Solo A-1-b: Predomínio de areia grossa a média, com ou sem material fino bem 
graduado (menos de 50% passante na #40 e menos de 10% passante #200, IP<6); 
 Solo A-3: Areias finas de praia o de deserto, sem material siltoso ou argiloso ou 
com pouca quantidade de silte não plástico e areia fina fluvial mal graduada, 
com pouca areia grossa e pedregulho (menos de 50% passante #40 e menos de 
10% passante #200, NP- não plástico) 
 Solo A-2: Solos granulares variados, com graduação irregular e pouco material 
fino que não se enquadram nas classes A-1 e A-3 pela maior % passante #40 
e/ou plasticidade; 
 Solo A-2-4 e A-2-5: Materiais granulares cuja fração passante #40 apresenta 
características dos solos A-4 (A-2-4) e A-5 (A-2-5). Inclui também pedregulhos com % 
silte e IP acima dos limites para solo A-1 e areia fina com % silte não plástico acima dos 
limites para solo A-3; 
 Solo A-2-6 e A-2-7: Semelhantes aossolos A-2-4 e A-2-5, exceto a fração passante #40 
apresenta argila plástica, tendo características dos solos A-6 (A-2-6) e A-7 (A-2-7); 
 Solo A-4: Solos siltosos não plásticos ou moderadamente plásticos, com % 
passante #200 maior ou igual35%; 
 Solo A-5: Solos semelhantes ao A-4, porém com material diatomáceo ou 
micáceo, podendo ser altamente elástico (alto valor de wl) 
 Solo A-6: Solos argilosos com % passante #200 maior ou igual a 35%, podendo 
incluir misturas argilo-arenosas com até 64% de areia e pedregulho, sujeitos a 
grandes variações de volume; 
 Solo A-7: Semelhantes aos solos A-6, porém mais elásticos, com alto wl e com 
grandes variações volumétricas; 
 Solo A-7-5: solos com moderado LP em relação ao WL; 
 Solo A-7-6: Solos com alto LP em relação ao WL; 
 
 Índice de grupo ( IG) 
É empregado no sistema HRB. Corresponde a um número inteiro que varia de zero (Solo 
ótimo quanto a capacidade de suporte) a vinte (Solo péssimo quanto a capacidade de suporte). 
 
IG= 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d 
 
a= (% passante #200) – 35% (0-40). 
Se o valor de “a” for negativo adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como 
limite máximo. 
b= (%passante na #200) – 15% (0-40) 
Se o valor de “b” for negativo adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como 
limite máximo. 
c= WL – 40% (0-20) 
Se o valor de “c” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como 
limite máximo. 
d= IP – 10% (0-20) 
Se o valor de “c” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como 
limite máximo. 
 
 
% passante #200 Baseada no material passante na peneira 3’’ 
O IG é indicado entre parênteses completando a classificação HRB. 
 
 Limitações das classificações geotécnicas: HRB e SUCS para solos tropicais 
Os sistemas de classificações tradicionais foram desenvolvidos com base na experiência 
acumulada para regiões de clima temperado. Por isso, nos solos de climas tropicais ocorrem diversas 
incompatibilidades e limitações. 
As limitações podem ser resumidas em: 
- Repetibilidade dos resultados dos ensaios; 
- Falta de correlação da classificação e o comportamento geotécnico (propriedades mecânicas e 
hidráulicas) observado; 
- Elevada dispersão dos resultados dos limites de Atterberg e a granulometria dos solos 
tropicais. 
Na figura 01 observa-se a ocorrência de solos tropicais no Brasil. 
 
Figura 01. Ocorrência de solos tropicais no Brasil. Fonte: Villibor et al (2000). 
 
 
 Classificação MCT para solos tropicais 
Conforme exposto, as metodologias das classificações HRB e SUCS possuem diversas limitações 
quando aplicada para solos de clima tropical, como é o caso do Brasil. Tendo em vista essas 
dificuldades Nogami & Villibor (1980) desenvolveram uma metodologia baseada em modificações em 
ensaios convencionais de compactação de solos, que atualmente é reconhecida e aceita 
internacionalmente. 
A classificação MCT baseia-se em uma série de ensaios e procedimentos, que reproduzem as 
condições reais de camadas de solos tropicais compactadas aferindo propriedades geotécnicas que 
espelham o comportamento “in situ” dos solos tropicais. 
Na atualidade a classificação MCT é utilizada em diversos setores, principalmente em obras 
viárias, obras de terra em geral, tal como barragens, além de mapeamento geotécnico envolvendo solos 
tropicais. 
A classificação MCT divide os solos em duas grandes classes de comportamento: 
- Solos de comportamento laterítico (L) 
- Solos de comportamento não laterítico (N) 
 
Estas classes de subdividem em sete grupos: 
1) LG’: Argilas lateríticas e argilas arenosas 
2) LA’: Areias argilosas lateríticas 
3) LA: Areia com pouca argila laterítica 
4) NG’: Argilas, argilas siltosase argilas arenosas não lateríticas 
5) NS’: Siltes caulínicos e micáceos, siltes arenosos e siltes argilosos não lateríticos 
6) NA’: Areias siltosas e areias argilosas não lateríticas 
7) NA: Areias siltosas com siltes quartzosos e siltes argilosos não lateríticos 
 
A designação MCT (Miniatura Compactada Tropical) é proveniente da utilização de ensaios de 
dimensões reduzidas (corpos de prova de 50mm de diâmetro) com solos tropicais compactados. 
Esta metodologia abrange dois grupos de ensaios: 
- Mini CBR e associados 
- Mini MCV e associados 
Verifique o esquema a seguir. 
 
