MECÂNICA DOS SOLOS I Conceitos introdutórios

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MECÂNICA DOS SOLOS I Conceitos introdutórios 
1.INTRODUÇÃO AO CURSO.4 1.1 Importância do estudo dos solos4 1.2 A mecânica dos 
solos, a geotecnia e disciplinas relacionadas.4 1.3 Aplicações de campo da mecânica dos 
solos.5 1.4 Desenvolvimento do curso.5 
2.ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS.6 2.1Conceituação de solo e de rocha.6 2.2 
Intemperismo. 6 2.3Ciclo rocha − solo.8 2.4Classificação do solo quanto a origem e formação. 
10 
3.TEXTURA E ESTRUTURA DOS SOLOS.17 3.1Tamanho e forma das partículas.17 
3.2Identificação táctil visual dos solos.18 3.3 Análise granulométrica. 20 3.4Designação 
segundo NBR 6502.23 3.5Estrutura dos solos.24 3.6Composição química e mineralógica25 
 
5.LIMITES DE CONSISTÊNCIA.29 5.1Noções básicas29 5.2Estados de consistência.29 
5.3Determinação dos limites de consistência.30 5.4Índices de consistência32 5.5Alguns 
conceitos importantes.3 
6.CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS.36 6.1Classificação segundo o Sistema Unificado de 
Classificação dos Solos (SUCS).37 6.2Classificação segundo a AASHTO.42 
7. ÍNDICES FÍSICOS. 46 7.1 Generalidades. 46 7.2Relações entre volumes.46 7.3Relação 
entre pesos e volumes − pesos específicos ou entre massas e volumes − massa específica.47 
7.4Diagrama de fases.48 7.5Utilização do diagrama de fases para a determinação das relações 
entre os diversos índices físicos.49 7.6 Densidade relativa 49 7.7Ensaios necessários para 
determinação dos índices físicos.50 
8.DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES NO SOLO52 8.1 Introdução. 52 8.2Tensões em uma massa 
de solo.52 8.3Cálculo das tensões geostáticas.54 8.4Exemplo de aplicação.56 8.5Acréscimos 
de tensões devido à cargas aplicadas.57 
9. COMPACTAÇÃO. 73 9.1 Introdução 73 9.2O emprego da compactação73 9.3Diferenças 
entre compactação e adensamento.73 9.4Ensaio de compactação 74 9.5Curva de 
compactação.74 9.6Energia de compactação.76 9.7Influência da compactação na estrutura 
dos solos.7 9.8Influência do tipo de solo na curva de compactação77 9.9Escolha do valor de 
umidade para compactação em campo78 9.10 Equipamentos de campo79 9.1 Controle da 
compactação.81 9.12 Índice de suporte Califórnia (CBR).83 
10.INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO.86 10.1 Introdução.86 10.2 Métodos de prospecção 
geotécnica.87 
NOTA DOS AUTORESEste trabalho foi desenvolvido apoiando−se na estruturação e 
ordenação de tópicos já existentes no Departamento de Ciência e Tecnologia dos Materiais 
(DCTM), relativos à disciplina Mecânica dos Solos. Desta forma, a ordenação dos capítulos do 
trabalho e a sua lógica de apresentação devem muito ao material desenvolvido pelos 
professores deste Departamento, antes do ingresso do professor Sandro 
Lemos Machado à UFBA, o que se deu em 
1997.Valeressaltartambémqueocapítulodeorigemeformaçãodossolos,cujo conteúdo é 
apresentado no volume 1 deste trabalho, tem a sua fundamentação no material elaborado, com 
uma enorme base de conhecimento regional, pelos professores do DCTM e pelo aluno 
Maurício de Jesus Valadão, apresentado em um volume de notas de aulas , de grande valor 
didático e certamente referência bibliográfica obrigatória para os alunos que cursam a disciplina 
Mecânica dos Solos. 
4 1. INTRODUÇÃO AO CURSO 
Quase todas as obras de engenharia têm, de alguma forma, de transmitir as cargas sobre elas 
impostas ao solo. Mesmo as embarcações, ainda durante o seu período de construção, 
transmitem ao solo as cargas devidas ao seu peso próprio. Além disto, em algumas obras, o 
solo é utilizado como o próprio material de construção, assim como o concreto e o aço são 
utilizados na construção de pontes e edifícios. São exemplos de obras que utilizam o solo 
como material de construção os aterros rodoviários, as bases para pavimentos de aeroportos e 
as barragens de terra, estas últimas podendo ser citadas como pertencentes a uma categoria 
de obra de engenharia a qual é capaz de concentrar, em um só local, uma enorme quantidade 
de recursos, exigindo para a sua boa construção uma gigantesca equipe de trabalho, calcada 
principalmente na interdisciplinaridade de seus componentes. O estudo do comportamento do 
solo frente às solicitações a ele impostas por estas obras é portanto de fundamental 
importância. Pode−se dizer que, de todas as obras de engenharia, aquelas relacionadas ao 
ramo do conhecimento humano definido como geotecnia (do qual a mecânica do solos faz 
parte), são responsáveis pela maior parte dos prejuízos causados à humanidade, sejam eles 
de natureza econômica ou mesmo a perda de vidas humanas. No Brasil, por exemplo, devido 
ao seu clima tropical e ao crescimento desordenado das metrópoles, um sem número de 
eventos como os deslizamentos de encostas ocorrem, provocando enormes prejuízos e 
ceifando a vida de centenas de pessoas a cada ano. Vê−se daqui a grande importância do 
engenheiro geotécnico no acompanhamento destas obras de engenharia, evitando por vezes a 
ocorrência de desastres catastróficos. 
Por ser o solo um material natural, cujo processo de formação não depende de forma direta da 
intervenção humana, o seu estudo e o entendimento de seu comportamento depende de uma 
série de conceitos desenvolvidos em ramos afins de conhecimento. A mecânica dos solos é o 
estudo do comportamento de engenharia do solo quando este é usado ou como material de 
construção ou como material de fundação. Ela é uma disciplina relativamente jovem da 
engenharia civil, somente sistematizada e aceita como ciência em 1925 por Terzaghi (Terzaghi, 
1925), que é conhecido com todos os méritos, como o pai da mecânica dos solos. 
Um entendimento dos princípios da mecânica dos sólidos é essencial para o estudo da 
mecânica dos solos. O conhecimento e aplicação de princípios de outras matérias básicas 
como física e química são também úteis no entendimento desta disciplina. Por ser um material 
de origem natural, o processo de formação do solo, o qual é estudado pela geologia, irá 
influenciar em muito no seu comportamento. O solo, como veremos adiante, é um material 
trifásico, composto basicamente de ar, água e partículas sólidas. A parte fluida do solo (ar e 
água) pode se apresentar em repouso ou pode se movimentar pelos seus vazios mediante a 
existência de determinadas forças. O movimento da fase fluida do solo é estudado com base 
em conceitos desenvolvidos pela mecânica dos fluidos. Pode−se citar ainda algumas 
disciplinas, como a física dos solos, ministrada em cursos de agronomia, como de grande 
importância no estudo de uma mecânica dos solos mais avançada, denominada de mecânica 
dos solos não saturados. Além disto, o estudo e o desenvolvimento da mecânica dos solos são 
fortemente amparados em bases experimentais, a partir de ensaios de campo e laboratório. 
A aplicação dos princípios da mecânica dos solos para o projeto e construção de fundações é 
denominada de "engenharia de fundações". A engenharia geotécnica (ou geotecnia) pode ser 
considerada como a junção da mecânica dos solos, da engenharia de fundações, da mecânica 
das rochas, da geologia de engenharia e mais recentemente da geotecnia ambiental, que trata 
de problemas como transporte de contaminantes pelo solo, avaliação de locais impactados, 
projetos de sistemas de proteção em aterros sanitários, etc. 
Fundações: As cargas de qualquer estrutura têm de ser, em última instância, descarregadas no 
solo através de sua fundação. Assim a fundação é uma parte essencial de qualquer estrutura. 
Seu tipo e detalhes de sua construção podem ser decididos somente com o conhecimento e 
aplicação de princípios da mecânica dos solos. 
Obras subterrâneas e estruturas de contenção: Obras subterrâneas como estruturas de 
drenagem, dutos, túneis e as obras de contenção como os muros de arrimo, cortinas 
atirantadas somente podem ser projetadas e construídas usando os princípiosda mecânica 
dos solos e o conceito de "interação solo−estrutura". 
Projeto de pavimentos: o projeto de pavimentos pode consistir de pavimentos flexíveis ou 
rígidos. Pavimentos flexíveis dependem mais do solo subjacente para transmissão das cargas 
geradas pelo tráfego. Problemas peculiares no projeto de pavimentos flexíveis são o efeito de 
carregamentos repetitivos e problemas devidos às expansões e contrações do solo por 
variações em seu teor de umidade. 
Escavações, aterros e barragens: A execução de escavações no solo requer freqüentemente o 
cálculo da estabilidade dos taludes resultantes. Escavações profundas podem necessitar de 
escoramentos provisórios, cujos projetos devem ser feitos com base na mecânica dos solos. 
Para a construção de aterros e de barragens de terra, onde o solo é empregado como material 
de construção e fundação, necessita−se de um conhecimento completo do comportamento de 
engenharia dos solos, especialmente na presença de água. O conhecimento da estabilidade de 
taludes, dos efeitos do fluxo de água através do solo, do processo de adensamento e dos 
recalques a ele associados, assim como do processo de compactação empregado é essencial 
para o projeto e construção eficientes de aterros e barragens de terra. 
Este curso de mecânica dos solos pode ter sua parte teórica dividida em duas partes: uma 
parte envolvendo os tópicos origem e formação dos solos, textura e estrutura dos solos, análise 
granulométrica, estudo das fases ar−água−partículas sólidas, limites de consistência, índices 
físicos e classificação dos solos, onde uma primeira aproximação é feita com o tema solos e 
uma segunda parte, envolvendo os tópicos pressões geostáticas, compactação, 
permeabilidade dos solos, compressibilidade dos solos, resistência ao cisalhamento e empuxos 
de terra, onde um tratamento mais fundamentado na ótica da engenharia civil é dado aos 
solos. 
6 2. ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS. 
Quando mencionamos a palavra solo já nos vem a mente uma idéia intuitiva do que se trata. 
No linguajar popular a palavra solo está intimamente relacionada com a palavra terra, a qual 
poderia ser definida como material solto, natural da crosta terrestre onde habitamos, utilizado 
como material de construção e de fundação das obras do homem. Uma definição precisa e 
teoricamente sustentada do significado da palavra solo é contudo bastante difícil, de modo que 
o termo solo adquire diferentes conotações a depender do ramo do conhecimento humano que 
o emprega. Para a agronomia, o termo solo significa o material relativamente fofo da crosta 
terrestre, consistindo de rochas decompostas e matéria orgânica, o qual é capaz de sustentar a 
vida. Desta forma, os horizontes de solo para agricultura possuem em geral pequena 
espessura. Para a geologia, o termo solo significa o material inorgânico não consolidado 
proveniente da decomposição das rochas, o qual não foi transportado do seu local de 
formação. Na engenharia, é conveniente definir como rocha aquilo que é impossível escavar 
manualmente, que necessite de explosivo para seu desmonte. Chamamos de solo, a rocha já 
decomposta ao ponto granular e passível de ser escavada apenas com o auxílio de pás e 
picaretas ou escavadeiras. 
A crosta terrestre é composta de vários tipos de elementos que se interligam e formam 
minerais. Esses minerais poderão estar agregados como rochas ou solo. Todo solo tem origem 
na desintegração e decomposição das rochas pela ação de agentes intempéricos ou 
antrópicos. As partículas resultantes deste processo de intemperismo irão depender 
fundamentalmente da composição da rocha matriz e do clima da região. Por ser o produto da 
decomposição das rochas, o solo invariavelmente apresenta um maior índice de vazios do que 
a rocha mãe, vazios estes ocupados por ar, água ou outro fluido de natureza diversa. Devido 
ao seu pequeno índice de vazios e as fortes ligações existentes entre os minerais, as rochas 
são coesas, enquanto que os solos são granulares. Os grãos de solo podem ainda estar 
impregnados de matéria orgânica. Desta forma, podemos dizer que para a engenharia, solo é 
um material granular composto de rocha decomposta, água, ar (ou outro fluido) e 
eventualmente matéria orgânica, que pode ser escavado sem o auxílio de explosivos. 
Intemperismo é o conjunto de processos físicos, químicos e biológicos pelos quais a rocha se 
decompõe para formar o solo. Por questões didáticas, o processo de intemperismo é 
freqüentemente dividido em três categorias: intemperismo físico químico e biológico. Deve se 
ressaltar contudo, que na natureza todos estes processos tendem a acontecer ao mesmo 
tempo, de modo que um tipo de intemperismo auxilia o outro no processo de transformação 
rocha−solo. 
Os processos de intemperismo físico reduzem o tamanho das partículas, aumentando sua área 
de superfície e facilitando o trabalho do intemperismo químico. Já os processos químicos e 
biológicos podem causar a completa alteração física da rocha e alterar suas propriedades 
químicas. 
É o processo de decomposição da rocha sem a alteração química dos seus componentes. Os 
principais agentes do intemperismo físico são citados a seguir: 
Variações de Temperatura − Da física sabemos que todo material varia de volume em função 
de variações na sua temperatura. Estas variações de temperatura ocorrem entre o dia e a noite 
e durante o ano, e sua intensidade será função do clima local. Acontece que uma rocha é 
geralmente formada de diferentes tipos de minerais, cada qual possuindo uma constante de 
dilatação térmica diferente, o que faz a rocha deformar de maneira desigual em seu interior, 
provocando o aparecimento de tensões internas que tendem a fraturá−la. Mesmo rochas com 
uma uniformidade de componentes não têm uma arrumação que permita uma expansão 
uniforme, pois grãos compridos deformam mais na direção de sua maior dimensão, tendendo a 
gerar tensões internas e auxiliar no seu processo de desagregação. 
Repuxo coloidal − O repuxo coloidal é caracterizado pela retração da argila devido à sua 
diminuição de umidade, o que em contato com a rocha gera tensões capazes de fraturá− la. 
Ciclos gelo/degelo− As fraturas existentes nas rochas podem se encontrar parcialmente ou 
totalmente preenchidas com água. Esta água, em função das condições locais, pode vir a 
congelar, expandindo−se e exercendo esforços no sentido de abrir ainda mais as fraturas 
preexistentes na rocha, auxiliando no processo de intemperismo (a água aumenta em cerca de 
8% o seu volume devido à arrumação das partículas durante a cristalização). Vale ressaltar 
também que a água transporta substâncias ativas quimicamente, incluindo sais que ao 
reagirem com ácidos provocam cristalização com aumento de volume. 
Alívio de pressões − Alívio de pressões irá ocorrer em um maciço rochoso sempre que da 
retirada de material sobre ou ao lado do maciço, provocando a sua expansão, o que por sua 
vez, irá contribuir no fraturamento, estricções e formação de juntas na rocha. Estes processos, 
isolados ou combinados (caso mais comum) "fraturam" as rochas continuamente, o que 
permite a entrada de agentes químicos e biológicos, cujos efeitos aumentam a fraturação e 
tende a reduzir a rocha a blocos cada vez menores. 
É o processo de decomposição da rocha com a alteração química dos seus componentes. Há 
várias formas através das quais as rochas decompõem−se quimicamente. Pode−se dizer, 
contudo, que praticamente todo processo de intemperismo químico depende da presença da 
água. Entre os processos de intemperismo químico destacam−se os seguintes: 
Hidrólise − Dentre os processos de decomposição química do intemperismo, a hidrólise é a que 
se reveste de maior importância, porque é o mecanismo que leva adestruição dos silicatos, 
que são os compostos químicos mais importantes da litosfera. Em resumo, os minerais na 
presença dos íons H+ liberados pela água são atacados, reagindo com os mesmos. O H+ 
penetra nas estruturas cristalinas dos minerais desalojando os seus íons originais (Ca++, K+, 
Na+, etc.) causando um desequilíbrio na estrutura cristalina do mineral e levando−o a 
destruição. 
Hidratação − Como a própria palavra indica, é a entrada de moléculas de água na estrutura dos 
minerais. Alguns minerais quando hidratados (feldspatos, por exemplo) sofrem expansão, 
levando ao fraturamento da rocha. 
Carbonatação − O ácido carbônico é o responsável por este tipo de intemperismo. O 
intemperismo por carbonatação é mais acentuado em rochas calcárias por causa da diferença 
de solubilidade entre o CaCo3 e o bicarbonato de cálcio formado durante a reação. 
Os diferentes minerais constituintes das rochas originarão solos com características diversas, 
de acordo com a resistência que estes tenham ao intemperismo local. Há, inclusive, minerais 
que têm uma estabilidade química e física tal que normalmente não são decompostos. O 
quartzo, por exemplo, por possuir uma enorme estabilidade física e química é parte 
predominante dos solos grossos, como as areias e os pedregulhos. 
Neste caso a decomposição da rocha se dá graças a esforços mecânicos produzidos por 
vegetais através das raízes, por animais através de escavações dos roedores, da atividade de 
minhocas ou pela ação do próprio homem, ou de ambos, ou ainda pela liberação de 
substâncias agressivas quimicamente, intensificando assim o intemperismo químico, seja pela 
decomposição de seus corpos ou através de secreções como é o caso dos ouriços do mar. 
Logo, os fatores biológicos de maior importância incluem a influência da vegetação no 
processo erosivo da rocha e o ciclo de meio ambiente entre solo e planta e entre animais e 
solo. Pode−se dizer que o intemperismo biológico é uma categoria do intemperismo químico 
em que as reações químicas que ocorrem nas rochas são propiciadas por seres vivos. 
O intemperismo químico possui um poder de desagregação da rocha muito maior do que o 
intemperismo físico. Deste modo, solos gerados em regiões onde há a predominância do 
intemperismo químico tendem a ser mais profundos e mais finos do que aqueles solos 
formados em locais onde há a predominância do intemperismo físico. Além disto, obviamente, 
os solos originados a partir de uma predominância do intemperismo físico apresentarão uma 
composição química semelhante à da rocha mãe, ao contrário daqueles solos formados em 
locais onde há predominância do intemperismo químico. 
Conforme relatado anteriormente, 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. 
Como vimos, todo solo provém de uma rocha pré−existente, mas dada a riqueza da sua 
formação não é de se esperar do solo uma estagnação a partir de um certo ponto. Como em 
tudo na natureza, o solo continua suas transformações, podendo inclusive voltar a ser rocha. 
De forma simplificada, definiremos a seguir um esquema de transformações que vai do magma 
ao solo sedimentar e volta ao magma (fig. 2.1). 
No interior do Globo Terrestre, graças às elevadas pressões e temperaturas, os elementos 
químicos se encontram em estado líquido formando o magma (fig. 2.1 −6). 
A camada sólida da Terra, pode romper−se em pontos localizados e deixar escapar o magma. 
Desta forma, haverá um resfriamento brusco do magma (fig. 2.1 linha 6−1), que se 
transformará em rochas ígneas, nas quais não haverá tempo suficiente para o desenvolvimento 
de estruturas cristalinas mais estáveis. O processo indicado pela linha 6−1 é denominado de 
extrusão vulcânica ou derrame e é responsável pela formação da rocha ígnea denominada de 
basalto. A depender do tempo de resfriamento, o basalto pode mesmo vir a apresentar uma 
estrutura vítrea. 
Quando o magma não chega à superfície terrestre, mas ascende a pontos mais próximos à 
superfície, com menor temperatura e pressão, ocorre um resfriamento mais lento (fig. 2.1 linha 
6−7), o que permite a formação de estruturas cristalinas mais estáveis, e, portanto, de rochas 
mais resistentes, denominadas de intrusivas ou plutônicas (diabásio, gabro e granito). 
 
