Resumo Mecânica dos Solos I | Compactação Estrutura dos solos compactados Ramo seco, ramo úmido, condutividade hidráulica, compressibilidade e resistência ao cisalhamento.

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Estrutura dos solos compactados: Ramo seco, ramo
úmido, condutividade hidráulica, compressibilidade
e resistência ao cisalhamento.
RESUMO | MECÂNICA DOS SOLOS I
COMPACTAÇÃO
Ao analisarmos a curva granulométrica, vimos que existem duas regiões divididas
pelo ponto de parâmetros ótimos de compactação (teor de umidade ótimo e massa
específica seca máxima): o ramo seco e o ramo úmido.
ESTRUTURA DOS SOLOS FINOS COMPACTADOS
Será que um solo for compactado com um determinado valor de massa específica
seca no ramo úmido irá se comportar da mesma maneira que um mesmo solo
compactado com o mesmo valor de massa específica seca, porém no ramo seco? 
w
(seco)
w
(úmido)
ρ
NÃO! Existirão diferenças no
comportamento do solo. De acordo com
o ramo de compactação, o processo
provoca variações na estrutura dos
solos principalmente nos solos finos
(argilas), como alteração da
condutibilidade hidráulica, da
compressibilidade e da resistência ao
cisalhamento.
Entenderemos essa diferença de
comportamento e seus motivos a partir
de agora.
A estrutura dos solos finos compactados depende da umidade e da energia de
compactação.
ESTRUTURA FORMADA NO RAMO SECO
No ramo seco, a compactação faz com que as partículas
se organizem em uma estrutura floculada. Essa
estrutura se forma devido à atração face-aresta
Quanto menor for a energia de compactação, mais
floculada será a estrutura.
Atração face-aresta? Como assim? 
Nas argilas as partículas são pequenas e possuem
uma estrutura de empilhamento relativamente
ordenada.
Durante a compactação, aplicamos uma pressão
externa sobre as argilas, fazendo com que as
partículas se aproximem umas das outras. Com
isso, a atração entre as partículas se torna
importante. A atração é resultado das forças de
coesão presentes nas argilas, devido a presença
das cargas superficiais. Essas cargas podem ser
positivas ou negativas, e as partículas vizinhas se
atraem ou repelem dependendo da combinação
dessas cargas. Quando as partículas se
aproximam, há um rearranjo das cargas, gerando
uma força atrativa entre elas.
A face aresta das partículas de argila
desempenha um papel fundamental nesse
processo. Devido à sua geometria, a face aresta
permite um maior contato entre as partículas. 
ESTRUTURA FORMADA NO RAMO ÚMIDO
Consequentemente, a força de atração eletrostática entre as partículas é mais intensa na face
aresta do que nas faces planas. Isso ocorre porque a área de contato na face aresta é maior,
favorecendo uma maior proximidade entre as cargas elétricas superficiais.
No ramo úmido, a compactação faz com que as
partículas se organizem em uma estrutura dispersa.
Essa estrutura se forma devido à atração face-face.
Quanto maior for a energia de compactação, mais dispersa será a estrutura.
Atração face-face? Como assim? 
Na compactação no ramo úmido as partículas de argila se aproximam e se mantêm em contato
através da tensão superficial da água, principalmente nas faces planas. Quando as partículas de
argila estão próximas umas das outras, a água preenche os espaços entre elas, formando uma fina
película. Essa película de água cria uma atração capilar entre as partículas adjacentes, denominada
tensão superficial.
Daí, a atração entre as partículas é mais significativa na face face, porque a tensão superficial é
mais intensa nas faces planas das partículas, onde a água forma uma película contínua entre elas. A
tensão superficial age para reduzir a área da superfície livre da água, resultando em uma força
atrativa entre as partículas. Diferentemente da compactação no ramo seco, em que a atração é mais
pronunciada na face aresta.
Como vimos, no ramo úmido, quanto maior a energia de compactação aplicada, maior será o
grau de dispersão do solo. Ou seja, maior será o grau de orientação das partículas argila no
solo compactado. Uma consequência do excesso de energia de compactação no campo é
ocorrência do fenômeno de laminação de camadas (prejudicial). 
Laminação: fenômeno no qual se observa
camadas de solo compactadas destacando-
se uma da outra ao longo de planos
horizontais bem definidos.
CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS DOS SOLOS FINOS COMPACTADOS
ENTENDA: A condutividade hidráulica (k) diminui a medida que aumenta o teor de umidade de
compactação. Ela vai diminuindo até alcançar um valor mínimo um pouco acima da umidade
ótima do solo, e a seguir, apresenta um ligeiro aumento. Ou seja, a conditividade hidráulica é
mínima no ramo úmido, mas apenas em valores muito próximos da umidade ótima. Se estiver
no ramo úmido em valores muito distantes, isso muda, há um aumento da condutividade
hidráulica, ou seja, o solo volta a aumentar sua permeabilidade. 
