AULA 03 - Origem, natureza e classificação dos solos

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Mecânica dos Solos I
Aula 03
Curso Técnico em Edificações
Carga Horária: 40 h (02 aulas semanais)
Fase / Módulo: II
Bibliografia Básica
●PINTO, C, S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3° edição. Oficina dos 
Textos, 2006.
●DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. São Paulo: Cengage 
Learning, 2014.
●SCHNAID, F. Ensaios de Campo e suas aplicações à Engenharia de 
Fundações. 1° edição. Oficina dos Textos, 2000.
●MASSAD, F. Obras de Terra – Curso Básico de Geotecnia 1° edição. Oficina 
dos Textos, 2003.
Origem e natureza dos solos
●O solo é um material friável originado da decomposição das 
rochas existentes na crosta terrestre.
●Material de origem dos solos  Rochas.
• A decomposição é decorrente do intemperismos causado por
agentes físicos e químicos como:
• Água do congelamento;
• Liberação de pressão;
• Expansão e contração termal;
• Organismos vivos;
• Água
• Ácidos
• Atividade biológica
Ação do congelamento: água repetidamente congela e
descongela em rachaduras e poros da rocha, causando sua
fragmentação devido a expansão do gelo.
Figura: Ação do congelamento
Fonte: http://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/intemperismo.html
Liberação de pressão: ocorre em rochas formadas em
profundidade, quando exposta, devido a erosão, a pressão
confinante é reduzida e se formam juntas (rachaduras)
planares à superfície da rocha.
Figura: Liberação de pressão
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA_SUAD/intemperismo
Figura: Liberação de pressão
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeq5wAA/apostila-
geologia-mineralogia-nova?part=8
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Expansão e contração termal: durante a expansão e contração
termais, o volume das rochas muda à medida que estas são
aquecidas e resfriadas. A diferença de temperatura em diferentes
partes do corpo rochoso cria tensões que fragmentam a rocha.
Organismos vivos: interação de organismos vivos com as
rochas, exemplo:
Figura: Árvore em rocha
Fonte: https://aidobonsai.com/tag/bonsai-na-natureza/
Intemperismo químico: processos pelos quais os materiais
rochosos são decompostos e ocorre alteração da sua composição
química original.
Figura: Série de reação de Bowen e resistência ao intemperismo químico.
Fonte: Fundamentos da Engenharia Geotécnica – Braja M. das.
Os solos, produtos do intemperismo, podem permanecer no
mesmo lugar (solo residual) ou ser levados para outros lugares
por agentes físicos (solos sedimentares).
• Perfil de solo residual
• Horizonte O: geralmente possuí poucos centímetros de espessura,
sendo constituído basicamente de matéria orgânica.
• Horizonte A: camada de solo com grande quantidade de matéria
orgânica e intensa atividade biológica. Sofre um intenso processo
de lixiviação dos minerais por meio da infiltração de água, a qual
dissolve os minerais e os carrega para o horizonte B.
• Horizonte B: zona de acumulação devido a lixiviação do horizonte
A. Contêm menos matéria orgânica.
• Horizonte C: consiste em rocha parcialmente alterada. Neste
horizonte ainda é possível visualizar feições da rocha de origem.
Nos horizontes A e B a composição e a textura da rocha já foram
completamente alteradas não sendo esta mais reconhecível.
• Perfil de solo sedimentar
• Não segue uma ordem bem definida como o perfil residual;
• As propriedades se alteram de acordo com a época, forma e o tipo
material depositado;
• A resistência não necessariamente aumenta com a profundidade da
camada;
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Tamanho das partículas: A primeira característica que
diferencia os solos é o tamanho das partículas que o compõem.
A diversidade no tamanho dos grãos é enorme e, geralmente,
em um solo convivem partículas de tamanhos diversos.
Figura: Limites das frações de solo pelo tamanho.
Valores adotados pela ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
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Pedregulho ou partículas maiores: geralmente são constituídas 
de agregações de minerais distintos.
Areia e siltes: geralmente constituídas de um único mineral 
(quartzo), bastante resistente, com formato equidimensional, 
como cubos ou esferas.
Argilas: fração mais fina do sono, composta dos chamados 
argilominerais proveniente da decomposição dos feldspatos. 
Possuem formatos distintos (placa, tubular), estrutura 
complexa e comportamento muito diferente aos grãos de silte 
e areia. A água tem papel fundamental na sua estrutura e 
comportamento.