Figura 2.1 − Ciclo rocha − solo 
Podemos avaliar comparativamente as rochas vulcânicas e plutônicas pelo tamanho dos 
cristais, o que pode ser feito facilmente a olho nu ou com o auxílio de lupas. Cristais maiores 
indicam uma formação mais lenta, característica das rochas plutônicas, e vice−versa. 
Uma vez exposta, (fig. 2.1−1), a rocha sofre a ação das intempéries e forma os solos residuais 
(fig. 2.1−2), os quais podem ser transportados e depositados sobre outro solo de qualquer 
espécie ou sobre uma rocha (fig. 2.1 linha 2−3), vindo a se tornar um solo sedimentar. 
A contínua deposição de solos faz aumentar a pressão e a temperatura nas camadas mais 
profundas, que terminam por ligarem seus grãos e formar as rochas sedimentares (fig. 2.1 linha 
3−4), este processo chama−se litificação ou diagênese. 
As rochas sedimentares podem, da mesma maneira que as rochas ígneas, aflorarem à 
superfície e reiniciar o processo de formação de solo ( fig. 2.1 linha 4−1), ou de forma inversa, 
as deposições podem continuar e conseqüentemente prosseguir o aumento de pressão e 
temperatura, o que irá levar a rocha sedimentar a mudar suas características texturais e 
mineralógicas, a achatar os seus cristais de forma orientada transversalmente à pressão e a 
aumentar a ligação entre os cristais (fig. 2.1 linha 4−5). O material que surge daí tem 
características tão diversas da rocha original, que muda a sua designação e passa a se chamar 
rocha metamórfica. 
Naturalmente, a rocha metamórfica está sujeita a ser exposta (fig. 2.1 linha 5−1), decomposta e 
formar solo. Se persistir o aumento de pressão e temperatura graças à deposição de novas 
camadas de solo, a rocha fundirá e voltará à forma de magma (fig. 2.1 linha 5−6). 
Obviamente, todos esses processos. com exceção do vulcanismo e de alguns transportes mais 
rápidos, ocorrem numa escala de tempo geológica, isto é, de milhares ou milhões de anos. 
Há diferentes maneiras de se classificar os solos, como pela origem, pela sua evolução, pela 
presença ou não de matéria orgânica, pela estrutura, pelo preenchimento dos vazios, etc. 
Neste item apresentar−se−á uma classificação genética para os solos, ou seja, iremos 
classificá−los conforme o seu processo geológico de formação. 
Nesta classificação genética, os solos são divididos em dois grandes grupos, sedimentares e 
residuais, a depender da existência ou não de um agente de transporte na sua formação, 
respectivamente. Os principais agentes de transporte atuando na formação dos solos 
sedimentares são a água, o vento e a gravidade. Estes agentes de transporte influenciam 
fortemente nas propriedades dos solos sedimentares, a depender do seu grau de seletividade. 
São solos que permanecem no local de decomposição da rocha. Para que eles ocorram é 
necessário que a velocidade de decomposição da rocha seja maior do que a velocidade de 
remoção do solo por agentes externos. 
A velocidade de decomposição depende de vários fatores, entre os quais a temperatura, o 
regime de chuvas e a vegetação. As condições existentes nas regiões tropicais são favoráveis 
a degradações mais rápidas da rocha, razão pela qual há uma predominância de solos 
residuais nestas regiões (centro sul do Brasil, por exemplo). 
Como a ação dasintempéries se dá, em geral, de cima para baixo, as camadas superiores 
são, via de regra, mais trabalhadas que as inferiores. Este fato nos permite visualizar todo o 
processo evolutivo do solo, de modo que passamos de uma condição de rocha sã, para 
profundidades maiores, até uma condição de solo residual maduro, em superfície. A fig. 2.2 
ilustra um perfil típico de solo residual. 
 