Porque isso acontece? 
Umidades altas apesar da água levar a uma maior orientação das partículas (estrutura
dispersa), o excesso de água no solo provoca afastamento entre elas, razão pela qual tem-
se como resultado um ligeiro acréscimo na condutividade hidráulica.
O QUE É A CONDUTIBILIDADE HIDRÁULICA?
A condutividade hidráulica (k) é uma propriedade dos solos que descreve a capacidade do
solo em permitir o fluxo de água através dele. É uma medida da velocidade com que a água
pode se mover através do solo sob a influência de um gradiente hidráulico, ou seja, a
diferença de carga hidráulica ao longo de uma direção.
Quando o solo apresenta uma alta condutibilidade hidráulica, significa que ele é permeável e
permite a passagem rápida da água. Por outro lado, um solo com baixa condutibilidade
hidráulica é menos permeável e a água se move mais lentamente através dele.
RAMO SECO RAMO ÚMIDO
Solos com estruturas floculadas possuem
maior k, a orientação das partículas
permitem maior passagem de água por
entre os poros presentes.
Solos com estruturas dispersa tem
menor k, visto que a orientação das
partículas dificultam a passagem de
água
O QUE É ACONTECE:
Sob baixas pressões: corpo de prova
compactado no ramo úmido (CPb ) é mais
compressível que o compactado no ramo
seco (CPa). 
Sob pressões elevadas: tendência de
comportamento é o oposto, corpo de
prova compactado no ramo seco é mais
compressível. 
Se fizermos um comparativo de dois corpos
de prova com um mesmo valor de massa
específica seca, mas compactados em ramos
diferentes, observamos o seguinte
comportamento: 
COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS FINOS COMPACTADOS
Porque quando muda de pressão o comportamento se opõe? 
Em solos compactados no ramo seco (estrutura floculada), o aumento da pressão tende a
orientar as partículas na direção normal à direção do carregamento, tendendo para uma
estrutura dispersa, assim como a do ramo úmido. Então, temos maior redução de espaços
entre as partículas. Porém isso passa a ser mais acentuado no corpo de prova com menor
teor de umidade porque, por ter menos água entre as partículas, ele consegue se comprimir
mais. Por isso, em altas pressões, o corpo de prova compactado no ramo seco, formando
uma estrutura dispersa assim como o do ramo úmido, tem maior compressibilidade do que o
corpo de prova compactado no ramo úmido, onde as partículas já se encontram mais
próximas, numa estrutura originalmente dispersa, porém com mais água entre os espaços.
Outra fato em relação à compressibilidade é
que na compactação no ramo seco, certos
solos podem apresentar estrutura
“colapsível”, ou seja, quando submetidos à
submersão (aumento acentuado da umidade)
após compactados, experimentam
deformações bruscas e acentuadas (colapso
da estrutura), conforme ilustrado ao lado.
Veja que quando submerso, há uma queda brusca no índice de vazios, o que indica a
fragmentação/rachadura do corpo de prova/solo.
O QUE É A COMPRESSIBILIDADE EM SOLOS?
A compressibilidade é uma propriedade dos solos que descreve a capacidade do solo de
sofrer deformações quando submetido a cargas ou pressões aplicadas sobre ele. Em outras
palavras, é a medida da capacidade de um solo se comprimir ou reduzir seu volume em
resposta a um aumento na carga.
O QUE ACONTECE:
REFERÊNCIAS DE ESTUDOS: 
1- DAS, B. M. Fundamentos da EngenhariaGeotécnica. Trad. Da 7. ed. Americana. São Paulo: Cengage Learning, 2011; 2- Notas
de aula do professor Bruno de Queiroz - UFV
A resistência ao cisalhamento é uma propriedade que descreve a capacidade de um solo
resistir à deformação quando sujeito a esforços cortantes. Em outras palavras, é a
capacidade do solo de suportar o deslizamento das suas partículas em relação umas às
outras quando uma força é aplicada na direção horizontal.
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO NOS SOLOS FINOS COMPACTADOS
O QUE É A RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO?
Corpos-de-prova compactados no ramo seco apresentam maiores resistências de
pico, quando comparados com aqueles compactados no ramo úmido. 
No ramo seco a ruptura é do tipo frágil e no ramo úmido é do tipo plástica, com o solo
apresentado maiores níveis deformações. Este fato confirma as afirmações
anteriores, onde foi mostrado que no ramo úmido o solo apresenta maior
compressibilidade.
Os ensaios triaxiais que são feitos para a avaliação da resistência ao cisalhamento de
corpos de prova de diversos pontos da curva de compactação mostram que:
LEMBRE-SE: Se ficar em dúvida, lembre-se da definição de solos. Uma das premissas é
que os solos perdem a resistência quando em contato com a água, portanto solos mais
úmidos tem menor resistência ao cisalhamento.
O QUE ACONTECE: