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Disciplina: Mecânica dos solos I 
Professora: Ana Amélia P. T. Buselli 
 
 Janeiro/2014 
FACI- FACULDADE IDEAL 
 
Unidade 1 – Origem e natureza dos solos 
1.2 Origem e formação dos solos 
1.3 Tipos de solos quanto à origem 
1.4 Tamanho e forma das partículas 
1.5 Identificação visual e táctil dos solos. 
 
 
 Para melhor compreensão do comportamento dos solos 
é importante que se conheça a sua origem. Desta forma, será 
apresentada uma pequena revisão sobre a formação dos 
solos. 
1.2 -Origem e Formação dos solos 
1.2 Origem e formação dos solos 
 
• Em geral, os solos são formados pela decomposição (ação do intemperismo) 
das rochas. 
 
• Muitas das propriedades físicas do solo são definidas pelo tamanho, forma e 
composição química dos grãos. 
 
• Para melhor compreensão desses fatores deve-se estar familiarizado com: 
 
 os minerais que formam as rochas 
 os tipos básicos de rocha que formam a crosta terrestre 
 o processo de decomposição 
 
 
MINERAIS 
 
– elementos ou compostos químicos resultantes de processos inorgânicos 
 
– de composição química geralmente definida 
 
– encontrados naturalmente na crosta terrestre 
 
– podem estar em estado sólido, com exceção da água e do mercúrio, que se 
apresentam no estado líquido nas CNTP 
 
– são classificados de acordo com suas propriedades químicas e físicas (dureza, 
peso específico, brilho, cor, etc.). 
 
– silicatos: principais minerais formadores de rochas. 
 
– outros grupos importantes: carbonatos, óxidos, hidróxidos e sulfatos. 
 
– destacam-se: quartzo, feldspatos, calcita, nefelina, dolomita, magnetita, 
hematita, pirita, calcopirita, galena, olivina, clorita, os piroxênios e anfibólios. 
 
QUANTO À ORIGEM 
 
 
 as rochas podem ser divididas em 
três tipos básicos 
• ígneas 
 
• sedimentares 
 
• metamórficas 
 Cada um dos grupos de rocha se dá nas seguintes proporções 
 
 
 
 Rochas ígneas e metamórficas: 95% do volume total da crosta 
 
 25% da superfície terrestre 
 
 
 Rochas sedimentares: 5% do volume total da crosta 
 75% da superfície terrestre 
 
 
• A origem de todas as rochas: solidificação do magma 
 
Formadas a partir do resfriamento e cristalização do 
magma (lava), podendo ser extrusivas ou intrusivas. 
Contêm minerais primários. Ex: riolito, basalto, 
granito 
Alterações químicas ou físicas de 
rochas ígneas ou sedimentares 
causadas pela pressão e 
temperatura. Ex: gnaisse, quartzito 
Deposição gradual em camadas e cimentação. 
Ex: dolomita 
Rochas ígneas: 
Rochas metamórficas: 
Rochas sedimentares: 
 O ciclo das rochas 
 
PROCESSOS DE ALTERAÇÃO 
 
• Todos os solos se originam da decomposição das rochas que 
constituíam, inicialmente, a crosta terrestre. 
 
• Os processos físicos, químicos e biológicos, responsáveis pela 
fragmentação das rochas, são conhecidos como intemperismo. 
 
 INTEMPERISMO: processo de ruptura das rochas em pedaços 
menores, por processos mecânicos e químicos. 
 
 
PRINCIPAIS FATORES QUE CONTROLAM O INTEMPERISMO 
 
 
Tipo de rocha e estruturas 
 
 Cada rocha tem uma mineralogia característica, que reage de maneira distinta ao intemperismo. A presença de 
estruturas e de texturas direcionais também influencia o intemperismo. 
 
Inclinação da encosta (topografia) 
 
 Nos taludes mais inclinados, as chuvas transportam o material intemperizado para o pé, expondo 
continuamente a rocha sã ao ataque intempérico. Desse modo, a rocha alterada tem pouca espessura. 
 
 Nos taludes menos íngremes, esse processo não ocorre e as espessuras podem atingir dezenas de metros. 
 
Clima 
 
 Tropical: o intemperismo é mais intenso - as reações químicas são aceleradas pelas amplas variações de 
umidade e calor. 
 
 Seco e frio: o intemperismo químico atua muito lentamente, razão pela qual o intemperismo físico é o 
principal responsável pelo processo. 
 
Tempo de ação do processo 
 
 O tempo necessário para a decomposição de uma rocha sã pode variar muito, devido ao tipo de clima e à 
composição da rocha. 
 Em resumo: 
 
 A formação dos solos, a partir de rochas ígneas, 
sedimentares ou metamórficas, é um processo que leva um 
longo tempo. Vento, chuva, neve e ciclos de 
aquecimento/resfriamento causam erosão e fraturas nas 
rochas. Assim, a partir da rocha-mãe (rocha de origem) os 
solos são formados por interação do clima, vegetação, fauna 
e flora. Passados alguns anos, as camadas superiores das 
rochas se transformam em vários tipos de solo. 
INTEMPERISMO FÍSICO OU MECÂNICO 
 
 
 
Processos que causam fragmentação sem mudanças químicas, que levam à fadiga e 
ruptura do material e que pode ocorrer a partir das ações: 
 
 
 Alívio de tensões no maciço rochoso: ocasiona o surgimento de 
descontinuidades paralelas ao relevo. 
 
 Aquecimento e resfriamento: variações térmicas, que causam expansão e 
retração dos maciços rochosos, podem induzir ao aparecimento de fraturas no 
maciço rochoso. 
 
 Ciclos de umedecimento e secagem 
 
 Ação erosiva da água e dos ventos: desplacamentos resultantes da 
percolação de água através das juntas. 
 
 Ação de escavações mecânicas. 
 
INTEMPERISMO QUÍMICO 
 
 Processos que, por meio de reações químicas, resultam na decomposição da 
estrutura dos minerais: muito importantes em regiões de clima tropical 
úmido 
 
• Dissolução 
• Oxidação 
• Redução 
• Reação de oxirredução (óxido-redução ou redox) 
• Carbonatação 
• Hidrólise 
• Hidratação 
• Lixiviação 
• Troca de íons 
• Ação de vegetais e de microorganismos 
 
 
 
Dependem de: 
 
– Facilidade de acesso da água e do ar no material rochoso 
– Reatividade do maciço rochoso em relação à água 
– Tempo 
– Grau de agressividade da água. 
 
 O conjunto desses processos, mais atuantes em climas quentes do que em climas 
frios, leva à formação dos solos que, em consequência, são misturas de partículas 
pequenas que se diferenciam pelo tamanho e pela composição química. 
 
 A maior ou menor concentração de cada tipo de partícula num solo depende da 
composição química da rocha que lhe deu origem. 
 
 
TRANSPORTE DOS PRODUTOS DO INTEMPERISMO 
 
 Os produtos do intemperismo podem: 
 
permanecer no mesmo lugar 
serem levados para outros lugares por gelo, água, vento ou gravidade. 
 
 
 Os solos podem ser classificados em dois grandes grupos: 
 
solos residuais 
solos transportados 
 
 
 
 
 
 
1.3.Tipos de solo quanto à origem 
Solos residuais 
 São aqueles de decomposição das rochas que se 
encontram no próprio local em que se formaram. Para 
que ocorram, a velocidade de decomposição da rocha 
deve ser  velocidade de remoção por agentes 
externos. Se apresentam em horizontes com grau de 
intemperização decrescente. 
 
Solo residual maduro: 
 Superficial ou sobrejacente a um horizonte “poroso” 
ou “húmico”, e que perdeu toda a estrutura original 
da rocha-mãe e tornou-se relativamente homogêneo. 
 
Saprolito ou solo saprolítico: 
 Mantém a estrutura original da rocha-mãe, mas 
perdeu a consistência da rocha. Apresenta pequena 
resistência ao manuseio. É também chamado de solo 
residual jovem ou solo de alteração de rocha. 
 
Rocha alterada: 
 Horizonte em que a alteração progrediu ao longo de 
fraturas ou zonas de menor resistência, deixando 
intactos grandes blocos da rocha original. 
 
 
Perfil de intemperismo de um solo residual 
 Solos transportados 
 
 
 São aqueles que foram levados ao seu atual local por algum agente 
transportador. Dependendo de seu modo de transporte e de deposição são 
classificados em: 
 
 Solos glaciais: formados por transporte e deposição de geleiras. 
 
 Solos aluviais, aluvionares ou aluviões: transportados por água corrente e 
depositados ao longo do percurso. 
 
 Solos lacustres : formados por depósitos em lagos calmos. 
 
 Solos marinhos: formados por depósitosem mares. 
 
 Solos eólicos: transportados e depositados pelo vento. 
 
 Solos coluviais, coluvionares ou coluviões: formados pelo movimento do solo a 
partir de seu lugar original por gravidade, tal como ocorre em deslizamentos de 
terra. 
• O solo é formado a partir de um material que lhe dá origem, pela 
ação de fatores físicos, químicos e biológicos; 
• Assim que a ação do intemperismo transforma a rocha em 
sedimentos, estes poderão permanecer ou não em seu local de 
origem. Para o caso em que os sedimentos permaneçam no local de 
origem, o solo assim formado é denominado solo residual; 
• Os solos residuais tendem a manter a mesma mineralogia da rocha 
matriz. Nos extratos de solos residuais, as dimensões das partículas 
são muito variadas, devido a grande diferença de resistências ao 
agentes intempéricos dos minerais constituintes da rocha matriz. 
Em resumo: 
• Os sedimentos formados pelo intemperismo da rocha 
poderão ser movimentados para outros locais originando os 
solos de sedimentos transportados. Durante o transporte os 
sedimentos poderão sofrer alteração na forma e dimensões 
iniciais, além de sedimentos de origens diversas serem 
incorporados na massa em movimentação. 
 
Perfis de intemperismo 
Perfis originais
Área erodida pela água Depositos
ArgilaSilteAreia e
Pedregulho 
Água
Perfil depois da erosão
Depósito de água
Aluvião: 
Vento
Perfis originais
Área erodida pelo vento Depositos
Areia Solo 
arenoso
Solo 
orgânico
Perfil depois da erosão
Eólico: 
Solos orgânicos 
 
 
• Contêm quantidade apreciável de matéria decorrente de decomposição de origem 
vegetal ou animal, em vários estágios de decomposição. 
 
• São, geralmente, argilas ou areias finas, de fácil identificação por sua cor escura e 
pelo odor característico. 
 
• Possuem baixa capacidade de suporte e considerável compressibilidade. 
 
• São encontrados no Brasil, principalmente nos depósitos litorâneos, em espessuras 
de dezenas de metros, e nas várzeas de rios e córregos, em camadas com 3 a 10 
metros de espessura. O teor de matéria orgânica em peso varia de 4 a 20 %. 
 
 
1.4 Tamanho e forma das partículas 
 
Tamanho 
 
• A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho das 
partículas que os compõem. 
 
• Alguns solos possuem grãos perceptíveis a olho nu, como os grãos de 
pedregulho e areia, e outros têm os grãos tão finos que, quando 
molhados, se transformam numa pasta (barro), não se podendo visualizar 
as partículas individualmente. 
 
• O tamanho das partículas que compõem o solo tem uma ampla faixa de 
variação e seus limites variam conforme os sistemas de classificação. 
 
 
 Dependendo do tamanho predominante das partículas, os solos são denominados: 
 
• Pedregulhos – pedaços de rocha com partículas ocasionais de quartzo, 
feldspato e outros minerais. 
 