Figura 2.2 − Perfil típico de solo residual. Modificado de Nogueira (1995) 
Conforme se pode observar da fig. 2.2, a rocha sã passa paulatinamente à rocha fraturada, 
depois ao saprolito, ao solo residual jovem e ao solo residual maduro. Em se tratando de solos 
residuais, é de grande interesse a identificação da rocha sã, pois ela condiciona, entre outras 
coisas, a própria composição química do solo. 
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. Visualmente pode confundir−se com uma rocha alterada, mas apresenta pequena 
resistência ao manuseio. Nos horizontes saprolíticos é comum a ocorrência de grandes blocos 
de rocha denominados de matacões, responsáveis por muitos problemas quando do projeto de 
fundações. 
O solo residual jovem apresenta boa quantidade de material que pode ser classificado como 
pedregulho (# > 4,8 m). 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, comumente existindo blocos da rocha no seu interior. 
Pode−se dizer também que nos horizontes de solo jovem e saprolítico as sondagens a 
percussão a serem realizadas devem ser revestidas de muito cuidado, haja vista que a 
presença de material pedregulhoso pode vir a danificar os amostradores utilizados, vindo a 
mascarar os resultados obtidos. 
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, 
razão esta pela qual a realização de ensaios de laboratório em amostras de solo residual jovem 
ou do horizonte saprolítico é bastante trabalhosa. 
No Recôncavo Baiano é comum a ocorrência de solos residuais oriundos de rochas 
sedimentares. Um perfil típico de solo do recôncavo Baiano é apresentado na fig. 2.3, sendo 
constituído de camadas sucessivas de argila e areia, coerente com o material que foi 
depositado no local. Merece uma atenção especial o solo formado pela decomposição da rocha 
sedimentar denominada de folhelho, muito comum no Recôncavo Baiano. Esta rocha, quando 
decomposta, produz uma argila conhecida popularmente como "massapê", que tem como 
mineral constituinte a montimorilonita, apresentando grande potencial de expansão na 
presença de água. As constantes mudanças de umidade a que o solo está submetido 
provocam variações de volume que geram sérios problemas nas construções (aterros ou 
edificações) assentes sobre estes solos. A fig. 2.4 apresenta fotos de um perfil de alteração 
Flhelho/Massapê comumente encontrado em Pojuca, Região Metropolitana de Salvador. Na 
fig. 2.4(a) pode−se notar o aspecto extremamente fraturado do folhelho alterado enquanto na 
fig. 2.4(b) nota−se a existência de uma grande quantidade de trincas de tração originadas pela 
secagem do solo ao ser exposto à atmosfera. 
 
 
(a) (b) 
Figura 2.3 − Perfil geotécnico típico do recôncavo Baiano. 
Figura 2.4− Perfil de alteração Folhelho/Massapê, encontrado em Pojuca−BA. (a) − Folhelho 
alterado e (b) − Retração típica do solo ao sofrer secagem. 
Os solos sedimentares ou transportados são aqueles que foram levados ao seu local atual por 
algum agente de transporte e lá depositados. As características dos solos sedimentares são 
função do agente de transporte. 
Cada agente de transporte seleciona os grãos que transporta com maior ou menor facilidade, 
além disto, durante o transporte, as partículas de solo se desgastam e/ou quebram. Resulta daí 
um tipo diferente de solo para cada tipo de transporte. Esta influência é tão marcante que a 
denominação dos solos sedimentares é feita em função do agente de transporte predominante. 
Pode−se listar os agentes de transporte, por ordem decrescente de seletividade, da seguinte 
forma: 
Ventos (Solos Eólicos) Águas (Solos Aluvionares) 
♣ Água dos Oceanos e Mares (Solos Marinhos) 
♣ Água dos Rios (Solos Fluviais) 
♣ Água de Chuvas (Solos Pluviais) 
 
Geleiras (Solos Glaciais) Gravidade (Solos Coluvionares) 
Os agentes naturais citados acima não devem ser encarados apenas como agentes de 
transporte, pois eles têm uma participação ativa no intemperismo e portanto na formação do 
próprio solo, o que ocorre naturalmente antes do seu transporte. 
O transporte pelo vento dá origem aos depósitos eólicos de solo. Em virtude do atrito constante 
entre as partículas, os grãos de solo transportados pelo vento geralmente possuem forma 
arredondada. A capacidade do vento de transportar e erodir é muito maior do que possa 
parecer à primeira vista. Vários são os exemplos de construções e até cidades soterradas 
parcial ou totalmente pelo vento, como foram os casos de Taunas − ES e Tutóia − MA; os 
grãos mais finos do deserto do Saara atingem em grande escala a Inglaterra, percorrendo uma 
distância de mais de 3000km!. Como a capacidade de transporte do vento depende de sua 
velocidade, o solo é geralmente depositado em zonas de calmaria. 
O transporte eólico é o mais seletivo tipo de transporte das partículas do solo. Se por um lado 
grãos maiores e mais pesados não podem ser transportados, os solos finos, como as argilas, 
têm seus grãos unidos pela coesão, formando torrões dificilmente levados pelo vento. Esse 
efeito também ocorre em areias e siltes saturados (falsa coesão) o que faz da linha de lençol 
freático (linha a partir da qual todos os vazios do solo estão preenchidos com água) um limite 
para a atuação dos ventos. 
Pode−se dizer portanto que 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. São 
exemplos de solos eólicos: 
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 (fig. 2.5) 
Mar Vento 
Figura 2.5− Atuação do transporte eólico na formação das dunas. 
A deposição continuada de solo neste local acaba por gerar mais deposição de solo, já que o 
obstáculo ao caminho do vento se torna cada vez maior. Durante o período de existência da 
duna, partículas de areia são levadas até o seu topo, rolando então para o outro lado. Este 
movimento faz com que as dunas se desloquem a uma velocidade de poucos metros por ano, 
o que para os padrões geológico é muito rápido. 
Formado por deposições sobre vegetais que ao se decomporem deixam seu molde no maciço, 
o Loess é um solo bastante problemático para a engenharia, pois 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. 
O Loess,comum na Europa oriental, geralmente contêm grandes quantidades de cal, 
responsável por sua grande resistência inicial. Quando umedecido, contudo, o cimento 
calcáreo existente no solo pode ser dissolvido e solo entra em colapso. 
São solos resultantes do transporte pela água e sua textura depende da velocidade da água no 
momento da deposição, sendo freqüente a ocorrência de camadas de granulometrias distintas, 
devidas às diversas épocas de deposição. 
O transporte pela água é bastante semelhante ao transporte realizado pelo vento, porém 
algumas características importantes os distinguem: 
a) Viscosidade − por ser mais viscosa a água tem uma capacidade de transporte maior, 
transportando grãos de tamanhos diversos. b) Velocidade e Direção − ao contrário do vento 
que em um minuto pode soprar com forças e direções bastante diferenciadas, a água têm seu 
roteiro mais estável; suas variações de velocidade tem em geral um ciclo anual e as mudanças 
de direção estão condicionadas ao próprio processo de desmonte e desgaste do relevo. c) 
Dimensão das Partículas − os solos aluvionares fluviais são, via de regra, mais grossos que os 
eólicos, pois as partículas mais finas mantêm−se sempre em suspensão e só se sedimentam 
quando existe um processo químico que as flocule (isto é o que acontece no mar ou em alguns 
lagos). d) Eliminação da Coesão − vimos que o vento não pode transportar os solos argilosos 
devido a coesão entre os seus grãos. A presença de água em abundância diminui este efeito; 
com isso somam−se as argilas ao universo de partículas transportadas pela água. 
A água das chuvas pode ser retida em vegetais ou construções, podendo se evaporar a partir 
daí. Ela pode se infiltrar no solo ou escoar sobre este e, neste caso, a vegetação rasteira 
funciona como elemento de fixação da parte superficial do solo ou como um tapete 
impermeabilizador (para as gramíneas), sendo um importante elemento de proteção contra a 
erosão. 
A água que se infiltra pode carrear grãos finos através dos poros existentes nos solos grossos, 
mas este transporte é raro e pouco volumoso, portanto de pouca relevância em relação à 
erosão superficial. De muito maior importância é o solo que as águas das chuvas levam ao 
escoar de pontos mais elevados no relevo aos vales. Os vales contém rios ou riachos que 
serão alimentados não só da água que escoa das escarpas, como também de matéria sólida. 
Os rios durante sua existência têm várias fases. Em áreas de formação geológicas mais 
recentes, menos desgastadas, existem irregularidades topográficas muito grandes e por isso 
os rios têm uma inclinação maior e conseqüentemente uma maior velocidade. Existem vários 
fatores determinantes da capacidade de erosão e transporte dos rios, sendo a velocidade a 
mais importante. Assim, os rios mais jovens transportam mais matéria sólida do que os rios 
mais velhos. 
Sabe−se que os rios não possuem a mesma idade em toda a sua extensão; quanto mais 
distantes da nascente, menor a inclinação e a velocidade. As partículas de determinado 
tamanho passam a ter peso suficiente para se decantar e permanecer naquele ponto, outras 
menores só serão depositadas com velocidade também menor. O transporte fluvial pode ser 
descrito sumariamente da seguinte forma: 
a) Os rios desgastam o relevo em sua parte mais elevada e levam os solos para sua parte mais 
baixa, existindo com o tempo uma tendência a planificação do leito. Rios mais velhos têm 
portanto menor velocidade e transportam menos. b) Cada tamanho de grão será depositado 
em um determinado ponto do rio, correspondente a uma determinada velocidade, o que leva os 
solos fluviais a terem uma grande uniformidade granulométrica. Solos muito finos, como as 
argilas, permanecerão em suspensão até decantar em mares ou lagos com água em repouso. 
De um modo geral, pode−se dizer que os solos aluvionares apresentam um grau de 
uniformidade de tamanho de grãos intermediário entre os solos eólicos (mais uniformes) e 
coluvionares (menos uniformes). 
As ondas atingem as praias com um pequeno ângulo em relação ao continente. Isso faz com 
que a areia, além do movimento de vai e vem das ondas, desloquem−se também ao longo da 
praia. Obras que impeçam esse fluxo tendem a ser pontos de deposição de areia, o que pode 
acarretar sérios problemas. 
De pequena importância para nós, os solos formados pelas geleiras, ao se deslocarem pela 
ação da gravidade, são comuns nas regiões temperadas. São formados de maneira análoga 
aos solos fluviais. A corrente de gelo que escorre de pontos elevados onde o gelo é formado 
para as zonas mais baixas, leva consigo partículas de solo e rocha, as quais, por sua vez, 
aumentam o desgaste do terreno. 
Os detritos são depositados nas áreas de degelo. Uma ampla gama de tamanho de partículas 
é transportada, levando assim a formação de solos bastante heterogêneos que possuem desde 
grandes blocos de rocha até materiais de granulometria fina. 
São solos formados pela ação da gravidade. Os solos coluvionares são dentre os solos 
transportados os mais heterogêneos granulometricamente, pois a gravidade transporta 
indiscriminadamente desde grandes blocos de rocha até as partículas mais finas de argila. 
Entre os solos coluvionares estão os escorregamentos das escarpas da Serra do Mar 
formando os Tálus nos pés do talude, massas de materiais muito diversos e sujeitos a 
movimentações de rastejo. Têm sido também classificados como coluviões os solos 
superficiais do Planalto Brasileiro depositados sobre solos residuais. 
16 − Os tálus são solos coluvionares formados pelo deslizamento de solo do topo das 
encostas. No sul da Bahia existem solos formados pela deposição de colúvios em áreas mais 
baixas, os quais se apresentam geralmente com altos teores de umidade e são propícios à 
lavoura cacaueira. Encontram−se solos coluvionares (tálus) também na Cidade Baixa, em 
Salvador, ao pé da encosta paralela à falha geológica que atravessa a Baia de Todos os 
Santos. De extrema beleza são os tálus encontrados na Chapada Diamantina, Bahia. A fig. 2.6 
lustra formações típicas da região. A parte mais inclinada dos morros corresponde à formação 
original, enquanto que a parte menos inclinada é composta basicamente de solo coluvionar 
(tálus). . 
(Parte 3 de 8) 
 