22Mecânica dos solos 
Identificação do solo é feita por meio de:
– Análise granulométrica – consiste na fase de peneiramento, em 
que uma amostra de solo seco é passa por uma série de peneiras, 
marcando-se o peso de solo que passa por cada peneira 
(porcentagem passante).
23Mecânica dos solos 
Identificação é feita por meio:
– Análise granulométrica – para solos muito finos (diâmetro inferior a 
abertura da peneira n° 200 de 0,075 mm), emprega-se o ensaio de 
sedimentação. Colocar-se certa quantidade de solo em suspenção em 
água. As partículas cairão com velocidades proporcionais ao seu diâmetro 
e assim consegue-se “separar” os diferentes tamanhos de grãos.
24Mecânica dos solos 
Representação do ensaio de sedimentação.
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Identificação é feita por meio:
– Análise granulométrica – Sedimentação
25Mecânica dos solos 
Identificação é feita por meio:
– Análise granulométrica – Peneira n° 200 (# 0,075 mm)
26Mecânica dos solos 
Identificação é feita por meio:
– Análise granulométrica – Após a realização do peneiramento e da 
sedimentação, seus resultados são representados graficamente em 
função do tamanho das partículas e da “porcentagem passante”.
27Mecânica dos solos 
Identificação é feita por meio:
– Índices de consistência ou Limites de Atterberg: baseiam-se na 
constatação de que um solo argiloso apresenta comportamentos 
bem distintos conforme o seu teor de umidade.
– Muita água  Solo se comporta como um líquido.
28Mecânica dos solos 
Identificação é feita por meio:
– Índices de consistência ou Limites de Atterberg: baseiam-se na 
constatação de que um solo argiloso apresenta comportamentos 
bem distintos conforme o seu teor de umidade.
– Valores intermediários de água  Solo tem comportamento 
plástico (moldável).
29Mecânica dos solos 
Identificação é feita por meio:
– Índices de consistência ou Limites de Atterberg: baseiam-se na 
constatação de que um solo argiloso apresenta comportamentos 
bem distintos conforme o seu teor de umidade.
– Pouca água  Solo se torna quebradiço.
30Mecânica dos solos 
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Identificação é feita por meio:
– Índices de consistência ou Limites de Atterberg: os teores de 
umidade correspondente às mudanças de estado (líquido, plástico, 
quebradiço) são conhecidos como: Limite de liquidez (LL) e Limite 
de Plasticidade (LP).
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Identificação é feita por meio:
– Limite de liquidez (LL) – Teor de umidade do solo com o qual uma 
ranhura nele feita requer 25 golpes para se fechar numa concha. 
Procedimento descrito na ABNT NBR 6459:2016.
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Identificação é feita por meio:
– Limite de plasticidade (LP) – Definido como o menor teor de 
umidade com o qual se consegue moldar um cilindro com 3 mm de 
diâmetro, rolando-se o solo com a palma da mão. Procedimento 
descrito na ABNT NBR 7180:2016.
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Identificação é feita por meio:
– Índice de Plasticidade (IP): é a diferença entre o limite de 
liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP) de um solo. É um 
importante parâmetro para a classificação dos solos de 
granulometria fina (siltes e argilas).
34Mecânica dos solos 
Classificação qualitativa
Fonte: Burmister (1949) Índices de alguns solos Brasileiros
Fonte: Pinto (2006)
Exercício
– Na determinação do Limite de Liquidez de um solo, de acordo com a NBR 
6459, foram obtidos os teores de umidade mostrados abaixo. Com o 
mesmo solo foram feitas também determinações do Limite de 
Plasticidade, deacordo com a NBR 7180, e obtiveram-se as seguintes 
umidades para a fragmentação do cilindro com diâmetro de 3 mm: 
22,3%, 21,9% e 22,5%. Qual o Limite de Liquidez (LL), Limite de 
Plasticidade (LP) e o Índice de Plasticidade (IP) desse solo?
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Tentativa Umidade N° de golpes
1 51,3 % 36
2 52,8 % 29
3 54,5 % 22
4 55,5 % 19
5 56,7 % 16
Exercício
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Classificação dos solos
– É o agrupamento de solos em conjuntos distintos, aos 
quais podem ser atribuídas diferentes propriedades.
– Tem como objetivo, sob o ponto de vista de engenharia, 
estimar o provável comportamento do solo e/ou 
orientar investigações mais detalhadas.
– Os principais sistemas de classificação se baseiam na 
composição granulométrica e nos índices de 
consistência (LL, LP e IP) para a diferenciação dos solos.