• Areias – compostas, em geral, de quartzo e feldspato. Outros grãos 
minerais podem estar presentes. 
 
• Siltes – frações microscópicas que consistem em grãos muito finos de 
quartzo e algumas partículas em forma de placas que são fragmentos de 
vários minerais. 
 
• Argila – é principalmente laminar. Composta de partículas microscópicas e 
submicroscópicas de mica, argilominerais e outros minerais. 
 
 Argilominerais: são silicatos complexos de alumínio que desenvolvem 
 plasticidade quando misturados com uma quantidade limitada de água. 
 
Existem grãos de areia com dimensões de 1 a 2 mm, e existem partículas de argila com 
espessuras da ordem de 10E-06 mm. Isto significa que, se uma partícula de argila fosse 
ampliada de modo a ficar com o tamanho de uma folha de papel, o grão de areia 
ficaria com um diâmetro da ordem de 100 a 200 m, um quarteirão!! 
 
 Os limites que definem as diversas faixas de tamanho de grãos variam 
conforme os sistemas de classificação, que descrevem os solos pelo 
tamanho de suas partículas. 
 
 FRAÇÃO LIMITES DEFINIDOS PELA NBR 6502/95 
PARA O DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS 
Pedregulho > 2,0 mm 
Areia de 0,06 mm a 2,0 mm 
Silte de 0,002 mm a 0,06 mm 
Argila < 0,002 mm 
Tabela 1 Valores adotados pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) 
Silte + argila: fração de finos do solo 
Areia + pedregulho: fração grossa ou grosseira do solo 
Diâmetro < 0,002 mm: fração argila 
 
• Matacão 
• Pedregulho: Acumulações incoerentes de fragmentos de 
rocha. Normalmente são encontrados em grandes 
expansões, nas margens dos rios e depressões 
preenchidas por materiais transportados pelos rios. 
 Areias: De origem semelhante aos pedregulhos, as areias são 
ásperas ao tato, e estando isenta de finos, não se contraem ao 
secar e não apresentam plasticidade. 
• Siltes: Solos de granulação fina, apresentando pouca ou 
nenhuma plasticidade. 
 Argila: Solos de granulação muito fina apresentando 
características marcantes de plasticidade e elevada 
resistência, quando secos, constituindo a fração mais ativa 
dos solos. 
Forma das partículas 
 
 A forma das partículas, volumosa, lamelar (laminar) ou fibrilar, tem 
influência significativa nas propriedades de um solo. 
 
 
 
 
 
 Solos Grossos Partículas Volumosas 
 
Superfície específica (área da superfície/peso) pequena; forças gravitacionais 
predominam; arranjo das partículas importante (denso ou fofo). 
 Os geólogos usam termos como angular, subangular, subarredondada 
e arredondada para descrever as formas das partículas volumosas . 
 
• Pequenas partículas de areia localizadas perto de sua origem são 
geralmente muito angulares. 
 
• As partículas de areia levadas pelo vento e pela água por uma grande 
distância podem ser de subangulares a arredondadas na forma. 
 
 
 
 
 
 
 
A forma das partículas granulares tem grande influência nas propriedades 
físicas do solo, como o máximo e o mínimo índice de vazios, 
parâmetros da resistência ao cisalhamento, compressibilidade, etc. 
 
 
 
Solos Finos Partículas Lamelares (Laminares) 
 
Superfície específica (área da superfície/peso) grande; forças gravitacionais 
pouco importantes; o arranjo das partículas somado às forças de ligação (que 
podem ser fortes ou fracas) é importante. 
caulinita haloisita 
 
 
Superfície específica (área da superfície/peso) : 
 
• Esmectita: 50 a 120 m2/g. 
• Montmorilonita: 800 m2/g. 
 
Se fosse possível espalhar, lado a lado, todas as partículas contidas em 10g de 
montmorilonita, elas ocupariam uma área de 4000 m2 (40 x 100 m, um 
campo de futebol!). 
• As partículas de argila estão, na maioria das vezes, na faixa de tamanho 
coloidal (< 1 m ou 0,001 mm). 
 
– Colóide - Em química, colóides (ou sistemas coloidais ou ainda dispersões 
coloidais) são sistemas nos quais um ou mais componentes apresentam 
pelo menos uma de suas dimensões no intervalo de 1 nm a 100 nm (1 
nanômetro = 10-9 m). 
 
– O nome colóide procede da raiz grega ‘kolas’ que significa ‘que pega’, 
‘cola’. O nome faz referência a uma das principais propriedades dos 
colóides: sua tendência espontânea de agregar ou formar coágulos. 
 
• Exemplos de colóides: 
– nuvens ou a neblina, caracterizadas por gotículas de água dispersas no ar; 
– espumas, que são bolhas de gás dispersas num líquido; 
– fumaça, que são partículas sólidas dispersas num gás. 
 
 As partículas fibrilares são muito menos comuns que os outros dois tipos. 
 
 Exemplos de solos que contêm essa forma de partícula: 
– alguns depósitos de coral 
– argilas de atapulgita (os cristais de atapulgita são modelados 
em formato de agulha). 
 
 
 
1.5 Identificação visual e táctil dos solos 
 
 
 Como o solo é uma mistura heterogênea de areia, silte e argila, com 
presença ou não de pedregulho, a identificação visual e táctil dos solos 
serve para classificar a granulometria predominante da amostra. 
 
 
 A identificação de um solo, por meio de testes rápidos é de grande 
importância para a engenharia geotécnica, pois pode ser realizadano 
campo (por ocasião da execução de uma sondagem à percussão, ou da 
retirada de amostras, indeformadas ou não) e sem a necessidade das 
instalações de um laboratório. 
 
 Eventualmente o procedimento é repetido em laboratório para 
confirmação. 
 
 
 ABNT NB-617 – normatiza o procedimento para a identificação das 
amostras obtidas em uma sondagem de simples reconhecimento. 
 
 
 
 
 
Na análise visual e táctil identificam-se, essencialmente: 
 
 - a ocorrência ou não de matéria estranha ao solo (raízes, pequenas 
conchas, matéria orgânica, etc.); 
 - a cor natural da amostra 
 - o teor de umidade 
 - os materiais reconhecíveis, no caso de solo granular 
 - odores estranhos 
 - a granulometria 
 
 
 Ao executar a classificação visual e tátil de um solo, deve-se chegar a conclusões 
como, por exemplo: 
 
 - argila siltosa: > % de grãos de argila e < % de silte 
 
 - silte areno-argiloso: > % de grãos de silte e < % de partes de areia e de 
argila. 
 
 
  
 
 Dificuldade: conseguir com poucos recursos, identificar, da maneira mais correta 
possível, a granulometria porcentual da amostra. 
 
 
Material necessário 
 
• água corrente 
• facas e espátulas 
• bisnaga de borracha 
• proveta 
• cápsulas de porcelana 
• almofariz de porcelana e mão de 
borracha 
• cápsulas de alumínio 
• dessecador 
• peneiras de aberturas 4,8mm (#4) e 
0,075mm (#200) 
• bandeja metálica 
• detorroador de madeira 
 
 
Ensaios expeditos para a análise visual e táctil dos solos 
 
• Teste visual e táctil 
• Teste de sujar as mãos 
• Teste de desagregação do solo submerso 
• Teste de resistência do solo seco 
• Teste de dispersão em água 
• Teste de mobilidade da água intersticial 
 
 
 Os testes são simples e um tanto rudimentares. Como são de grande 
valor, devem ser realizados com critério. 
 Exigem experiência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Teste visual e táctil 
 
 
 Misturando-se uma pequena quantidade de solo com água, sabe-se que: 
 
 Areias: ásperas ao tato; apresentam partículas visíveis a olho nu e; permitem, 
muitas vezes, o reconhecimento de minerais. 
 
 Silte: menos áspero do que a areia, mas perceptível ao tato. Entre siltes 
grossos e areia fina, a distinção é praticamente impossível, a não ser com o 
auxílio de outros testes. 
 
 Argilas: quando misturadas com água e trabalhadas entre os dedos, 
apresentam uma semelhança com pasta de sabão escorregadia; quando 
secas, os grãos finos das argilas proporcionam a sensação de farinha. 
 
 
2. Teste de sujar as mãos 
 
 
Faz-se uma pasta de solo com água e esfrega-se na palma das mãos, 
colocando-se, em seguida, sob água corrente: 
 
– o solo mais arenoso lava-se facilmente, isto é, os grãos de areia 
limpam-se rapidamente das mãos. 
 
– o solo mais siltoso só se limpa depois que bastante água correu sobre 
as mãos, sendo sempre necessário alguma fricção para a limpeza total. 
 
– o solo mais argiloso distingue-se pela dificuldade de se desprender da 
palma das mãos, porque os grãos, muito finos, impregnam-se na pele, 
sendo necessário friccionar vigorosamente para a palma da mão se 
ver livre da pasta. 
 
 
 
3. Teste de desagregação do solo submerso 
 
Coloca-se um torrão de solo em um recipiente contendo água, sem deixar o 
torrão imerso por completo: 
 
– Solos siltosos: a desagregação da amostra é rápida 
– Solos argilosos: a desagregação da amostra é lenta 
 
4. Teste de resistência do solo seco 
 
Amostras de solo seco agregado podem apresentar diferentes resistências, 
quando se tenta desfazê-las entre os dedos. Isso indica: 
 
– Grande resistência: grande coesão dos solos argilosos 
– Média resistência: pouca coesão para os solos siltosos 
– Baixa resistência: nenhuma coesão para os solos arenosos 
 
5. Teste de dispersão em água 
 
 
O solo deve estar completamente desagregado: deve-se desfazer os torrões 
com o auxílio de almofariz e da mão de borracha. 
 Solos finos: resistentes à desagregação mecânica feita pelo almofariz e mão 
de borracha. Para a separação dos grãos pode ser necessária a adição de 
defloculantes. 
 
Coloca-se uma pequena quantidade da amostra de solo destorroado, numa 
proveta com água; agita-se o conjunto, provocando assim uma dispersão 
homogênea do solo na água. Deixa-se em repouso e observa-se o tempo 
de deposição da maior parte de partículas constituintes da amostra: 
 
• Solos arenosos: 15 a 60 s 
 
• Solos siltosos: 30 a 60 segundos 
 
• Solos argilosos: podem levar horas em suspensão. 
 
 
6. Teste da mobilidade da água intersticial 
 
 Faz-se uma mistura homogênea de solo e água, até a consistência de pasta, sem 
chegar ao estado de lama. Coloca-se essa pasta na palma de uma das mãos em 
concha, e com o auxílio da outra mão, provocam-se vibrações na pasta de solo. A 
reação a esse movimento é o aparecimento de uma superfície úmida e brilhante, 
na pasta de solo com a mão em concha. A seguir, abre-se a mão, o que provocará o 
aparecimento de fissuras e o ressecamento aparente da superfície da pasta. 
 
 O tempo de reação da massa de solo, isto é, sob as vibrações, se rapidamente 
assume um aspecto liso e brilhante, indica a presença de maior porcentagem de 
partículas grossas. Também ao se abrir a mão, se o solo rapidamente se fissura e 
torna a absorver a água superficial, indica a facilidade de movimento da água 
através das partículas ou presença de solos grossos. 
 
 A reação lenta, tanto no aparecimento da superfície brilhante, como na fissuração 
reduzida, indica a presença de solos finos, ou seja, indica a dificuldade de 
movimentação das partículas de água aderentes ou coesas às partículas de solo.