 
Figura 2.6 − Exemplos de solos coluvionares (tálus) encontrados na chapada diamantina. 
Formados pela impregnação do solo por sedimentos orgânicos preexistentes, em geral 
misturados a restos de vegetais e animais. Podem ser identificados pela cor escura e por 
possuir forte cheiro característico. Têm granulometria fina, pois os solos grossos tem uma 
permeabilidade que permite a "lavagem" dos grãos, eximindo−os da matéria impregnada. 
− solos que encorporam florestas soterradas em estado avançado de decomposição. Têm 
estrutura fibrilar composta de restos de fibras vegetais e não se aplicam aí as teorias da 
Mecânica dos Solos, sendo necessários estudos especiais. Têm ocorrência registrada na 
Bahia, Sergipe, Rio Grande do Sul e outros estados do 
Brasil.Algunssolossofrem,emseulocaldeformação(oude deposição) uma série de 
transformações físico−químicas que os levam a ser classificados como solos de evolução 
pedogênica. Os solos lateríticos são um tipo de solo de evolução pedogênica. 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. A importância do processo de laterização no 
comportamento dos solos tropicais é discutida no item classificação dossolos. 
17 3. TEXTURA E ESTRUTURA DOS SOLOS. 
Entende−se por textura o tamanho relativo e a distribuição das partículas sólidas que formam 
os solos. O estudo da textura dos solos é realizado por intermédio do ensaio de granulometria, 
do qual falaremos adiante. Pela sua textura os solos podem ser classificados em dois grandes 
grupos: solos grossos (areia, pedregulho, matacão) e solos finos (silte e argila). 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). De uma forma geral, pode−se 
dizer que quanto maior for a relação área/volume ou área/massa das partículas sólidas, maior 
será a predominância das forças elétricas ou de superfície. Estas relações são inversamente 
proporcionais ao tamanho das partículas, de modo que os solos finos apresentam uma 
predominância das forças de superfície na influência do seu comportamento. Conforme 
relatado anteriormente, o tipo de intemperismo influencia no tipo de solo a ser formado. 
Pode−se dizer que partículas com dimensões até cerca de 0,001mm são obtidas através do 
intemperismo físico, já as partículas menores que 0,001mm provém do intemperismo químico. 
Nos solos grossos, por ser predominante a atuação de forças gravitacionais, resultando em 
arranjos estruturais bastante simplificados, o comportamento mecânico e hidráulico está 
principalmente condicionado a sua compacidade, que é uma medida de quão próximas estão 
as partículas sólidas umas das outras, resultando em arranjos com maiores ou menores 
quantidades de vazios. Os solos grossos possuem uma maior percentagem de partículas 
visíveis a olho nu (φ ≥ 0,074 m) e suas partículas têm formas arredondadas, poliédricas e 
angulosas. 
São classificados como pedregulho as partículas de solo com dimensões maiores que 2,0mm 
(DNER, MIT) ou 4,8mm (ABNT). Os pedregulhos são encontrados em geral nas margens dos 
rios, em depressões preenchidas por materiais transportados pelos rios ou até mesmo em uma 
massa de solo residual (horizontes correspondentes ao solo residual jovem e ao saprolito). 
As areias se distinguem pelo formato dos grãos que pode ser angular, subangular e 
arredondado, sendo este último uma característica das areias transportadas por rios ou pelo 
vento. A forma dos grãos das areias está relacionada com a quantidade de transporte sofrido 
pelos mesmos até o local de deposição. O transporte das partículas dos solos tende a 
arredondar as suas arestas, de modo que quanto maior a distância de transporte, mais 
esféricas serão as partículas resultantes. Classificamos como areia as partículas com 
dimensões entre 2,0mm e 0,074mm (DNER), 2,0mm e 0,05mm (MIT) ou ainda 2,0mm e 
0,06mm (ABNT). 
O formato dos grãos de areia tem muita importância no seu comportamento mecânico, pois 
determina como eles se encaixam e se entrosam, e, em contrapartida, como eles deslizam 
entre si quando solicitados por forças externas. Por outro lado, como estas forças se 
transmitem dentro do solo pelos contatos entre as partículas, as de formato mais angulares são 
mais susceptíveis a se quebrarem. 
Quando as partículas que constituem o solo possuem dimensões menores que 0,074mm 
(DNER), ou 0,06mm (ABNT), o solo é considerado fino e, neste caso, será classificado como 
argila ou como silte. 
Nos solos formados por partículas muito pequenas, as forças que intervêm no processo de 
estruturação do solo são de caráter muito mais complexo e serão estudadas no item 
composição mineralógica dos solos. Os solos finos possuem partículas com formas lamelares, 
fibrilares e tubulares e é o mineral que determina a forma da partícula. As partículas de argila 
normalmente apresentam uma ou duas direções em que o tamanho da partícula é bem 
superior àquele apresentado em uma terceira direção. O comportamento dos solos finos é 
definido pelas forças de superfície (moleculares, elétricas) e pela presença de água, a qual 
influi de maneira marcante nos fenômenos de superfície dos argilo−minerais. 
A fração granulométrica do solo classificada como argila (diâmetro inferior a 0,002mm) se 
caracteriza pela sua plasticidade marcante (capacidade de se deformar sem apresentar 
variações volumétricas) e elevada resistência quando seca. É a fração mais ativa dos solos. 
Apesar de serem classificados como solos finos, o comportamento dos siltes é governado 
pelas mesmas forças dos solos grossos (forças gravitacionais), embora possuam alguma 
atividade. Estes possuem granulação fina, pouca ou nenhuma plasticidade e baixa resistência 
quando seco. A fig. 3.1 apresenta a escala granulométrica adotada pela ABNT (NBR 6502): 
 
Figura 3.1 − Escala granulométrica da ABNT NBR 6502 de 1995 
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 extremamente 
importante na definição (ou escolha) de ensaios de laboratório mais elaborados e pode ser 
obtida a partir de alguns testes feitos rapidamente em uma amostra de solo. No processo de 
identificação tátil visual de um solo utilizam−se freqüentemente os seguintes procedimentos 
(vide NBR 7250): 
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. 
Argila MédiaFina Areia 
Silte Grossa Pedregulho 
Pedra de mão 
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 a facilidade com que a palma da 
mão fica limpa. Solos finos se impregnam e não saem da mão com facilidade. 
Dilatância: O teste de dilatância permite obter uma informação sobre a velocidade de 
movimentação da água dentro do solo. Para a realização do teste deve−se preparar uma 
amostra de solo com cerca de 15mm de diâmetro e com teor de umidade que lhe garanta uma 
consistência mole. O solo deve ser colocado sobre a palma de uma das mãos e distribuído 
uniformemente sobre ela, de modo que não apareça uma lâmina d’água. O teste se inicia com 
um movimento horizontal da mão, batendo vigorosamente a sua lateral contra a lateral da outra 
mão, diversas vezes. Deve−se observar o aparecimento de uma lâmina d’água na superfície do 
solo e o tempo para a ocorrência. Em seguida, a palma da mão deve ser curvada, de forma a 
exercer uma leve compressão na amostra, observando−se o que poderá ocorrer à lâmina d’ 
água, se existir, à superfície da amostra. O aparecimento da lâmina d água durante a fase de 
vibração, bem como o seu desaparecimento durante a compressão e o tempo necessário para 
que isto aconteça deve ser comparado aos dados da tabela 3.1, para a classificação do solo. 
Tabela 3.1 − Teste de dilatância 
Descrição da ocorrência de lâmina d’água durante 
Vibração (aparecimento) Compressão (desaparecimento) Dilatância 
Não há mudança visívelNenhuma (argila) 
Aparecimento lentoDesaparecimento lentoLenta (silte ou areia argilosos) Aparecimento 
médioDesaparecimento médioMédia (Silte, areia siltosa) Aparecimento rápidoDesaparecimento 
rápidoRápida (areia) 
Após realizados estes testes, classifica−se o solo de modo apropriado,de acordo com os 
resultados obtidos (areia siltosa, argila arenosa, etc.). Os solos orgânicos são identificados em 
separado, em função de sua cor e odor característicos. 
Além da identificação tátil visual do solo, todas as informações pertinentes à identificação do 
mesmo, disponíveis em campo, devem ser anotadas. Deve−se informar, sempre que possível, 
a eventual presença de material cimentante ou matéria orgânica, a cor do solo, o local da 
coleta do solo, sua origem geológica, sua classificação genética, etc. 
A distinção entre solos argilosos e siltosos, na prática da engenharia geotécnica, possui certas 
dificuldades, já que ambos os solos são finos. Porém, após a identificação tátil−visual ter sido 
realizada, algumas diferenças básicas entre eles, já citadas nos parágrafos anteriores, podem 
ser utilizadas para distingui−los. 
1− O solo é classificado como argiloso quando se apresenta bastante plástico em presença de 
água, formando torrões resistentes ao secar. Já os solos siltosos quando secos, se esfarelam 
com facilidade. 2− Os solos argilosos se desmancham na água mais lentamente que os solos 
siltosos. 
Os solos siltosos, por sua vez, apresentam dilatância marcante, o que não ocorre com os solos 
argilosos. 
A análise da distribuição das dimensões dos grãos, denominada análise granulométrica, 
objetiva determinar os tamanhos dos diâmetros equivalentes das partículas sólidas em 
conjunto com a proporção de cada fração constituinte do solo em relação ao peso de solo 
seco. A representação gráfica das medidas realizadas é denominada de curva granulométrica. 
Pelo fato de o solo geralmente apresentar partículas com diâmetros equivalentes variando em 
uma ampla faixa, a curva granulométrica é normalmente apresentada em um gráfico semi−log, 
com o diâmetro equivalente das partículas em uma escala logarítmica e a percentagem de 
partículas com diâmetro inferior à abertura da peneira considerada (porcentagem que passa) 
em escala linear. 
O ensaio de granulometria conjunta para o levantamento da curva granulométrica do solo é 
realizado com base em dois procedimentos distintos: a) peneiramento − realizado para 
partículas com diâmetros equivalentes superiores a 0,074mm (peneira 200) e b) Sedimentação 
− procedimento válido para partículas com diâmetros equivalentes inferiores a 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. Embora existindo no mercado, a peneira 400 (com abertura de malha de 0,045mm) 
não é regularmente utilizada no ensaio de peneiramento, por ser facilmente danificada e de 
custo elevado. 
O ensaio de granulometria é realizado empregando−se os seguintes equipamentos: jogo de 
peneiras, balança, estufa, destorroador, quarteador, bandejas, proveta, termômetro, 
densímetro, cronômetro, dispersor, defloculante, etc. A preparação das amostras de solo se dá 
pelos processos de secagem ao ar, quarteamento, destorroamento (vide NBR 9941), 
utilizando−se quantidades de solo que variam em função de sua textura (aproximadamente 
1500g para o caso de solos grossos e 200g, para o caso de solos finos). 
A seguir são listadas algumas características dos processos normalmente empregados no 
ensaio de granulometria conjunta (vide NBR 7181). 
Peneiramento: utilizado para a fração grossa do solo (grãos com até 0,074mm de diâmetro 
equivalente), realiza−se pela passagem do solo por peneiras padronizadas e pesagem das 
quantidades retidas em cada uma delas. Retira−se 50 a 100g da quantidade que passa na 
peneira de #10 e prepara−se o material para a sedimentação. 
Sedimentação: 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. 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 eq. 3.1 apresenta a lei de Stokes. 
(3.1) fluido do específico peso 
partículas das diâmetro D fluído do de viscosida solo do partículas das médio específico peso 
onde, 
 