37Mecânica dos solos 
– Classificação quanto a origem:
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1 – Sistema de classificação textural do Departamento de 
Agricultura dos Estados Unidos (USDA).
– É válido apenas para a fração de solo que passa através da 
peneira n° 10 (abertura de 2 mm).
– A aplicação é feita diretamente no ábaco de porcentagens de 
areia, silte e argila.
– Se baseia nos limites granulométricos descritos abaixo:
● Areia: 2,0 a 0,05 mm de diâmetro.
● Silte: 0,05 a 0,002 mm de diâmetro.
● Argila: menor que 0,002 mm de diâmetro.
39Mecânica dos solos 40Mecânica dos solos 
Exercício
1 - Classifique os seguintes solos de acordo com o sistema de 
classificação textural do USDA.
Usar a fórmula abaixo para calcular as porcentagens modificadas de areia, 
silte e argila.
41Mecânica dos solos 
Distribuição 
Granulométrica (%)
Solo
A B C D
Pedregulho 10 21 0 12
Areia 20 12 18 22
Silte 41 35 24 26
Argila 29 32 58 40
%𝑚𝑜𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎, 𝑠𝑖𝑙𝑡𝑒 𝑜𝑢 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎 =
% 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎, 𝑠𝑖𝑙𝑡𝑒 𝑜𝑢 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎
100 − %𝑝𝑒𝑑𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙ℎ𝑜
𝑥100
2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
– Desenvolvido originalmente pelo Prof. Casagrande para obras de 
aeroportos durante a segunda guerra mundial.
– Aplicável para material passante na peneira de 76,2 mm.
– Divide os solos em duas grandes categorias:
1. Solos de granulação grossa (pedregulho ou areia), cujo material 
que passa pela peneira n° 200 (0,075 mm) é menor que 50%. Os 
símbolos deste grupo começam com o prefixo G (Pedregulho) e S 
(Areia).
2. Solos de granulação fina (silte e argila), cujo material passa 50% 
ou mais pela peneira n° 200 (0,075 mm). Os símbolos do grupo 
começam com o prefixo M (Silte), C (argila) e O (solo orgânico).
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2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
– Resumo dos símbolos usados para Classificação:
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• G – Pedregulho
• S – Areia
• M – Silte
• C – Argila
• O – Solo Orgânico
• W – bem graduado
• P – mal graduado
• H – alta compressibilidade
• L – baixa compressibilidade
• Pt - Turfa
Fração fina – porcentagem que passa na peneira n° 200 (0,075 mm)
Fração grossa - porcentagem retida na peneira n° 200 (0,075 mm)
Fração pedregulho - porcentagem retida na peneira n° 4 (4,75 mm)
Fração areia - porcentagem retida na peneira n° 200 – porcentagem
retida na peneira n° 4.
2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
– Itens importantes:
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• Se utiliza o Limite de liquidez (LL) e Índice de plasticidade (IP)
apenas da porção de solo que passa pela peneira n° 40 (0,425
mm).
• 𝐶 – Coeficiente de uniformidade  𝐶 =
• 𝐶 – Coeficiente de curvatura 𝐶 =
• 𝐷 – Diâmetro abaixo do qual se situa 10% da massa de solo.
• 𝐷 – Diâmetro abaixo do qual se situa 30% da massa de solo.
• 𝐷 – Diâmetro abaixo do qual se situa 60% da massa de solo.
2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
– Itens importantes:
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• Coeficiente de uniformidade (𝑪𝒖) – Aplicado para a fração arenosa
do solo. Quanto maior o coeficiente de uniformidade, mais bem
graduada (desuniforme) a areia. Areias com 𝑪𝒖 menores do que 2
são chamadas de areias uniformes (mal graduadas).
• Coeficiente de curvatura ( 𝑪𝒄) − Detecta o formato da curva
granulométrica e permite identificar eventuais descontinuidades
ou concentração elevada de grãos mais grossos no conjunto.
Considere-se que o solo é bem-graduado quando 𝑪𝒄 está entre 1 e
3.
2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
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2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
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2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
48Mecânica dos solos 
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2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
49Mecânica dos solos 
2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
50Mecânica dos solos 
2 – Sistema Unificado de Classificação de Solos.
– Carta de plasticidade.
51Mecânica dos solos 
Exercício 2 - Classifique os solos abaixo de acordo com o Sistema Unificado.
52Mecânica dos solos 
Solo LL IP
A 120 75
B 80 35
C 70 42
D 55 25
E 38 20
F 32 12
G 44 18
H 24 3
I NP NP
J NP NP
K NP NP
49 50
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