Os principais ensaios da metodologia MCT estão dispostos conforme figura a seguir: 
 
 
Após alguns estudos levou-se em consideração os solos sedimentares da região amazônica, ditos 
transicionais e modificou-se o ábaco de classificação MCT, passando a ser denominado de MCT-M ( 
modificado) dividindo os solos em 11 grupos: NA, NG’, NS’, NS’G’ ( solo siltoso argiloso não 
laterítico), TA’ ( solo arenoso transicional), TA’G’ ( Solo areno argiloso transicional), TG’( Solo 
argiloso transicional), LA, LA’, LA’G ( Solo areno-argiloso laterítico), LG’ ( Solo argiloso laterítico). 
 
 
2.4. Pressões atuantes no solo 
Existem diferentes formas de pressão que atuam nos solos. Primeiramente será analisada a 
pressão atuante em um ponto qualquer do solo devido ao peso do material sobrejacente e, em seguida, 
as pressões devidas à presença da água, como a pressão neutra, a pressão efetiva e a pressão de 
percolação. Além disso, outros fenômenos associados à presença de água no solo serão examinados, 
como a areia movediça, o piping e a capilaridade. 
 
2.4.1. Pressão vertical devido ao peso da terra – Nível de terreno horizontal 
Consideremos inicialmente um perfil geotécnico, no qual o nível do terreno é horizontal e o 
solo é homogêneo, com o peso específico natural (nat). Nestas condições, o peso de um prisma desse 
solo, com uma base de área A e altura Z é dado por: 
P = nat ZA 
A pressão vertical (v) que atua sobre um plano (A), situado a uma profundidade (Z), pode ser 
obtida considerando-se o peso da coluna do solo acima de A, dividindo pela área. Partindo-se da 
definição de pressão ou stress, tem-se: 
v = P/A 
Substituindo-se nesta equação o valor de P fornecido pela equação anterior, tem-se que: 
v = nat Z 
Onde (v) é a pressão vertical exercida pelo solo e (A) é a área de atuação da força peso P. 
Se o solo acima de (A) for estratificado, constituindo-se por uma sucessão de diversas camadas 
uniformes, de espessura Z1, Z2, etc. e, com pesos específicos naturais (nat1, nat2), etc, o valor de (v) 
será dado por: 
v = ∑
n
i=1 nat i Zi 
 
 
2.4.2. Pressão vertical devido ao peso da terra – Nível de terreno inclinado 
Consideremos agora um prisma de um solo com peso (P), altura (Z), peso específico natural 
(nat) e com uma superfície inclinada de (i) graus em relação à horizontal. 
O prisma de solo está em equilíbrio, sendo iguais e opostas as pressões que atuam nas fases 
laterais do mesmo (E1, E2). O peso do prisma de solo, considerando-se que sua dimensão perpendicular 
é unitária, é dado por: 
P = nat boZ = nat bZcos i 
A resultante das pressões verticais atuantes na base do prisma é igual ao peso (P), dividido pela 
área em que atua, ou seja: 
v = P/A= P/b 
Onde substituindo o (P) pela equação anterior, teremos: 
v = nat Zcos i 
Se i = 0 (superfície do solo horizontal), então v = nat Z, como obtido em terreno horizontal. 
No caso de uma porção do perfil do solo se apresentar saturada com água, então no cálculo de 
pressão vertical que atua em um plano (A), deverá ser levado em conta as camadas acima e abaixo no 
nível da água (NA) e substituir (nat) por (sat) na segunda camada de solo, ou seja: 
v = nat Z1 + sat Z1 
2.4.3. Pressão de água no solo 
 Pressão neutra e pressão efetiva 
O conceito de pressão neutra pode ser demonstrado através da experiência descrita abaixo: 
Em uma proveta coloca-se uma certa quantidade de areia, submersa a uma altura de água (h1) 
(NA1). Se aumentarmos a altura do nível d’água (NA2) a uma altura h2, tomando-se o cuidadode não 
perturbar a areia no processo de acréscimo de água, verifica-se que a areia permanece inalterada, ou 
seja, com a mesma espessura, mesmo índice de vazios, etc., apesar do acréscimo de pressão vertical, 
equivalente a (h2-h1)a. 
Se carregarmos agora a superfície da areia com um peso equivalente da água da experiência 
anterior, com grãos de chumbo, por exemplo, notaremos que a areia diminui de volume, implicando 
então em acréscimo de pressão sobre o arcabouço da areia. 
No primeiro caso, o acréscimo de pressão foi sentido apenas na água intersticial, conforme 
verificado no piezômetro ligado à esquerda da proveta, como demonstrado no esquema da figura 
acima. Enquanto que no segundo caso exposto, a pressão atuou diretamente nos grãos de areia. 
Conclui-se dessa experiência pela existência de dois tipos de pressão: uma que é igual à pressão 
da água intersticial (ou dos poros), não causa modificações no arcabouço dos sólidos e é denominada 
de pressão neutra () e outra, que se transmite de grão a grão, causa modificações no arcabouço sólido 
e é denominada de pressão efetiva (e). 
A pressão neutra num ponto do solo corresponde à carga piezométrica, sendo igual a: 
 = ah 
Na equação acima, h representa a altura que a água alcança em um piezômetro instalado no 
ponto considerado no solo. 
A pressão total (t) atuante sobre um determinado horizonte do solo é determinada, 
considerando-se o peso total de todos os materiais (solo e água) sobrejacente ao referido plano. Assim: 
t = natZ 
O valor de (nat) deverá ser substituído por (sat) no caso de solo saturado. 
A pressão neutra, ou de poros, por ser exercida por um líquido, tem como característica 
principal a de atuar com igual intensidade em todas as direções, como demonstrado na figura abaixo. 
Dessa forma, a pressão que efetivamente atua sobre um ponto qualquer de um solo saturado não é igual 
total, e sim à chamada pressão efetiva (´). Assim, a pressão efetiva é obtida pela diferença entre 
pressão total e pressão neutra, ou seja: 
´ = t -  
No caso de um terreno com superfície livre horizontal, constituído por (n) camadas, com pesos 
específicos (i) e espessuras (hi), a pressão vertical total (v), devido ao peso próprio peso do solo, 
temos: 
v = ∑
n
1 iZi 
Ou, em termos de pressão efetiva: 
´v =v -  
 