 
Deve−se notar que o diâmetro equivalente calculado empregando−se a eq. 3.1 corresponde a 
apenas uma aproximação, à medida em que durante a realização do ensaio de sedimentação, 
as seguintes ocorrências tendem a afastá−lo das condições ideais para as quais a lei de 
Stokes foi formulada. 
As partículas de solo não são esféricas (muito menos as partículas dos argilo−minerais que 
têm forma placóide). 
A coluna líquida possui tamanho definido. O movimento de uma partícula interfere no 
movimento de outra. As paredes do recipiente influenciam no movimento de queda das 
partículas. O peso específico das partículas do solo é um valor médio. O processo de leitura 
(inserção e retirada do densímetro) influencia no processo de queda das partículas. 
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 (pedregulho, areia, silte e argila). Além disto, a curva granulométrica pode 
fornecer informações sobre a origem geológica do solo que está sendo investigado. Por 
exemplo, na fig. 3.2, a curva granulométrica a corresponde a um solo com a presença de 
partículas em uma ampla faixa de variação. Assim, o solo representado por esta curva 
granulométrica poderia ser um solo de origem glacial, um solo coluvionar (tálus) (ambos de 
baixa seletividade) ou mesmo um solo residual jovem. Contrariamente, o solo descrito pela 
curva granulométrica c foi evidentemente depositado por um agente de transporte seletivo, tal 
como a água ou o vento (a curva c poderia representar um solo eólico, por exemplo), pois 
possui quase que tosas as partículas do mesmo diâmetro. Na curva granulométrica b, uma 
faixa de diâmetros das partículas sólidas está ausente. Esta curva poderia ser gerada, por 
exemplo, por variações bruscas na capacidade de transporte de um rio em decorrência de 
chuvas. 
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 (caso da curva granulométrica a) ou mal graduado, caso 
ele possua uma curva granulométrica uniforme (curva granulométrica c) ou uma curva 
granulométrica que apresente ausência de uma faixa de tamanhos de grãos (curva 
granulométrica b). 
Alguns sistemas de classificação utilizam a curva granulométrica para auxiliar na previsão do 
comportamento de solos grossos. Para tanto, estes sistemas de classificação lançam mão de 
alguns índices característicos da curva granulométrica, para uma avaliação de sua 
uniformidade e curvatura. Os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma determinada 
curva granulométrica são obtidos a partir de alguns diâmetros eqüivalente característicos do 
solo na curva granulométrica. 
São eles: 
D10 − Diâmetro efetivo − Diâmetro eqüivalenteda partícula para o qual temos 10% das 
partículas passando (10% das partículas são mais finas que o diâmetro efetivo). 
D30 e D60 − O mesmo que o diâmetro efetivo, para as percentagens de 30 e 60%, 
respectivamente. 
 
Figura 3.2 − Representação de diferentes curvas granulométricas. 
 
As equações 3.2 e 3.3 apresentam os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma dada 
curva granulométrica. 
Coeficiente de uniformidade: 
Cu D = 
 
De acordo como valor do Cu obtido, a curva granulométrica pode ser classificada conforme 
apresentado abaixo: 
Cu < 5 → muito uniforme 
5 < Cu < 15 → uniformidade média Cu > 15 → não uniforme 
Coeficiente de curvatura: 
 
D x 
Cc D 
Classificação da curva granulométrica quanto ao coeficiente de curvatura 1 < Cc < 3 → solo 
bem graduado 
Cc < 1 ou Cc > 3 → solo mal graduado 
A NBR− 6502 apresenta algumas regras práticas para designar os solos de acordo com a sua 
curva granulométrica. A tabela 3.2 ilustra o resultado de ensaios de granulometria realizados 
em três solos distintos. As regras apresentadas pela NBR−6502 serão então empregadas para 
classificá−los, em caráter ilustrativo. 
Tabela 3.2 − Exemplos de resultados de ensaios de granulometria para três solos distintos. 
#Abertura (m)Solo 1Solo 2Solo 3 
 
 
 
Pedra −−−−−− 0 0 02 Considerar a areia com partículas entre 0,074mm e 2,0mm. 
Quando da ocorrência de mais de 10% de areia, silte ou argila adjetiva−se o solo com as 
frações obtidas. 
Em caso de empate, adota−se a seguinte hierarquia: 1°) Argila; 2°) Areia e e 3°) Silte 
No caso de percentagens menores do que 10% adjetiva−se o solo do seguinte modo, 
independente da fração granulométrica considerada: 
1 a 5% → com vestígios de 
5 a 10% → com pouco 
Para o caso de pedregulho com frações superiores a 10% adjetiva−se o solo do seguinte 
modo: 
10 a 29% → com pedregulho 
> 30% → com muito pedregulho 
Resultado da nomenclatura dos solos conforme os dados apresentados na tabela 3.2. 
Solo 1: Argila Silto−Arenosa com pouco Pedregulho Solo 2: Areia Silto−Argilosa com 
Pedregulho 
24 Solo 3: Pedregulho Arenoso com vestígios de Silte e Pedra 
ATENÇÃO: A completa classificação de um solo depende também de outros fatores além da 
granulometria, sendo a adoção de uma nomenclatura baseada apenas na curva granulométrica 
insuficiente para uma previsão, ainda que qualitativa, do seu comportamento de engenharia. 
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. Conforme será visto adiante, os solos finos possuem o 
seu comportamento governado por forças elétricas, enquanto os solos grossos têm na 
gravidade o seu principal fator de influência, de modo que a estrutura dos solos finos ocorre em 
uma diversificação e complexidade muito maior do que a estrutura dos solos grossos. De fato, 
sendo a gravidade o fator principal agindo na formação da estrutura dos solos grossos, 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. A fig. 3.3 ilustra algumas estruturas típicas de 
solos grossos e finos. 
 
Figura 3.3 − Alguns arranjos estruturais presentes em solos grossos e finos. Apud Vargas 
1977. 
Quando duas partículas de argila estão muito próximas, entre elas ocorrem forças de atração e 
de repulsão. As forças de repulsão são devidas às cargas líquidas negativas que elas possuem 
e que ocorrem desde que as camadas duplas estejam em contato. As forças de atração 
decorrem de forças de Van der Waals e de ligações secundárias que atraem materiais 
adjacentes. Da combinação das forças de atração e de repulsão entre as partículas resulta a 
estrutura dos solos, que se refere à disposição das partículas na massa de solo e as forças 
entre elas. Lambe (1969) identificou dois tipos básicos de estrutura do solo, denominando−os 
de estrutura floculada, quando os contatos se fazem entre faces e arestas das partículas 
sólidas, ainda que através da água adsorvida, e de estrutura dispersa quando as partículas se 
posicionam paralelamente, face a face. 
Os solos são formados a partir da desagregação de rochas por ações físicas e químicas do 
intemperismo. As propriedades química e mineralógica das partículas dos solos assim 
formados irão depender fundamentalmente da composição da rocha matriz e do clima da 
região. Estas propriedades, por sua vez, irão influenciar de forma marcante o comportamento 
mecânico do solo. 
Os minerais são partículas sólidas inorgânicas que constituem as rochas e os solos, e que 
possuem forma geométrica, composição química e estrutura própria e definida. Eles podem ser 
divididos em dois grandes grupos, a saber: 
− Primários ⇒ Aqueles encontrados nos solos e que sobrevivem a transformação da rocha 
(advêm portanto do intemperismo físico). 
− Secundários ⇒ Os que foram formados durante a transformação da rocha em solo (ação do 
intemperismo químico). 
As partículas dos solos grossos, dentre as quais apresentam−se os pedregulhos, são 
constituídas algumas vezes de agregações de minerais distintos, sendo mais comum, 
entretanto, que as partículas sejam constituídas de um único mineral. Estes solos são 
formados, na sua maior parte, por silicatos (90%) e apresentam também na sua composição 
óxidos, carbonatos e sulfatos. 
Grupos Minerais Óxidos − hematita, magnetita, limonita 
Silicatos − feldspato, quartzo, mica, serpentina 
Carbonatos − calcita, dolomita Sulfatos − gesso, anidrita 
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) 
Os solos finos possuem uma estrutura mais complexa e alguns fatores, como forças de 
superfície, concentração de íons, ambiente de sedimentação, etc., podem intervir no seu 
comportamento. As argilas possuem uma complexa constituição química e mineralógica, sendo 
formadas por sílica no estado coloidal (SiO2) e sesquióxidos metálicos (R2O3), onde R = Al; 
Fe. 
Os feldspatos são os minerais mais atacados pela natureza, dando origem aos argilo− 
minerais, que constituem a fração mais fina dos solos, geralmente com diâmetro inferior a 
2µm. Não só o reduzido tamanho, mas, principalmente, a constituição mineralógica faz com 
que estas partículas tenham um comportamento extremamente diferenciado em relação ao dos 
grãos de silte e areia. 
O estudo da estrutura dos argilo−minerais pode ser facilitado "construindo−se" o argilo−mineral 
a partir de unidades estruturais básicas. Este enfoque é puramente didático e não representa 
necessariamente o método pelo qual o argilo−mineral é realmente formado na natureza. Assim, 
as estruturas apresentadas neste capítulo são apenas idealizações. Um cristal típico de um 
argilo−mineral é uma estrutura complexa similar ao arranjo estrutural aqui idealizado, mas 
contendo usualmente substituições de íons e outras modificações estruturais que acabam por 
formar novos tipos de argilo−minerais. As duas unidades estruturais básicas dos 
argilo−minerais são os tetraedros de silício e os octaédros de alumínio (fig. 3.4). Os tetraedros 
de silício são formados por quatroátomos de oxigênio eqüidistantes de um átomo de silício 
enquanto que os octaédros de alumínio são formados por um átomo de alumínio no centro, 
envolvido por seis átomos de oxigênio ou grupos de hidroxilas, OH−. A depender do modo 
como estas unidades estruturais estão unidas entre si, podemos dividir os argilo− minerais em 
três grandes grupos. 
a) GRUPO DA CAULINITA: A caulinita é formada por uma lâmina silícica e outra de alumínio, 
que se superpõem indefinidamente. A união entre todas as camadas é suficientemente firme 
(pontes de hidrogênio) para não permitir a penetração de moléculas de água entre elas. Assim, 
as argilas cauliníticas são as mais estáveis em presença d’água, apresentando baixa atividade 
e baixo potencial de expansão. 
b) MONTMORILONITA: É formada por uma unidade de alumínio entre duas silícicas, 
superpondo−se indefinidamente. Neste caso a união entre as camadas dos minerais é fraca 
(forças de Van der Walls), permitindo 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. Sob variações de umidade 
apresentam grandes variações volumétricas, retraindo−se em processos de secagem e 
expandindo−se sob processos de umedecimento. 
c) 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. 
 
