APOSTILA 17

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS I 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 67 
Professor: Esp. Sérgio Alves dos Reis – sergioalvesdosreiseng@gmail.com 
 
CAPÍTULO 5 – RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS E 
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO 
5.1 Resistência ao cisalhamento dos solos 
Define-se como resistência ao cisalhamento do solo como a máxima pressão 
de cisalhamento que o solo pode suportar sem sofrer ruptura, ou a tensão de cisa-
lhamento do solo no plano em que a ruptura ocorre. Em Mecânica dos Solos, a re-
sistência ao cisalhamento envolve duas componentes: atrito e coesão. 
 
5.1.1 Atrito 
O atrito é função da interação entre duas superfícies na região de contato. A 
parcela da resistência devido ao atrito pode ser simplificadamente demonstrada pela 
analogia com o problema de deslizamento de um corpo sobre uma superfície plana 
horizontal. 
 
A resistência ao deslizamento (τ) é proporcional à força normal aplicada (N), 
segundo a relação: 
T = N . f 
Onde “f” é o coeficiente de atrito entre os dois materiais. Para solos, esta rela-
ção é escrita na forma: 
τ = σ . tg ϕ 
Onde “ϕ” é o ângulo de atrito interno do solo, “σ” é a tensão normal e “τ” a 
tensão de cisalhamento. 
 
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Nos materiais granulares (areias), constituídas de grãos isolados e indepen-
dentes, o atrito é um misto de escorregamento (deslizamento) e de rolamento, afe-
tado fundamentalmente pela entrosagem ou concentração dos grãos. Tal fato não 
invalida a aplicação da equação anterior a materiais granulares. A figura abaixo 
mostra os tipos de movimentos de materiais granulares quanto submetidos a esfor-
ços cortantes. 
Enquanto no atrito simples de escorregamento entre os sólidos o ângulo de 
atrito “ϕ” é praticamente constante, o mesmo não ocorre com os materiais granula-
res, em que as forças atuantes, modificando sua compacidade, acarretam variação 
do ângulo de atrito “ϕ”, num mesmo solo. Portanto, o ângulo de atrito interno do solo 
depende do tipo de material, e para um mesmo material, depende de diversos fato-
res (densidade, rugosidade, forma, etc.). Por exemplo, para uma mesma areia o ân-
gulo de atrito desta areia no estado compacto é maior do que no estado fofo (ϕ den-
sa > ϕ fofa). 
 
 
5.1.2 Coesão 
A resistência ao cisalhamento dos solos é essencialmente devido ao atrito. 
Entretanto, a atração química entre partículas (potencial atrativo de natureza mole-
cular e coloidal), principalmente, no caso de estruturas floculadas, e a cimentação de 
partículas (cimento natural, óxidos, hidróxidos e argilas) podem provocar a existên-
cia de uma coesão real. Segundo Vargas (1977), de uma forma intuitiva, a coesão é 
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aquela resistência que a fração argilosa empresta ao solo, pelo qual ele se torna ca-
paz de se manter coeso em forma de torrões ou blocos, ou pode ser cortado em 
formas diversas e manter esta forma. Os solos que têm essa propriedade chamam-
se coesivos. Os solos não-coesivos, que são areias puras e pedregulhos, se desfa-
zem facilmente ao serem cortados ou escavados. 
Utilizando a mesma analogia empregada no item anterior, suponha que a su-
perfície de contato entre os corpos esteja colada, conforme esquema da Figura 9.9. 
Nesta situação quando N = 0, existe uma parcela da resistência ao cisalha-
mento entre as partículas que é independente da força normal aplicada. Esta parcela 
é definida como coesão verdadeira. 
 
A coesão é uma característica típica de solos muito finos (siltes plásticos e 
argilas) e tem-se constatado que ela aumenta com: a quantidade de argila e ativida-
de coloidal (Ac); relação de pré adensamento; diminuição da umidade. 
A coesão verdadeira ou real definida anteriormente deve ser distinguida de 
coesão aparente. Esta última é a parcela da resistência ao cisalhamento de solos 
úmidos (parcialmente saturados), devido à tensão capilar da água (pressão neutra 
negativa), que atrai as partículas. No caso da saturação do solo a coesão tende a 
zero. 
 
5.2 Investigação do subsolo 
O primeiro requisito para se abordar qualquer problema na geologia de enge-
nharia ou mecânica dos solos consiste no conhecimento das condições do subsolo: 
reconhecimento da disposição, natureza e espessura das suas camadas, assim co-
mo das suas características. 
Tal conhecimento pode ser individualizado em dois métodos diferentes: os 
métodos diretos e os indiretos. 
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1) Define-se como resistência ao cisalhamento do solo como a máxima pressão 
de cisalhamento que o solo pode suportar sem: 
a) Que tenha sido feita a compactação. 
b) Sofrer ruptura. 
c) Coesão. 
d) Sofrer atrito. 
 
2) Nos materiais granulares (areias), constituídas de grãos isolados e indepen-
dentes, o atrito é um misto de __________ e de __________, afetado fundamental-
mente pela entrosagem ou concentração dos grãos. 
As palavras que completam as lacunas são: 
a) Deslizamento; vibração. 
b) Deslize; resvalo. 
c) Vibração; deslocamento. 
d) Escorregamento; rolamento. 
 
3) A coesão é uma característica típica de solos muito finos. São exemplos des-
ses solos: 
a) Siltes plásticos e argilas. 
b) Areias finas. 
c) Britas 1 e 2. 
d) Cascalhos. 
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