 Pressão de percolação 
Quando ocorrer a migração de água no solo, há o surgimento de uma outra força, chamada de 
pressão de percolação ou força de percolação. 
Em virtude do atrito viscoso que aparece no escoamento da água através de um meio poroso, 
haverá transferência de energia da água para esse meio, sendo igual à perda de carga entre os pontos de 
entrada e de saída da água. Essa perda de carga é denominada de força de percolação e se desenvolve 
nos solos onde existe fluxo d’água. A força de percolação tem o sentido do fluxo da água e deve ser 
somada vetorialmente à pressão efetiva. 
O estudo da força de percolação é de vital importância na estabilidade de obras de terra pois, 
fenômenos como a areia movediça, levantamento hidráulico e o entubamento (piping) decorrem do 
desbalanceamento entre forças de percolação e as forças de peso atuantes em determinados pontos. 
Considerando-se a figura abaixo, onde (H) é a perda de carga de água ao percolar a amostra de 
solo de comprimento (L), colocada dentro de um tubo de vidro de seção (A). A força de percolação é 
igual à perda de carga ou de pressão entre os pontos de entrada e saída da água na amostra, ou seja: 
 
Fp = P1 – P2 = w A (h1 – h2), onde o gradiente hidráulico é i = H /L 
Portanto a força de percolação aplicada uniformemente num volume (V) igual a A x L, será: 
Fp = w i.A.L / A.L ou Fp = i.w 
 Areia movediça 
Sabe-se da teoria que a resistência ao cisalhamento de uma areia é diretamente dependente da 
pressão efetiva. Se a pressão efetiva se anular, a areia perde totalmente sua resistência ao cisalhamento, 
dando origem à formação de areia movediça (quicksand). 
O fenômeno da areia movediça pode ocorrer sempre que a areia esteja submetida a um fluxo 
ascendente de água, de forma que a força de percolação gerada venha a igualar ou superar a força 
efetiva graças ao solo. 
 
 Piping ou erosão tubular regressiva 
Trata-se de uma ruptura hidráulica, provocada pela passagem de água pelo interior do maciço 
com carga hidráulica, saindo à superfície e carreando partículas do solo produzindo: 
 Abertura e aumento progressivo de dutos 
 Concentram fluxo, incrementando o gradiente hidráulico. 
 Aumento da velocidade e do diâmetro do tubo em direção à origem da água. 
 Colapso e instabilização de taludes e encostas de maciços de solo. 
 
 Capilaridade 
É a propriedade que os líquidos apresentam de atingirem pontos acima do níveo freático. Os 
fenômenos de capilaridade estão associados diretamente à tensão superficial, sendo a que atua em toda 
a superfície de um líquido, como decorrência da ação da energia superficial livre. 
A energia superficial livre é definida como o trabalho necessário para aumentar a superfície 
livre de um líquido em 1 cm2. 
Quando em contato com um sólido, uma gota de líquido tende a molhar o sólido, dependendo 
da atração molecular entre o líquido e o sólido. 
No caso da água, por força da tensão superficial, a pressão no lado côncavo de um menisco é 
maior que a do lado convexo, e que a diferença dessas pressões está relacionada com a tensão 
superficial. Como decorrência dessa diferença de pressões, tem-se a ascensão de água, num tubo 
capilar. 
No caso dos solos, os seus poros interligados e formando canalículos, funcionam como tubos 
capilares. Assim, explica-se dentro da massa, a ocorrência de zonas saturadas de solo, que estão 
situadas acima do lençol freático. 
A água em contato com o solo também tenderá a formar meniscos. Nos pontos de contato dos 
meniscos com os grãos agirão pressões de contato, tendendo a comprimir os grãos, conforme figura 
abaixo. 
 
A capilaridade produz pressões de contato 
 
Essas pressões de contato (pressões neutras negativas) somam-se às tensões totais fazendo com 
que a tensão efetiva atuante seja maior que a total. Esse acréscimo de tensão proporciona um acréscimo 
de resistência conhecido como coesão aparente, responsável, por exemplo, pela estabilidade de taludes 
em areia úmida e pela construção de castelos com areia úmida nas praias. Uma vez eliminada a ação 
das forças capilares desaparece a vantagem de coesão aparente. 
 
2.5. Resistência ao cisalhamento (resistência e deformabilidade) 
Vários materiais sólidos empregados em construção normalmente resistem bem a tensões de 
compressão, porém têm uma capacidade bastante limitada de suportar tensões de tração e de 
cisalhamento. Assim ocorre com o concreto e também com os solos. 
No caso dos solos, são geralmente considerados apenas os casos de solicitação por 
cisalhamento, pois as deformações em um maciço de terra são devidas a deslocamentos relativos entre 
as partículas constituintes do maciço. Dessa forma, a resistência dos solos está implícita a sua 
resistência ao cisalhamento. 
A resistência do solo conjuntamente a permeabilidade e a compressibilidade formam o suporte 
básico para a resolução dos problemas práticos da engenharia de solos. Dentre os problemas usuais em 
que é necessário conhecer a resistência do solo, destacam-se a estabilidade de taludes, a capacidade de 
carga de fundações e os empuxos de terra. 
Tais problemas são usualmente analisados através dos conceitos do equilíbrio limite, o que 
implica considerar o instante de ruptura, quando as tensões atuantes igualam a resistência do solo, sem 
atentar para as deformações em jogo. Esse tipo de análise é própria da Teoria da Plasticidade, já que os 
conceitos da Teoria da Elasticidade nem sempre podem ser convenientemente utilizados na 
representação do comportamento dos solos. 
Várias são as formas de representar a resistência deum solo. A utilização de envoltórias, como 
a de Mohr, é uma das mais comuns e que melhor retratam o comportamento dos solos. 
Em linhas gerais, a resistência dos solos é proporcionada por forças de atrito resultantes de 
enlaces moleculares nas superfícies em contato. 
Segundo a lei de Coulomb, a resistência por atrito é função da força normal no plano de 
deslizamento relativo. 
Das ponderações de Terzaghi, Teoria adesiva do atrito, pode-se concluir que a resistência por 
atrito depende da força normal, pois aumentando esta, aumenta a área real de contato e 
conseqüentemente a resistência. A rugosidade e a adsorção da superfície da partícula controlam as 
áreas de contato, assim sendo, os contatos podem ser de natureza plástica e/ou elástica. 
 
2.5.1. Ensaios geotécnicos para a determinação da resistência ao cisalhamento dos solos 
A resistência de um solo pode ser determinada em laboratório através de amostras naturais ou 
compactadas e através de ensaios in situ, como por exemplo, o Vane test, muito utilizado para estudar a 
resistência de argilas moles. 
Os dois tipos principais de ensaios em laboratório são o de cisalhamento direto e o de 
compressão triaxial. 
 
2.6. Questões de fixação 
 
QUESTÃO 1: Considerando que existem classificações de solos não convencionais, discorra sobre o 
assunto, citando exemplos. 
QUESTÃO 2: Mencione exemplos práticos do efeito da capilaridade, que afetam ou podem afetar, 
obras de engenharia. 
QUESTÃO 3: Discorra sobre o critério de resistência de Mohr-Coulomb e sua importância na 
mecânica dos solos. 
QUESTÃO 4: Descreva de forma sucinta os ensaios de cisalhamento direto e de compressão triaxial, 
juntamente com seus resultados. 
PARTE 3 –INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA 
 
O objetivo da investigação geotécnica é delimitar espacialmente as unidades geológica – 
geotécnicas e determinar suas características e propriedades geomecânicas através de um plano de 
investigações. 
Um programa de investigação deve levar em consideração a importância e o tipo da obra, bem 
como, a natureza do subsolo. Assim, a construção de um metrô ou de uma barragem necessita de um 
conhecimento mais minucioso do subsolo. 
Solos que apresentam características peculiares de comportamento, tais como, colapsíveis, alta 
compressibilidade, elevada sensibilidade, exigem cuidados e técnicas diferentes das utilizadas em solos 
com comportamento típico. 
Pode-se dizer que o trabalho de investigação geotécnica é a “alma” do projeto de infraestrutura 
de engenharia e, inclusive, os resultados influenciam no fator de segurança intrínseco de uma estrutura 
de engenharia. Por isso, a utilização de fatores de segurança (FS) é largamente empregada, com 
objetivo de compatibilizar os métodos de dimensionamento com as incertezas decorrentes das 
hipóteses simplificadoras adotadas nos cálculos, estimativa de carga do projeto e previsões a respeito 
das propriedades geomecânica dos solos. 
A história da Engenharia Civil registra casos em que a inobservância de certos princípios de 
investigação ou mesmo a negligência diante da obtenção de informações, acerca do subsolo tem 
conduzido a ruínas totais ou parciais e, neste caso, a prejuízos incalculáveis, não só de tempo como de 
recursos para a recuperação das obras, chegando até a haver perdas fatais. 
As principais ferramentas utilizadas com estes objetivos são o sensoriamento remoto, o 
mapeamento geológico, ensaios geofísicos e sondagens mecânicas (métodos diretos). De maneira geral 
os ensaios geofísicos e o sensoriamento remoto são chamados de métodos indiretos de investigação, 
utilizando as feições topográficas, as morfológicas e as propriedades físicas do terreno para determinar 
indiretamente a distribuição e o posicionamento dos corpos geológicos e suas características físicas e 
tecnológicas. 
Um programa de investigação deve fornecer informações do subsolo quanto: 
 Espessura e dimensões em planta de cada camada, dentro da profundidade de interesse do 
projeto, bem como, a caracterização de cada camada, através de observações locais ou de 
resultados de laboratório. 
 Profundidade do topo da camada rochosa ou do material impenetrável ao amostrador. 
 Existência de água, indicando a posição do nível d’água no período da investigação e, se 
possível, sua variação durante o ano. Existência de pressões artesianas. 
 As propriedades do solo ou da rocha, tais como, permeabilidade, compressibilidade e 
resistência ao cisalhamento. 
Nem sempre os projetos precisarão de todas essas informações, enquanto que, para alguns 
projetos dados específicos e não relacionados poderão ser necessários e deverão ser obtidos. 
Um programa de investigação deverá ser executado em etapas, de tal forma que, de posse dos 
dados obtidos em uma fase e sua interpretação e utilização no projeto, possam ser detectadas 
novas necessidades e assim se elaborar o programa da fase seguinte. Desta forma, um programa 
de investigação poderá conter as fases de reconhecimento, prospecção e acompanhamento. 
Embora, nem sempre as obras necessitem de todas estas fases de investigação. 
 
*3.1. Investigação geotécnica de campo 
3.2. Ensaios disponíveis versus Parâmetros obtidos 
Tipo de ensaio 
Tipo de solos Principais características que 
podem ser determinadas Melhor aplicável Não aplicável 
1 – Ensaio Padronizado de 
Penetração (SPT) 
Granulares - 
Avaliação qualitativa do estado 
de compacidade ou 
consistência. 
Comparação qualitativa da 
estratigrafia do subsolo. 
2 – Ensaio de Cone (CPT) Granulares - 
Avaliação contínua da 
compacidade e resistência de 
solos granulares. Avaliação 
contínua de resistência não 
drenada de solos argilosos. 
3 – Ensaio de Palheta Coesivos Granulares 
Avaliação contínua da 
compacidade e resistência de 
solos granulares. Avaliação 
contínua de resistência não 
drenada de solos argilosos. 
4 – Ensaio pressiométrico Granulares - 
Coeficiente de empuxo no 
repouso; compressibilidade e 
resistência ao cisalhamento. 
 
 
 
3.2.1 Sondagem de Simples Reconhecimento – SPT (Standard Penetration test) 
 
As sondagens de simples reconhecimento são instrumentos básicos para investigação de solos em 
Geologia de Engenharia e Engenharia de fundações. 
O SPT(Standard Penetration test) é padronizado segundo a norma da ABNT (Associação Brasileira 
de Normas Técnicas) – NBR 6484: Solo – Sondagens de Simples Reconhecimento com SPT – Método 
de ensaio. O ensaio tem como finalidade: 
 
1 – Determinar os tipo de solos e suas respectivas profundidades; 
2 – Posição do nível d’água 
3 – Índices de resistência do solo (NSPT) a cada metro 
 
O princípio do ensaio é a perfuração e cravação, a cada metro, do amostrador padrão, resultando 
na determinação do tipo do solo e de um índice resistência, bem como da observação do nível do lençol 
freático. 
A aparelhagem padrão, conforme citado na norma NBR 6484, possui equipamentos como 
caixa dágua ou tambor, com divisória para decantação; bomba dágua centrifuga; recipientes para 
amostras, trena, medidor de nível dágua, martelo padronizado, cabeças de bateria, amostrador padrão, 
trépano de lavagem, trado helicoidal e concha, tubos de revestimento, composição para perfuração ou 
cravação e a torre de roldana. 
O processo de perfuração do subsolo, conforme a norma supracitada inicia-se com a utilização 
do trado concha ou cavadeira manual até atingir 1m. No caso dessa dissertação a escavação com trado 
perfurou até 3m, devido a existência de sedimentos antropogênicos, que poderiam interferir na 
interpretação no NSPT. 
O SPT consiste no processo de cravação do amostrador padrão até completar os 45 cm 
(divididos em três segmentos de 15 cm) de penetração por meio de impactos sucessivos do martelo 
padronizado de 65 kg caindo livremente a uma altura de 75 cm, anotando-se separadamente, o número 
de golpes necessários à cravação de cada segmento de 15 cm do amostrador padrão. A cravação dos30 
cm finais é o índice NSPT, conforme figura 2. Esse procedimento é repetido a cada metro. 
 
 
Figura 2 - Esquema ilustrativo para definição do NSPT. Fonte: Alves (2016). 
 
O NSPT poderá ser dado como encerrado quando atingido o impenetrável, ou quando alcançar a 
cota estabelecida pelo contratante. No caso da norma NBR 6484, antes dos 45 cm nos seguintes casos: 
1 – Quando o número de golpes ultrapassarem 30, em qualquer dos três segmentos; 
2 – Um total de 50 golpes tiver sido aplicado durante toda a cravação; 
3 – O amostrador padrão não avançar durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo. 
Quando o processo de perfuração por circulação de água, associado aos ensaios penetrométricos, deve 
ser utilizado até onde se obtiver, nesses ensaios, uma das seguintes condições: 
1 – Quando, em 3m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm iniciais do amostrador 
padrão; 
2 – Quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm iniciais do amostrador 
padrão; 
3 – Quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 45 cm do amostrador padrão. 
 
A tabela 1 a seguir, apresenta os estados de compacidade e consistência dos materiais, segundo a NBR 
6484/2001. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1 – Tabela com estados de compacidade e consistência dos materiais. Fonte: NBR 6484/2001 
 
 
3.2.2 Ensaio de Conepenetrometria Quasi-Estática (CPT) 
 
Este ensaio consiste na medida do esforço necessário para a cravação do solo de um cone penetrômetro 
padronizado sob velocidade constante. Importante frisar que especificamente neste ensaio é indicado o 
valor da resistência de ponta ( qc ou qT), o valor da resistência lateral, total e localizada (fs). 
Existem dois tipos básicos de ensaio de penetração quase-estática do cone: 
 
- Descontínuo: Uso de penetrômetro ou cone mecânico; 
- Contínuo: Uso de penetrômetro ou cone elétrico (também chamado de piezocone). 
 
No CPT contínuo com uso de cone elétrico há um piezocone provido de um sensor com duas células 
de carga e um sensor de poropressão (pressão de água entre os grãos do solo). 
 
Através dos valores das resistências de ponta (qc ou qT) e/ou do atrito lateral localizado (fs), 
associados com a profundidade de execução do ensaio, pode-se estimar: 
a) Via correlações de natureza empírica, o módulo de elasticidade (E) dos solos; 
b) Via correlações de natureza semi-empírica, o valor do ângulo de resistência ao cisalhamento 
(∅’) de solos granulares e o valor da resistência ao cisalhamento não drenada (Su) de solos 
coesivos. 
c) Via associação direta do fenômeno; o comportamento de fundações quanto às características de 
deformação e capacidade de suporte. Adicionalmente, através do valor da razão de atrito (fs / 
qc%) pode-se obter o tipo de solo penetrado. 
 
 
3.2.3. Ensaio de Palheta - Vane Test 
Neste ensaio mede-se o torque necessário para a rotação de um molinete ou uma palheta cravada no 
solo, sob velocidade constante. Este ensaio tem como objetivo indicar o valor da resistência ao 
cisalhamento de materiais argilosos, sob condições de carregamento não drenado. É executado em 
geral no interior de furos de sondagens ou perfurações. 
Através de valores do torque e correspondente ângulos de rotação do molinete ou da palheta, pode-se 
determinar os seguintes parâmetros: 
 Resistência ao cisalhamento não drenada - Su; 
 Sensibilidade - St; 
 Razão de sobreadensamento - OCR 
Este ensaio é normatizado pela ABNT NBR 10905/89 e ASTM D2573, e consiste na cravação 
estática de palheta de aço, com seção transversal em formato de cruz com dimensões padronizadas, 
inserida até a posição desejada para a execução do teste. 
 
 Resistência ao cisalhamento não drenada - Su 
Para determinação da resistência não drenada pelo ensaio da palheta, utiliza-se a equação apresentada abaixo, conforme 
determinação da NBR 10905: 
𝑆𝑢 = 0.86
𝑇
𝜋 𝐷3
 
 
 
Em que: T - torque necessário para cisalhar o solo (kNm); D - diâmetro da palheta (m). 
Nota: Esta equação é deduzida para palhetas retangulares para a relação de altura e diâmetro de altura igual ao dobro do diâmetro. 
O ensaio é geralmente realizado em diversas profundidades com a finalidade de se conhecer a variação da resistência ao longo da 
profundidade. Um parâmetro importante que é determinado no do ensaio da palheta é o fator Nkt. Esse fator é importante, porque 
é por meio dele que se determina a resistência não drenada a partir dos ensaios CPTu. 
 
 Sensibilidade - St 
A sensibilidade da argila é determinada pela razão entre a resistência não drenada indeformada (Su) e resistência não drenada 
amolgada (Sur). A equação, a seguir, apresenta essa razão: 
𝑆𝑡 =
𝑆𝑢𝑟
𝑆𝑢
 
 
As faixas de valores da sensibilidade de argilas estão apresentadas na tabela 2 abaixo: 
Tabela 2- Faixas de sensibilidade de argilas. Fonte: Baroni(2010). 
Sensibilidade St 
Argilas sensíveis 1 
Argilas de baixa sensibilidade 1 a 2 
Argilas de média sensibilidade 2 a 4 
Argilas sensíveis 4 a 8 
Argilas com extra sensibilidade 8 a 16 
Argilas com excepcional sensibilidade - quick clays >16 
 
 Razão de sobreadensamento – OCR 
A partir do banco de dados de 96 diferentes argilas, Mayne e Mitchell (1988) propuseram a equação abaixo, para estimativa da 
razão de sobreadensamento (OCR). 
𝑂𝐶𝑅 = 𝛼 (
𝑆𝑢
𝜎1𝑣0
) , 𝛼 = 22(𝐼𝑃)−0,48 
 
Em que: Ip - o índice plasticidade; Su - resistência não drenada; 𝜎1𝑣0 t - tensão efetiva vertical. 
 