 
Figura 3.4 − Arranjos estruturais típicos dos três principais grupos de argilo− minerais. Apud 
Caputo (1981). 
Como a união entre as camadas adjacentes dos argilo−minerais do tipo 1:1 (grupo da caulinita) 
é bem mais forte do que aquela encontrada para os outros grupos, é de se esperar que estes 
argilo−minerais resultem por alcançar tamanhos maiores do que aqueles alcançados pelos 
argilo−minerais do grupo 2:1, o que ocorre na realidade: Enquanto um mineral típico de 
caulinita possui dimensões em torno de 500 (espessura) x 1000 x 1000 (nm), um mineral de 
montmorilonita possui dimensões em torno de 3x 500 x 500 (nm). 
A presença de um determinado tipo de argilo−mineral no solo pode ser identificada 
utilizando−se diferentes métodos, dentre eles a análise térmica diferencial, o raio x , a 
microscopia eletrônica de varredura, etc. 
Superfície específica − Denomina−se de superfície específica de um solo a soma da área de 
todas as partículas contidas em uma unidade de volume ou peso. A superfície específica dos 
argilo−minerais é geralmente expressa em unidades como m2/m3 ou m2/g. Quanto maior o 
tamanho do mineral menor a superfície específica do mesmo. Deste modo, pode−se esperar 
que os argilo−minerais do grupo 2:1 possuam maior superfície específica do que os 
argilo−minerais do grupo 1:1. A montmorilonita, por exemplo, possui uma superfície específica 
de aproximadamente 800 m2/g, enquanto que a ilita e a caulinita possuem superfícies 
específicas de aproximadamente 80 e 10 m2/g, respectivamente. A superfície específica é uma 
importante propriedade dos argilo−minerais, na medida em que quanto maior a superfície 
específica, maior vai ser o predomínio das forças elétricas (em detrimento das forças 
gravitacionais), na influência sobre as propriedades do solo (estrutura, plasticidade, coesão, 
etc.) 
4. FASES SÓLIDO − ÁGUA − AR. 
O solo é constituído de uma fase fluida (água e/ ou ar) e se uma fase sólida. A fase fluida 
ocupa os vazios deixados pelas partículas sólidas. 
Caracterizada pelo seu tamanho, forma, distribuição e composição mineralógica dos grãos, 
conforme já apresentado anteriormente. 
Fase composta geralmente pelo ar do solo em contato com a atmosfera, podendo−se também 
apresentar na forma oclusa (bolhas de ar no interior da fase água). 
A fase gasosa é importante em problemas de deformação de solos e é bem mais compressível 
que as fases sólida e líquida. 
Fase fluida composta em sua maior parte pela água, podendo conter solutos e outros fluidos 
imiscíveis. Pode−se dizer que a água se apresenta de diferentes formas no solo, sendo 
contudo extremamente difícil se isolar os estados em que a água se apresenta em seu interior. 
A seguir são expressados os termos mais comumente utilizados para descrever os estados da 
água no solo. 
Preenche os vazios dos solos. Pode estar em equilíbrio hidrostático ou fluir sob a ação da 
gravidade ou de outros gradientes de energia. 
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. 
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 grande 
pressões, comportando−se como sólido na vizinhança da partícula de solo. 
É a água presente na própria composição química das partículas sólidas. Não é retirada 
utilizando−se os processos de secagem tradicionais. Ex: Montmorilonita (OH)4 Si2 Al4 O20 
nH2 O 
Água que o solo possui quando em equilíbrio com a umidade atmosférica e a temperatura 
ambiente. 
29 5. CONSISTÊNCIA DOS SOLOS. 
Quando tratamos com solos grossos (areias e pedregulhos com pequena quantidade ou sem a 
presença de finos), o efeito da umidade nestes solos é freqüentemente negligenciado, na 
medida em que a quantidade de água presente nos mesmos tem um efeito secundário em seu 
comportamento. Pode se dizer, conforme aliás será visto no capítulo de classificação dos 
solos, que podemos classificar os solos grossos utilizando−se somente a sua curva 
granulométrica, o seu grau de compacidade e a forma de suas partículas. Por outro lado, o 
comportamento dos solos finos ou coesivos irá depender de sua composição mineralógica, da 
sua umidade, de sua estrutura e do seu grau de saturação. Em particular, a umidade dos solos 
finos tem sido considerada como uma importante indicação do seu comportamento desde o 
início da mecânica dos solos. 
Um solo argiloso pode se apresentar em um estado líquido, plástico, semi−sólido ou sólido, a 
depender de sua umidade. A este estado físico do solo dá−se o nome de consistência. Os 
limites inferiores e superiores de valor de umidade para cada estado do solo são denominados 
de limites de consistência. 
No estado plástico, o solo apresenta uma propriedade denominada de plasticidade, 
caracterizada pela capacidade do solo se deformar sem apresentar ruptura ou trincas e sem 
variação de volume. 
A manifestação desta propriedade em um solo dependerá fundamentalmente dos seguintes 
fatores: 
Umidade: Existe uma faixa de umidade dentro da qual o solo se comporta de maneira plástica. 
Valores de umidade inferiores aos valores contidos nesta faixa farão o solo se comportar como 
semi−sólido ou sólido, enquanto que para maiores valores de umidade o solo se comportará 
preferencialmente como líquido. 
Tipo de argilo−mineral: O tipo de argilo−mineral (sua forma, constituição mineralógica, 
tamanho, superfície específica, etc.) 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. É importante salientar que o conhecimento da plasticidade na 
caracterização dos solos finos é de fundamental importância. 
A depender da quantidade de água presente no solo, teremos os seguintes estados de 
consistência: 
wS wP wL w% 
Cada estado de consistência do solo se caracterizapor algumas propriedades particulares, as 
quais são apresentadas a seguir. Os limites entre um estado de consistência e outro são 
determinados empiricamente, sendo denominados de limite de contração, wS, limite de 
plasticidade, wP e limite de liquidez, wL. 
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 volumétricas. 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. 
Como seria de se esperar, a resistência ao cisalhamento bem como a compressibilidade dos 
solos variam nos diversos estados de consistência. 
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) 
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 posta na concha do aparelho de Casagrande, girando−se uma manivela, a uma 
velocidade padrão de 2 golpes por segundo. Esta manivela é solidária a um eixo, o qual por 
possuir um excêntrico, faz com que a concha do aparelho de casagrande caia de uma altura 
padrão de aproximadamente 1cm. 4) Conta−se o número de golpes necessário para que a 
ranhura de solo se feche em uma extensão em torno de 1cm. 5) Repete−se este processo ao 
menos 5 vezes, geralmente empregando−se valores de umidade crescentes. 6) lançam−se os 
pontos experimentais obtidos, em termos de umidade versus log N° de golpes. 6) 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. A fig. 5.1 ilustra o aparelho 
utilizado na determinação do limite de liquidez. A fig. 5.2 apresenta a determinação do limite de 
liquidez do solo (vide NBR 6459). 
 
Figura 5.1 − Aparelho utilizado na determinação do limite de liquidez. Apud Vargas (1977) 
 
Figura 5.2 − Determinação do limite de liquidez do solo. Apud Vargas (1977) 
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 esmerilhado, 
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. A fig. 5.3 ilustra a realização do ensaio para determinação do limite de 
plasticidade (vide NBR 9180). 
 
Figura 5.3 − Determinação do limite de plasticidade. Apud Vargas (1977) 
É o valor de umidade para o qual o solo passa do estado sólido para o estado semi− sólido. 
Determinação do limite de contração (wS). A determinação do limite de contração do solo é 
realizada seguindo−se o seguinte procedimento: 1) molda−se uma amostra de solo passando 
na #40, na forma de pastilha, em uma cápsula metálica com teor de umidade entre 10 e 25 
golpes no aparelho de Casa Grande. 2) seca−se a amostra à sombra e depois em estufa, 
pesando−a em seguida. 3) utiliza−se um recipiente adequado (cápsula de vidro) para medir o 
volume do solo seco, através do deslocamento de mercúrio provocado pelo solo quando de 
sua imersão no recipiente. O limite de contração é determinado pela eq. 5.1, apresentada a 
seguir (vide NBR 7183). 
w s V s w 
Onde: V = Volume da amostra seca P = Peso da amostra seca γw = Peso específico da água 
γs = Peso específico das partículas sólidas 
Uma vez conhecidos os limites de consistência de um solo, vários índices podem ser definidos. 
A seguir, apresentaremos os mais utilizados. 
O índice de plasticidade (IP) corresponde a faixa de valores de umidade do solo na qual ele se 
comporta de maneira plástica. É a diferença numérica entre o valor do limite de liquidez e o 
limite de plasticidade. 
O IP é uma maneira de avaliarmos a plasticidade do solo. Seria a quantidade de água 
necessária a acrescentar a um solo (com uma consistência dada pelo valor de wP) para que 
este passasse do estado plástico ao líquido. 
Classificação do solo quanto ao seu índice de plasticidade: 
IP = 0 → NÃO PLÁSTICO 
 
1 < IP < 7 → POUCO PLÁSTICO 7 < IP < 15 → PLASTICIDADE MÉDIA IP > 15 → MUITO 
PLÁSTICO 
É uma forma de medirmos a consistência do solo no estado em que se encontra em campo. 
wwI LC − = 
É um meio de se situar a umidade do solo entre os limites de liquidez e plasticidade, com o 
objetivo de utilização prática. Obtenção do estado de consistência do solo em campo 
utilizando−se o IC: 
IC < 0 → FLUÍDO − DENSO 
 
0 < IC < 1 → ESTADO PLÁSTICO IC > 1 → ESTADO SEMI − SÓLIDO OU SÓLIDO 
AMOLGAMENTO: É a destruição da estrutura original do solo, provocando geralmente a perda 
de sua resistência (no caso de solos apresentando sensibilidade). 
SENSIBILIDADE: É a perda de resistência do solo devido a destruição de sua estrutura 
original. A sensibilidade de um solo é avaliada por intermédio do índice de sensibilidade (St), o 
qual é definido pela razão entre a resistência à compressão simples de uma amostra 
indeformada e a resistência à compressão simples de uma amostra amolgada, remoldada no 
mesmo teor de umidade da amostra indeformada. A sensibilidade de um solo é calculada por 
intermédio da eq. 5.4, apresentada adiante. 
t R RS ’ 
Onde St é a sensibilidade do solo e RC e R’C são as resistências à compressão simples da 
amostra indeformada e amolgada, respectivamente. 
Segundo Skempton: 
 
St < 1 → NÃO SENSÍVEIS 
 
1 < St < 2 → BAIXA SENSIBILIDADE 2 < St < 4 → MÉDIA SENSIBILIDADE 4 < St < 8 → 
SENSÍVEIS St > 8 → EXTRA − SENSÍVEIS 
Quanto maior for o St, tem−se uma menor coesão, uma maior compressibilidade e uma menor 
permeabilidade do solo. 
TIXOTROPIA: É o fenômeno da recuperação da resistência coesiva do solo, perdida pelo efeito 
do amolgamento, quando este é colocado em repouso. Quando se interfere na estrutura 
original de uma argila, ocorre um desequilíbrio das forças inter−partículas. Deixando−se este 
solo em repouso, aos poucos vai−se recompondo parte daquelas ligações anteriormente 
presentes entre as suas partículas. 
ATIVIDADE: Conforme relatado anteriormente, a superfície das partículas dos argilo−minerais 
possui uma carga elétrica negativa, cuja intensidade depende principalmente das 
características do argilo−mineralconsiderado. 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. Segundo Skempton (1953) a atividade dos argilo−minerais 
pode ser avaliada pela eq. 5.5, apresentada adiante. 
 
