MECÂNICA DOS SOLOS_APRESENTAÇÃO DE AULAS_3º PARTE

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Professor: Euder de Souza Marques
MECÂNICA DOS SOLOS E GEOLOGIA
3. ÍNDICES FÍSICOS
� O solo é composto por um grande número de partículas, com dimensões e formas variadas, que
formam o seu esqueleto sólido. Esta estrutura não é maciça e por isso não ocupa todo o volume
do solo, ela é porosa e portanto possui vazios;
� Solo saturado: vazios completamente ocupados por água;
� Solo seco: vazios completamente ocupados por ar;
� Solo natural: vazios ocupados por água e ar (como são encontrados na natureza).
� Por isso, de modo geral, dizemos que o solo é composto por três fases: sólidos, água e ar.
� O comportamento mecânico de um solo depende da quantidade relativa de cada uma destas três
fases.
3. ÍNDICES FÍSICOS
� A figura abaixo representa esquematicamente as 03 fases que normalmente ocorrem nos 
solos:
3. ÍNDICES FÍSICOS
� Desenho esquemático do solo seco
� Desenho esquemático do solo saturado
3. ÍNDICES FÍSICOS
3. ÍNDICES FÍSICOS
• CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS NO SOLO
� ÁGUA LIVRE: é aquela água que possui liberdade de se movimentar através dos vazios do solo. 
Pode estar em equilíbrio hidrostático ou em movimento;
� ÁGUA CAPILAR: é a água que nos solos finos sobe pelos interstícios capilares deixados pelas 
partículas sólidas. Capilaridade é a propriedade pela qual a água alcança em tubos de pequeno 
diâmetro, pontos situados acima do nível freático (ex.: umidade nos pés de parede das residências);
� ÁGUA ADSORVIDA: é uma película de água que adere às partículas dos solos finos devido à ação 
de forças eletro-químicas;
� ÁGUA ESTRUTURAL: é a água que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida;
� ÁGUA HIGROSCÓPICA: água que o solo possui quando em equilíbrio com a umidade atmosférica 
e a temperatura ambiente.
3. ÍNDICES FÍSICOS
� IDENTIFICAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
• Para identificar o estado do solo, empregam-se os índices que correlacionam os pesos e 
os volumes das três frações físicas constituintes (sólidos, água e ar). Seguem abaixo os 
índices físicos dos solos:
� TEOR DE UMIDADE – Relação entre o peso da água e o peso de sólidos. É expresso pela 
letra “h”. Para sua determinação, pesa-se o solo em seu estado natural, seca-se em estufa 
a 105°C e pesa-se novamente. 
h = Teor umidade (%)
� Para solos saturados, ou seja, com volume de vazios completo de água, temos a 
umidade de saturação, calculada pela mesma fórmula, porém para o peso de 
água equivalente ao volume de vazios:
3. ÍNDICES FÍSICOS
� IDENTIFICAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� ÍNDICE DE VAZIOS – Relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas. Não 
pode ser calculado diretamente, mas é calculado a partir dos outros índices. 
e = índice de vazios (adimensional)
� POROSIDADE: Relação entre o volume de vazios e o total. Indica o mesmo que o 
índice de vazios, mas em relação ao volume total do solo. 
n = porosidade (%)
Classificação da porosidade e do índice de vazios nos solos
3. ÍNDICES FÍSICOS
� IDENTIFICAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� GRAU DE SATURAÇÃO – Relação entre o volume de água e volume de vazios. Varia de 0 
(solo seco) a 100% (solo saturado).
S = grau de saturação (%)
� PESO ESPECÍFICO NATURAL – Relação entre o peso total do solo e seu 
volume total. Expresso pelo símbolo Ɣnat ou Ɣ.
Ɣnat ou Ɣ = peso específico natural (g/cm³, kg/m³, KN/m³, etc)
Classificação do solo quanto ao grau de saturação
3. ÍNDICES FÍSICOS
� IDENTIFICAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO – Relação entre o peso dos sólidos e o 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. Não é determinado diretamente em 
laboratório, mas calculado a partir do peso específico natural e da umidade. Largamente 
utilizado em ensaios de compactação.
� PESO ESPECÍFICO APARENTE SATURADO – Peso específico do solo se viesse a ficar 
saturado e se isto ocorrese sem variação de volume, ou seja, o volume de vazios está 
completo com água, não tem ar no solo.
Ɣsat = peso específico natural (g/cm³, kg/m³, KN/m³, etc)
Ɣs = peso específico natural (g/cm³, kg/m³, KN/m³, etc)
3. ÍNDICES FÍSICOS
� IDENTIFICAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� PESO ESPECÍFICO SUBMERSO – É o peso específico efetivo do solo quando submerso. 
Serve para cálculos de tensões efetivas. É igual ao peso específico natural menos o peso 
específico da água.
Ɣsub = peso específico natural (g/cm³, kg/m³, KN/m³, etc)
3. ÍNDICES FÍSICOS
• PESO ESPECÍFICO DOS GRÃOS – Relação entre o peso das partículas sólidas e seu volume. É 
determinado em laboratório num picnômetro.
3. ÍNDICES FÍSICOS
� IDENTIFICAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� A determinação dos índices físicos dos solos é obtida através de ensaios de laboratório;
� Os principais solos brasileiros apresentam as características abaixo:
3. ÍNDICES FÍSICOS
� DERIVAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� Dos índices físicos vistos anteriormente, três são determinados diretamente em laboratório:
� Umidade (h);
� Peso específico dos grão (Ɣg);
� Peso específico natural (Ɣ ou Ɣnat)
� Algumas correlações resultam diretamente da definição dos índices:
3. ÍNDICES FÍSICOS
� DERIVAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
� Alguns autores adotam a simbologia da nomenclatura americana. A tabela abaixo correlaciona a 
nomenclatura brasileira com a americana, com a simbologia adotada em cada situação.