 Métodos geofísicos de prospecção (exemplo: Resistividade elétrica e Sísmica de 
refração) 
Dentre os vários métodos geofísicos de prospecção existentes, o da resistividade elétrica e do da 
sísmica de refração são os de uso mais freqüente. Estes métodos apresentam a vantagem de serem 
rápidos e econômicos. Além disso, fornecem informações numa zona mais ampla e não apenas no 
entorno de um furo, como nos processos diretos, porém a interpretação destas informações exige, quase 
sempre, que se levem em consideração as prospecções diretas. 
As cartas geofísicas obtidas por um trabalho de prospecção facilitam o planejamento e 
localização de furos de sondagens, pois evidenciam, com boa aproximação, a zona prospectada. 
Processos Diretos (exemplo: Poços, Trincheiras, Sondagens e trado, Sondagens de simples 
reconhecimento, Sondagens rotativas e Sondagens mistas) 
São perfurações executadas no subsolo. Nestas, pode-se fazer uma observação direta das 
camadas, em furos de grandes diâmetros, ou uma análise por meio de amostras colhidas de furos de 
pequenas dimensões. 
Os métodos diretos de investigação permitem o reconhecimento do solo prospectado, mediante 
análise de amostras provenientes de furos executados no terreno, por processos de perfuração 
expeditos. As amostras deformadas fornecem subsídios para um exame visual-táctil das camadas, e 
sobre elas podem-se executar ensaios de caracterização (teor de umidade, limites de consistência e 
granulometria). Há casos em que é necessária a coleta de amostras indeformadas, para obter-se 
informações seguras sobre o teor de umidade, resistência ao cisalhamento e compressibilidade dos 
solos. 
Pode-se obter, com os métodos diretos, a delimitação entre as camadas do subsolo, a posição do 
nível do lençol freático e indeformações, sobre a consistência das argilas e compacidade das areias. 
 
3.1. Amostragem 
A premissa básica para a obtenção de dados, a partir de amostragem é: “De que adianta possuir 
métodos de cálculo e técnicas laboratoriais de alto requinte, se não é possível contar com boas 
amostras?”. Todas as potencialidades dos métodos e das técnicas perdem-se diante de amostras pouco 
representativas. 
A retirada de amostras de um solo proverá o laboratório de material necessário para, através de 
ensaios, fazer a sua caracterização. Têm-se dois tipos de amostras: deformadas e indeformadas. 
 
3.2.1. Amostra deformada 
 
Esse tipo deamostra deverá ser representativa do solo, quanto a composição granulométrica e 
mineral, não devendo conter vegetação ou qualquer outro elemento estranho ao solo. 
Essa amostragem é utilizada nos ensaios de caracterização do solo (granulometria, limites de 
consistência, massa específica dos sólidos e testes de identificação), para determinar os parâmetros de 
compactação e para moldar corpos de prova, sob determinadas condições de grau de compactação e 
teor de umidade. 
A retirada de uma amostra deformada não exige ferramenta especial, podendo ser realizada desde o 
recolhimento manual, com o auxílio de pás, enxadas até um recolhimento mais profundo com auxílio 
de trados ou amostradores cravados dinamicamente no solo. 
 
3.2.2. Amostra Indeformada 
Quando os dados fornecidos pelos processos de investigação estudados mostrarem-se insuficientes 
na análise do problema em foco, faz-se necessária a coleta de amostras indeformadas. 
Esse tipo de amostra deverá ser representativo do solo quanto à composição granulométrica e 
mineral, teor de umidade e estrutura. 
A coleta desse tipo de amostra pode ocorrer manualmente ou através de amostradores de paredes 
finas. 
A amostragem manual, geralmente, realizada à superfície do terreno ou no interior de um poço e 
acima do nível d´água, ocorre em forma de blocos e anéis. As superfícies expostas das amostras são 
parafinadas e transferidas para laboratórios, aonde devem ser armazenadas em câmaras úmidas, até 
serem ensaiadas. 
As sondagens de simples reconhecimento, quando executadas em diâmetro de 4” e 6”, possibilitam 
também a coleta de amostras indeformadas. Nesse caso, deve ser usado amostradores especiais e um 
processo de cravação em que o amostrador é forçado contra o terreno, num movimento contínuo e 
rápido. 
Para amostragem em solos coesivos e de consistência de mole a média o amostrador de paredes 
finas, tipo SHELBY, é o mais comumente utilizado. Dentre os tipos mais usuais de amostradores de 
parede finas, podemos citar os amostradores de pistão, amostrador sueco e amostrador Deninson. 
 
Como a qualidade das amostras é imprescindível em uma investigação geotécnica, é possível 
observar essa característica das amostras, a partir das categorias descritas abaixo: 
 
CLASSE 1: Amostras que não passaram por distorção nem alteração de volume e que, apresentam 
compressibilidade e características de cisalhamento inalteradas. 
CLASSE 2: Amostras em que o teor de umidade e a compacidade não experimentaram alterações, 
porém foram distorcidas e, as características de resistência ficaram alteradas. 
CLASSE 3: Amostras em que a composição granulométrica, e o teor de umidade não experimentaram 
alterações, porém foram distorcidas e, as características de resistência ficaram alteradas. 
CLASSE 4: Amostras em que a composição granulométrica foi respeitada, mas o teor de umidade e a 
massa específica experimentaram alteração. 
CLASSE 5: Amostras em que até na composição granulométrica houve alteração, por causa da perda 
de partículas finas ou por esmagamento das partículas maiores. 
 