Onde o termo %<0.002mm representa a percentagem de partículas com diâmetro inferior a 2µ 
presentes no solo. Ainda segundo Skempton, os solos podem ser classificados de acordo com 
a sua atividade do seguinte modo:Solos inativos: A < 0,75Solos medianamente ativos: 0,75 < A 
< 1,25Solos ativos: A> 1,25. 
A fig. 5.4 apresenta o índice de plasticidade de solos confeccionados em laboratório em função 
da percentagem de argila (% < 0,002mm) presente nos mesmos. Da eq. 5.5 percebe−se que a 
atividade do argilo−mineral corresponde ao coeficiente angular das retas apresentadas na 
figura. Na fig. 5.4 estão também apresentados valores típicos de atividade para os três 
principais grupos de argilo−minerais. 
Figura 5.4 − Variação do IP em função da fração argila para solos com diferentes 
argilo−minerais. 
6. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS. 
Por serem constituídos de um material de origem natural, os depósitos de solo nunca são 
estritamente homogêneos. Grandes variações nas suas propriedades e em seu 
comportamento são comumente observadas. Pode−se dizer contudo, que depósitos de solo 
que exibem propriedades básicas similares podem ser agrupados como classes, mediante o 
uso de critérios ou índices apropriados. Um sistema de classificação dos solos deve agrupar os 
solos de acordo com suas propriedades intrínsecas básicas. Do ponto de vista da engenharia, 
um sistema de classificação pode ser baseado no potencial de um determinado solo para uso 
em bases de pavimentos, fundações, ou como material de construção, por exemplo. Devido a 
natureza extremamente variável do solo, contudo, é inevitável que em qualquer classificação 
ocorram casos onde é difícil se enquadrar o solo em uma determinada e única categoria, em 
outras palavras, sempre vão existir casos em que um determinado solo poderá ser classificado 
como pertencente a dois ou mais grupos. Do mesmo modo, o mesmo solo pode mesmo ser 
colocado em grupos que pareçam radicalmente diferentes, em diferentes sistemas de 
classificação. 
Em vista disto, um sistema de classificação deve ser tomado como um guia preliminar para a 
previsão do comportamento de engenharia do solo, a qual não pode ser realizada utilizando−se 
somente sistemas de classificação. Testes para avaliação de importantes características do 
solo devem sempre ser realizados, levando−se sempre em consideração o uso do solo na 
obra, já que diferentes propriedades governam o comportamento do solo a depender de sua 
finalidade. Assim, deve−se usar um sistema de classificação do solo, dentre outras coisas, para 
se obter os dados necessários ao direcionamento de uma investigação mais minuciosa, quer 
seja na engenharia, geoquímica, geologia ou outros ramos da ciência. 
Implicitamente, nos capítulos anteriores, utilizou−se alguns sistemas de classificação dos solos. 
Estes sistemas de classificação, por serem bastante simplificados, não são capazes de 
fornecer, na maioria dos casos, uma resposta satisfatória do ponto de vista da engenharia, 
devendo ser usados como informações adicionais aos sistemas de classificação mais 
elaborados. São eles: a) − Classificação genética dos solos (classificação do solo segundo a 
sua origem) − Classifica os solos em residuais e sedimentares, podendo apresentar 
subdivisões (ex. solo residual jovem, solo sedimentar eólico, etc.); b) − Classificação pela NBR 
6502 − Conforme apresentado anteriormente, esta classificação designa os solos de acordo 
com as suas frações granulométricas preponderantes, utilizando a curva granulométrica; c) − 
Classificação pela estrutura − Essa classificação consta de dois tipos fundamentais de 
estruturas (agregada e isolada), que por sua vez, são subdivididas em vários outros subtipos 
(floculada, dispersa, orientada, aleatória), conforme foi visto no capítulo referente a estrutura 
dos solos. A estrutura do solo está interligada com propriedades como coesão, peso 
específico, sensibilidade, expansividade, resistência, anisotropia, permeabilidade, 
compressibilidade e outras mais. 
Neste capítulo serão apresentados os dois sistemas de classificação dos solos mais difundidos 
no meio geotécnico, a saber, o Sistema Unificado de Classificação do Solos, SUCS (ou Unified 
Soil Classification System, USCS) e o sistema de classificação dos solos proposto pela 
AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). Deve−se 
salientar, contudo, que 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 (principalmente aqueles de natureza 
laterítica), cuja gênese é bastante diferenciada daquela dos solos para os quais estas 
classificações foram elaboradas. Por conta disto, e devido a grande ocorrência de solos 
lateríticos nas regiões Sul e Sudeste do país, recentemente 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, sendo 
apresentada oficialmente em 1980 (Nogami & Vilibor, 1980). 
Este sistema de classificação foi originalmente desenvolvido pelo professor A. 
Casagrande (Casagrande, 1948) para uso na construção de aterros em aeroportos durante a 
Segunda Guerra Mundial, sendo modificada posteriormente para uso em barragens, fundações 
e outras construções. A idéia básica do Sistema Unificado de Classificação dos solos é que os 
solos grossos podem ser classificados de acordo com a sua curva granulométrica, ao passo 
que o comportamento de engenharia dos solos finos está intimamente relacionado com a sua 
plasticidade. Em outras palavras, os 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. 
As quatro maiores divisões do Sistema Unificado de Classificação dos Solos são as seguintes: 
(1) − Solos grossos (pedregulho e silte), (2) − Solos finos (silte e argila), (3) − Solos orgânicos e 
(4) − Turfa. A classificação é realizada na fração de solo que passa na peneira 75mm, 
devendo−se anotar a quantidade de material eventualmente retida nesta peneira. São 
denominados solos grossos aqueles que possuem mais do que 50% de material retido na 
peneira 200 e solos finos aqueles que possuem mais do 50% de material passando na peneira 
200. Os solos orgânicos e as turfas são geralmente identificados visualmente. Cada grupo é 
classificado por um símbolo, derivado dos nomes em inglês correspondentes: Pedregulho (G), 
do inglês "gravel"; Argila (C), do inglês "Clay"; Areia (S), do inglês "Sand"; Solos orgânicos (O), 
de "Organic soils" e Turfa (Pt), do inglês "peat". A única exceção para esta regra advém do 
grupo do silte, cuja letra representante, M, advém do Sueco "mjäla". 
Os solos grossos são classificados como pedregulho ou areia. São classificados como 
pedregulhos aqueles solos possuindo mais do que 50% de sua fração grossa retida na peneira 
4 (4,75mm) e como areias aqueles solos possuindo mais do que 50% de sua fração grossa 
passando na peneira 4. Cada grupopor sua vez é dividido em quatro subgrupos a depender de 
sua curva granulométrica ou da natureza da fração fina eventualmente existente. São eles: 
1) Material praticamente limpo de finos, bem graduado w, (SW e GW) 2) Material praticamente 
limpo de finos, mal graduado P, (SP e GP) 3) Material com quantidades apreciáveis de finos, 
não plásticos, M, (GM e SM) 4) Material com quantidades apreciáveis de finos, plásticos C, (GC 
ou SC) 
Formados por um solo bem graduado com poucos finos. Em um solo bem graduado, os grãos 
menores podem ficar nos espaços vazios deixados pelos grãos maiores, de modo que os solos 
bem graduados tendem a apresentar altos valores de peso específico (ou menor quantidade de 
vazios) e boas características de resistência e deformabilidade. A presença de finos nestes 
grupos não deve produzir efeitos apreciáveis nas propriedades da fração grossa, nem interferir 
na sua capacidade de drenagem, sendo fixada como no máximo 5% do solo, em relação ao 
seu peso seco. O exame da curva granulométrica dos solos grossos se faz por meio dos 
coeficientes de uniformidade (Cu) e curvatura (Cc), já apresentados anteriormente. 
Para que o solo seja considerado bem graduado é necessário que seu coeficiente de 
uniformidade seja maior que 4, no caso de pedregulhos, ou maior que 6, no caso de areias, e 
que o seu coeficiente de curvatura esteja entre 1 e 3. 
Formados por solos mal graduados (curvas granulométricas uniformes ou abertas). 
Como os subgrupos SW e GW, possuem no máximo 5% de partículas finas, mas suas curvas 
granulométricas não completam os requisitos de graduação indicados para serem 
considerados como bem graduados. Dentro destes grupos estão compreendidos as areias 
uniformes das dunas e os solos possuindo duas frações granulométricas predominantes, 
provenientes da deposição pela água de rios em períodos alternados de cheia/seca. 
São classificados como pertencentes aos subgrupos GM e SM os solos grossos nos quais 
existe uma quantidade de finos suficiente para afetar as suas propriedades de engenharia: 
resistência ao cisalhamento, deformabilidade e permeabilidade. Convenciona−se a quantidade 
de finos necessária para que isto ocorra em 12%, embora sabendo−se que a influência dos 
finos no comportamento de um solo depende não somente da sua quantidade mas também da 
atividade do argilo−mineral preponderante. Para os solos grossos possuindo mais do que 12% 
de finos, deve−se realizar ensaios com vistas a determinação de seus limites de consistência 
wL e wP, utilizando−se para isto a fração de solo que passa na peneira #40. Para que o solo 
seja classificado como GM ou SM, a sua fração fina deve se situar abaixo da linha A da carta 
de plasticidade de Casagrande (vide fig. 6.2). 
São classificados como GC e SC os solos grossos que atendem aos critérios especificados no 
item A.3, mas cuja fração fina possui representação na carta de plasticidade acima da linha A. 
Em outras palavras, são classificados como GC e SC os solos grossos possuindo mais que 
12% de finos com comportamento predominante de argila. 
OBS: Os solos grossos possuindo percentagens de finos entre 5 e 12% devem possuir 
nomenclaturas duplas, como GW−GM, SP−SC, etc., atribuídas de acordo com o especificado 
anteriormente. De uma forma geral, sempre que um material não se encontra claramente 
dentro de um grupo, devemos utilizar símbolos duplos, correspondentes a casos de fronteira. 
Ex: GW−SW (material bem graduado com menos de 5% de finos e formado com fração de 
grossos com iguais proporções de pedregulho e areia) ou GM−GC (solos grossos com mais do 
que 12% de finos cuja representação na carta de plasticidade de Casagrande se situa muito 
próxima da linha A). 
A fig. 6.1 apresenta um fluxograma exibindo os passos básicos a serem seguidos na 
classificação de solos grossos pelo Sistema Unificado. 
P e d r e gulho 
Mais que 
% d a fração g r ossa retido na 
Areia ( S ) . 
M e n os que 
% da f r a ç ã o g r ossa retido na 
M e n os que p a s s a m na 
Mais q u e 
% p a s s a na 
Entre p a s s a m na 
Se 
Cu 
G P S e n ã o 
N o m e s d u p l o s : G 
G MF i n o s ML o u 
F i n o s CL o u 
M e n os que p a s s a m na 
Mais que p a s s a m na 
Entre p a s s a m na 
Se 
Cu 
S P S e n ã o 
N o m e s d u p l o s : S 
W − S MF i n o s ML o u 
F i n o s CL o u 
F i g u r 
C l a s s i f i c ação dos s olos g r o s s os pelo 
Os solos finos são classificados como argila e silte. A classificação dos solos finos é realizada 
tomando−se como base apenas os limites de plasticidade e liquidez do solo, plotados na forma 
da carta de plasticidade de Casagrande. Em outras palavras, o conhecimento da curva 
granulométrica de solos possuindo mais do que 50% de material passando na peneira 200 
pouco ou muito pouco acrescenta acerca das expectativas sobre suas propriedades de 
engenharia. 
A Carta de plasticidade dos solos foi desenvolvida por A. Casagrande de modo a agrupar os 
solos finos em diversos subgrupos, a depender de suas características de plasticidade. 
Conforme é apresentado na fig. 6.2, a carta de plasticidade possui três divisores 
= 0,9(wL − 8). Deste modo, os solos finos, que são divididos em quatro subgrupos (CL, CH, ML 
e MH), são classificados de acordo com a sua posição em relação às linhas A e B, conforme 
apresentado a seguir: 
Os solos classificados como CL (argilas inorgânicas de baixa plasticidade) são aqueles os 
quais têm a sua representação na carta de plasticidade acima da linha A e à esquerda da linha 
B (conforme pode−se observar na fig. 6.2, deve−se ter também um IP > 7%). O grupo CH 
(argilas inorgânicas de alta plasticidade), possuem a sua representação na carta de 
plasticidade acima da linha A e à direita da linha B (wL > 50%). São exemplos deste grupo as 
argilas formadas por decomposição química de cinzas vulcânicas, tais como a bentonita ou 
argila do vale do México, com wL de até 500%. 
Os solos classificados como ML (siltes inorgânicos de baixa plasticidade) são aqueles os quais 
têm a sua representação na carta de plasticidade abaixo da linha A e à esquerda da linha B 
(conforme pode−se observar na fig. 6.2, deve−se ter também um IP < 4%). O grupo MH (siltes 
inorgânicos de alta plasticidade), possuem a sua representação na carta de plasticidade abaixo 
da linha A e à direita da linha B (wL > 50%). 
São classificados utilizando−se os mesmos critérios definidos para os subgrupos ML e 
MH. A presença de matéria orgânica é geralmente identificada visualmente e pelo seu odor 
característico. Em caso de dúvida a escolha entre os símbolos OL/ML ou OH/MH pode ser feita 
utilizando−se o seguinte critério: Se wLs/wLn < 0,75 então o solo é orgânico senão é 
inorgânico. Os símbolos wLs e wLn correspondem a limites de liquidez determinados em 
amostras que foram secas em estufa e ao ar livre, respectivamente. 
F i g u r 
Carta de p l a s t i c i d a de de 
C a s a g r n d e . 
OBS: Solos c uja r e p r e s e ntação na carta de p l a s t i c i d a de se situe d e n t r o da z o na 
h a c h u r a da d e v e m ter n o m e nclatura d u pla 
S o l o s c u j a r e p r e s e n t a ç ã o n a c a r t a d e p l a s t i c i d a d e s e s i t u e p r ó x i m 
o à l i n h a L L v e m t e r n o m e n c l a t u r a d u p l a : 
o u 
Solos c uja r e p r e s e ntação na carta de p l a s t i c i d a de se situe p r ó x i m o à l i n ha d e 
v e m ter n o m e nclatura d u pla: 
o u 
As a r gilas i n o r gânicas de média p l a s t i c i d a de p o s s u e m wL e ntre 
São solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis. 
As turfas são solos que incorporam florestas soterradas em estágio avançado de 
decomposição. Estes solosformam um grupo independente de símbolo (Pt). 
Na maioria dos solos turfosos os limites de consistência podem ser determinados após 
completo amolgamento do solo. O limite de liquidez destes solos varia entre 300 e 500% 
permanecendo a sua posição na carta de plasticidade notavelmente acima da linha A. O Índice 
de plasticidade destes solos normalmente se situa entre 100 e 200. 
A linha U apresentada na carta de plasticidade representa o limite superior das coordenadas 
(wL;IP) encontrado para a grande maioria dos solos (mesmo solos possuindo argilo−mineriais 
de alta atividade). Deste modo, sempre que em um processo de classificação o ponto 
representante do solo se situar acima da linha U, os dados de laboratório devem ser checados 
e os ensaios refeitos. 
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). 
Apesar dos símbolos utilizados no SUCS serem de grande valia, eles não descrevem 
completamente um depósito de solo. Em todos os solos deve−se acrescentar informações 
como odor, cor e homogeneidade do material à classificação. Para o caso de solos grossos, 
informações como a forma dos grãos, tipo de mineral predominante, graus de intemperismo ou 
compacidade, presença ou não de finos são pertinentes. Para o caso dos solos finos, 
informações como a umidade natural e consistência (natural e amolgada) devem ser sempre 
que possível ser fornecidas. 
A sistema de classificação da AASHTO foi desenvolvido em 1920 pelo "Bureau of 
Public Roads", que realizou um extenso programa de pesquisa sobre o uso de solos na 
construção de vias secundárias ("farm to market roads"). O sistema original foi baseado nas 
características de estabilidade dos solos quando usados como a própria superfície da pista ou 
em conjunto com uma fina capa asfáltica. Diversas aplicações foram realizadas desde a sua 
concepção e a sua aplicabilidade foi estendida consideravelmente. Segundo a AASHTO (vide 
AASHTO, 1978), esta classificação pode ser utilizada para os casos de aterros, subleitos, 
bases e subbases de pavimentos flexíveis, mas deve−se ter sempre em mente o propósito 
original da classificação quando da sua utilização. 
O sistema da AASHTO classifica o solo em oito diferentes grupos: de A1 a A8 e inclui diversos 
subgrupos. Os solos dentro de cada grupo ou subgrupo são ainda avaliados de acordo com o 
seu índice de grupo, o qual é calculado por intermédio de uma fórmula empírica. 
Os solos pertencentes ao grupo A1 são bem graduados, ao passo que os solos pertencente 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. Solos 
altamente orgânicos (incluindo−se aí a turfa) devem ser colocados no grupo A8. Como no caso 
do SUCS, a classificação dos solos A8 é feita visualmente. 
O índice de grupo é utilizado para auxiliar na classificação do solo. Ele é baseado na 
performance de diversos solos, especialmente quando utilizados como subleitos. O índice de 
grupo é determinado utilizando−se a eq. 6.1, apresentada adiante: 
 
Onde F é a percentagem de solo passando na peneira 200 
Quando trabalhando com os grupos A−2−6 e A−2−7 o índice de grupo deve ser determinado 
utilizando−se somente o índice de plasticidade. 
No caso da obtenção de índices de grupo negativos, deve−se adotar um índice de grupo nulo. 
Usar o sistema de classificação da AASHTO não é difícil. Uma vez obtidos os dados 
necessários, deve−se seguir os passos indicados na fig. 6.3, da esquerda para a direita, e 
encontrar o grupo correto por um processo de eliminação. O primeiro grupo à esquerda que 
atenda as exigências especificadas é a classificação correta da AASHTO. A classificação 
completa inclui o valor do índice de grupo (arredondado para o inteiro mais próximo), 
apresentado em parênteses, à direita do símbolo da AASHTO. Ex: A−2−6(3), A−6(12), A−7− 
5(17), etc. 
Devido a sua ligação histórica com a classificação de solos para uso rodoviário, a classificação 
da AASHTO é bastante utilizada na seleção de solos para uso como base, sub− bases e 
sub−leitos de pavimentos. 
o u m e n os p a s s a n do na 
 
M e nos que p a s s a ndo na 
 
m e n os q u e 
% p a s s a na 
M e n os que passa na 
M e n os que passa na 
M e n os que passa na 
S i l t e IP 
A r g i l a 
M e nos que p a s s a ndo na mais que p a s s a m na 
M e n os que passa na 
M e n os que passa na 
M e n os que passa na 
Não p l á s t i c 
F i g u r 
C l a s s i f i c ação pela o u mais p a s s a n do na 
S i l t e IP 
A r g i l a 
F i g u r 
C l a s s i f i c ação pela 
O ( c o n t i n u a ç ã o ) 
46 7. ÍNDICES FÍSICOS. 
O comportamento de um solo depende da quantidade relativa de cada uma de suas três fases 
(sólidos, água e ar). Diversas relações são empregadas para expressar as proporções entre 
elas. Na fig. 7.1 mostrada a seguir estão representadas, de modo esquemático, as três fases 
que normalmente ocorrem nos solos, ainda que, em alguns casos, todos os vazios possam 
estar ocupados pela água. 
Pesos 
 
Volumes 
Massas 
 
Volumes 
Zero Ma Ar Va 
Mt Mw Água Vw Vt 
Ms Sólido Vs 
Zero Pa Ar Va 
Pt Pw Água Vw Vt 
Ps Sólido Vs 
Onde: Va, Vw, Vs, Vv e Vt representam os volumes de ar, água, sólidos, de vazios e total do 
solo, respectivamente. Ps, Pw, Pa e Pt São os pesos de sólidos, água, ar e total e Ms, Mw, Ma 
e Mt são as respectivas massas de sólidos, água, ar e total. 
A porosidade é definida como a relação entre o volume de vazios e o volume total. O intervalo 
de variação da porosidade está compreendido entre 0 e 1. 
Vv n = 
Os vazios do solo podem estar apenas parcialmente ocupados por água. A relação entre o 
volume de água e o volume dos vazios é definida como o grau de saturação, expresso em 
percentagem e com variação de 0 a 100% (solo saturado). 
Vv VwSr = 
O índice de vazios é definido como a relação entre o volume de vazios e o volume das 
partículas sólidas, expresso em termos absolutos, podendo ser maior do que a unidade. Sua 
variação é de 0 a ∞. 
Vv e = 
O peso específico de um solo é a relação entre o seu peso total e o seu volume total, 
incluindo−se aí o peso da água existente em seus vazios e o volume de vazios do solo. A 
massa específica do solo possui definição semelhente ao peso específico, considerando−se 
agora a sua massa. 
 
g Vt 
⋅===ργργ onde , 
O peso específico das partículas sólidas é obtido dividindo−se o peso das partículas sólidas 
(não considerando−se o peso da água) pelo volume ocupado pelas partículas sólidas (sem a 
consideração do volume ocupado pelos vazios do solo). É o maior valor de peso específico que 
um solo pode ter. 
Corresponde a um caso particular do peso específico do solo, obtido para Sr = 0. 
 
1 Sr quando, ,== 
É o peso específico do solo quando todos os seus vazios estão ocupados pela água. Vt 
 
Neste caso, considera−se a existência do empuxo de água no solo. Logo, o peso específico do 
solo submerso será equivalente ao o peso específico do solomenos o peso específico da 
água. 
 
OBSERVAÇÃO: As distinções entre os pesos específicos de solo saturado e submerso serão 
melhor compreendidas quando do estudo do capítulo tensões geostáticas, onde se apresenta o 
princípio das tensões efetivas, proposto por Terzaghi para representar o comportamento dos 
solos em termos de resistência ao cisalhamento e deformação. 
As relações entre pesos ou entre volumes, por serem admensionais, não serão modificadas 
caso no lado direito da fig. 7.1, os volumes de água, ar e sólidos sejam divididos por um 
determinado fator, conservado constante para todas as fases. Este fator pode ser escolhido, 
por exemplo, para que o volume de sólidos se torne unitário. Deste modo, utilizando−se as 
relações entre volumes e entre pesos e volumes, definidas anteriormente, temos: 
Pesos Volumes 
 
Figura 7.2 − Relações entre volumes e entre pesos e volumes adotando−se um volume de 
sólidos unitário. 
Uma outra forma de organizar as relações entre volumes e entre pesos e volumes em um 
diagrama de fases seria adotando um volume total igual a 1. Neste caso teríamos: 
1 Pesos Volumes 
 
Figura 7.3 − Relações entre volumes e entre pesos e volumes adotando−se um volume total de 
solo unitário. 
Das figs. 7.2 e 7.3 e utilizando−se as definições dadas para o índice de vazios e a porosidade 
tem−se: 
n e 
ou 
 
 
Com o uso das figs. 7.2 e 7.3 e dos diagramas de fases apresentados nas figs. 7.2 e 7.3, 
diversas relações podem ser facilmente definidas entre os índices físicos. As eqs. 7.10 a 7.12 
expressam algumas destas relações: 
 
eSrw wS ⋅=γγ 
 
e eSr wS + 
A umidade é definida como a relação entre o peso da água e o peso dos sólidos em uma 
porção do solo, sendo expressa em percentagem. Pela análise da fig. 7.2 temos que: 
 
w eSr Ps 
Pw w 
Em agronomia e em alguns ramos da mecânica do solo utiliza−se a umidade volumétrica (θ), 
definida como a relação entre o volume de água e o volume total de solo e dada pela eq. 7.14 
 
nSr e eSr 
OBS: Apesar de alguns índices físicos serem apresentados em percentagem, o cálculo das 
relações entre eles deve ser feito utilizando−os na forma decimal. Todos os índices devem 
estar em unidades compatíveis. 
Conforme será discutido no transcorrer deste curso, por possuírem arranjos estruturais 
bastante simplificados, os solos grossos (areias e pedregulhos com nenhuma ou pouca 
presença de finos) podem ter o seu comportamento avaliado conforme a curva característica e 
a sua densidade relativa Dr, definida conforme a eq. 7.15. 
Há uma variedade grande de ensaios para a determinação de emin e γdmáx; todos eles 
envolvem alguma forma de vibração. Para emax e γdmin, geralmente se adota a colocação do 
solo secado previamente, em um recipiente, tomando−se todo cuidado para evitar qualquer tipo 
de vibração. Os procedimentos para a execução de tais ensaios são padronizados em nosso 
País pelas normas NBR 12004 e 12051, variando muito em diferentes partes do Globo, não 
havendo ainda um consenso internacional sobre os mesmos. A densidade relativa é um.