 Investigações geotécncias: A importância de se fazer uma campanha de sondagem para 
melhor definição do projeto e escolha correta da contenção para casos de deslizamentos de 
taludes em encostas ou escolha da fundação 
Para elaboração de um projeto de contenção é necessário identificar as características 
geológicas e geotécnicas das camadas do subsolo que sem encontram no local de interesse. 
Segundo a NBR 11682 (ABNT, 2009, p. 8), “podem ser utilizados quaisquer tipos de 
investigação que forneçam elementos confiáveis para a montagem do modelo de análise, tanto sob o 
ponto de vista geométrico como paramétrico”. 
 O grande objetivo das investigações é propiciar o reconhecimento da estratigrafia do local, 
possibilitando a montagem de perfil geotécnico que fará parte das análises de estabilidade, bem como 
identificar os parâmetros geotécnicos das camadas que comporão o perfil geotécnico e/ou orientar na 
sua definição. 
A abrangência de uma campanha de investigação depende de fatores relacionados às 
características do meio físico, à complexidade da obra e aos riscos envolvidos, que, combinados, 
deverão determinar a estratégia adotada no projeto. 
Com o resultado das sondagens, fazemos correlações do Nspt com parâmetros de resistência dos 
solos, sendo que na prática da engenharia, o ensaio SPT é utilizado, em muitas obras, como a única 
investigação geotécnica para a determinação de parâmetros geotécnicos a serem adotados nos projetos. 
No caso de encostas é sempre bom seguir com a sondagem mista e rotativa para passar 
através de matações e blocos e se possível buscar a rocha sã. Salienta-se, nesse ponto, que a 
determinação de parâmetros de resistência com base em uma simples sondagem SPT é realizada por 
meio de correlações, que podem ser extrapoladas de forma não apropriada, não se aplicando a toda e 
qualquer situação. 
O resultado da campanha de sondagem mista bem elaborada define um perfil geológico-
geotécnico mostrando as diversas camadas de solo, alteração de rocha, matacão e rocha sã bem como 
possíveis falhas geológicas não previsíveis de um determinado local onde tenha ocorrido evidência de 
trincas, rachaduras ou até mesmo escorregamentos de solo, queda de blocos ou as situações em 
conjunto, gerando de alguma forma algum sinistro que cause risco ao patrimônio e vidas humanas. 
Durante a realização da sondagem é de extrema importância a pesquisa sobre a presença do 
lençol freático, considerando em quais camadas ele pode interferir, pois a água do lençol freático não 
só pode influenciar no acréscimo de peso molhado ao solo no cálculo de segurança na pior hipótese 
para estudos de talude e contenções existentes em geral, como pode também funcionar como 
lubrificação entre as camadas distintas de solo/rocha funcionando como lubrificante, podendo favorecer 
o deslizamento translacional entre as camadas. Sendo assim, a questão do nível freático é de grande 
relevância no estudo Geotécnico. 
 
 
Figura 3 - Caixa de testemunhos de sondagem mista coletados após a execução de um furo de sondagem de cerca de 23,00 m de 
profundidade na crista de um talude . Fonte: https://sites.google.com/site/geotecniaefundacao 
 
Considerando o que se pretende construir, unindo os resultados obtidos com os levantamentos 
topográficos, sondagens, programas de estabilidade e demais estudos geológico - geotécnicos inclusive 
meio ambiente, disponibiliza-se o referencial técnico/tecnológico para a realização do projeto e 
definição correta do estudo de viabilidade técnica e econômica e financeira para que se possa de uma 
maneira segura, a garantia da estabilidade e de um bom projeto de contenção que se tenha segurança 
pela atual legislação vigente garantindo um fator de segurança normativo geralmente entre 1,2 a 1,5 
dependendo do risco específico avaliado pelo engenheiro geotécnico, para que possa ter segurança e 
conforto para execução do empreendimento de forma a que se tenha benefício técnico e financeiro com 
toda a segurança. 
 
 
Figura 4 - “Log’s de sondagem” - Executados decorrente da classificação geológico - geotécnica em campo. 
Fonte: www.suportesolos.com.br 
 
 
 
3.2. Questões de fixação 
QUESTÃO 5: Descreva um tipo de amostrador de paredes finas, enfatizando a sua aplicabilidade, 
metodologia de uso e vantagens/desvantagens. 
QUESTÃO 6: Escolha um tipo de cada método (indireto, semidireto e direto), descreva cada um 
deles, destacando a aplicabilidade e os resultados de cada um, em seguida relacione-os entre si, 
considerando a importância deles numa investigação geotécnica. 
 
PARTE 4 – MECÂNICA DAS ROCHAS 
Para as obras de grande porte, dentre elas as de mineração, é muito importante o conhecimento da 
capacidade de resistência dos materiais que serão solicitados. Essa capacidade é uma das principais 
diferenças entre solos e rocha. 
No