3 - CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS I

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MECÂNICA DOS SOLOS 
CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS
PROFESSOR: EMANUEL BOMTEMPO MATOS 
E-mail: emanuelmatos@unipac.br
ENGENHARIA CIVIL
2024/01
3. Caracterização dos solos
Professor Emanuel Bomtempo Matos - MECÂNICA DOS SOLOS 
3.1 – Granulometria
A granulometria é o reconhecimento da textura do solo. A textura pode ser definida
como a quantidade relativa de partículas, com tamanhos específicos, presentes no solo. De
acordo com o tamanho dos grãos, os solos são identificados como pedregulhos, areias,
siltes e argilas. Estes dois últimos compõem as partículas mais finas dos solos, enquanto
os dois primeiros referem-se às partículas de maior gramatura.
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – solos grossos
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – solos finos
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Identificação dos Solos
A identificação da textura dos solos é realizada em laboratório, através de dois ensaios
normatizados pela ABNT NBR 7181: ensaio de peneiramento e ensaio de sedimentação. O
peneiramento caracteriza as partículas de maior gramatura. Já os solos finos, são
identificados pelo ensaio de sedimentação. Ao final de todo o procedimento descrito pela
norma, constrói-se a curva granulométrica característica do solo ensaiado.
As partículas de um solo, grosso ou fino, não são esféricas, mas se usará sempre a
expressão diâmetro equivalente da partícula ou apenas diâmetro equivalente, quando se
faz referência ao seu tamanho. Para os materiais granulares ou fração grossa do solo, o
diâmetro equivalente será igual ao diâmetro da menor esfera que circunscreve a partícula,
enquanto que para a fração fina este diâmetro é o calculado através da lei de Stokes
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Limites Granulométricos
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Limites Granulométricos
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
ENSAIO DE PENEIRAMENTO: previamente ao peneiramento, a amostra de solo é misturada por um
defloculante, substância utilizada para auxiliar na separação dos aglomerados do solo. Após receber o
preparos necessários, pesa-se a massa da amostra inicial (Mi). O peneiramento ocorre por agitação
(vibração) mecânica do sistema.
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
ENSAIO DE PENEIRAMENTO: Identificação das peneiras
PENEIRAMENTO 
GROSSO
PENEIRAMENTO
FINO
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
A colocação de pontos, representativos
dos pares de valores diâmetro equivalente -
porcentagem de ocorrência, em papel
semilogaritmo permite traçar a curva de
distribuição granulométrica, conforme
mostrada na Figura, onde em abscissas estão
representados os diâmetros equivalentes e em
ordenadas as porcentagens acumuladas
retidas, à esquerda e as porcentagens que
passam, à direita.
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
ENSAIO DE PENEIRAMENTO
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
ENSAIO DE PENEIRAMENTO
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
ENSAIO DE PENEIRAMENTO
TARA = massa do recipiente
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3.1 – Granulometria – Ensaio de peneiramento
ENSAIO DE PENEIRAMENTO – Exemplo: complete a tabela de ensaio granulométrico
0,00
0,00
0,04
0,04
0,08
10,24
43,62
23,18
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
O ensaio da sedimentação é baseado no
princípio da sedimentação dos grãos de solo na
água. Quando uma amostra de solo é dispersa em
água, as partículas sedimentam-se em velocidades
diferentes, dependendo de sua forma, tamanho,
peso e viscosidade da água – Lei de Stokes
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
A velocidade de queda de uma partícula, com diâmetro “D”, é obtida de forma indireta. Na Figura, estão
ilustrados dois instantes da suspensão, à esquerda para o tempo t = 0, quando uma partícula “B”, com
diâmetro “D”, se situa no topo da suspensão e à direita depois de decorrido um tempo “t” e tendo a
partícula percorrido uma distância “z” a uma velocidade uniforme “v = z/t”. Partículas com diâmetros
maiores ou menores do que “D” terão percorrido, nesse tempo “t”, distâncias maiores ou menores do que
“z”, com velocidades diferentes, independentemente de suas posições iniciais. Pode-se assim afirmar que
acima do ponto “B”, todas as partículas terão diâmetros menores do que “D”.
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
Portanto o diâmetro “D” será calculado pela seguinte equação:
A suspensão, inicialmente homogênea, com o passar do tempo vai se tornando heterogênea,
com densidades diferentes, devido à sedimentação das partículas. A medida da densidade da
suspensão, em intervalos de tempo com a utilização de um densímetro permite determinar as
distâncias “z”.
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
Na Figura, está mostrado um corte longitudinal de um densímetro com a escala marcada em
sua haste, a suspensão com o densímetro imerso e a posição de leitura e a curva de calibração
do densímetro, com as leituras em abscissas e as distâncias “z”, entre o centro de volume do
bulbo e cada uma das marcas na haste, em ordenadas. Da equação do diâmetro tem-se duas
grandezas, viscosidade e peso específico do fluído, variáveis com a temperatura, será
necessário manter-se esta constante durante o ensaio ou efetuar as correções devidas.
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
A equação que permite calcular a porcentagem de partículas com diâmetros menores do que
o diâmetro “D”, é dada por:
Onde,
𝛾𝑆 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑔𝑟ã𝑜𝑠
𝛾𝑤 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜
𝑊𝑠 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑛𝑜 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑖𝑜
𝑣 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠ã𝑜
𝛾𝐿 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑝𝑒𝑛𝑠ã𝑜
𝑁 = 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑚 𝑛𝑎 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑖𝑟𝑎 𝑛°10
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3.1 – Granulometria – Ensaio de Sedimentação
Calculados os pares de valores D, (%correspondentes à frações de siltes e areias. Da mesma forma, uma areia é
um solo cujo comportamento é ditado pelos grãos arenosos ainda que outras frações estejam
presentes.
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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De acordo com a uniformidade ou não uniformidade presente na distribuição
granulométrica, os solos são classificados em bem graduados e mal graduados.
- SOLOS BEM GRADUADOS: um solo bem graduado possui quantidade de material fino
suficiente para preencher os vazios formados pelas partículas maiores.
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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- SOLOS MAL GRADUADOS (ABERTOS): um solo mal graduado aberto é aquele que não
possui quantidade de material fino suficiente para preencher os vazios formados pelas
partículas maiores e, além disso, sua curva apresenta uma abertura que representa a
ausência de alguma granulometria.
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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- SOLOS MAL GRADUADOS (UNIFORMES): um solo mal graduado uniforme é aquele que
apresenta uma curva bastante uniforme na qual a maioria dos grãos apresenta o mesmo
tamanho.
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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Além da distribuição granulométrica, a curva obtida também é utilizada para a determinação
dos seguintes parâmetros:
- DIÂMETRO EFETIVO (D10): parâmetro que indica o diâmetro (mm) onde passa apenas
10% em massa da amostra (apenas 10% de material com diâmetro inferior a este). É um
parâmetro utilizado para estimar a condutividade hidráulica e drenagem de solos
granulares.
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
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COEFICIENTE DE UNIFORMIDADE (Cu): indica a falta de uniformidade de um solo.
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
COEFICIENTE DE CURVATURA (Cc):
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3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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Segundo Milton Vargas, o coeficiente de uniformidade (Cu) ou grau de desuniformidade (D),
classifica os solos da seguinte maneira:
Ao passo que o coeficiente de curvatura (Cc) indica se um solo é bem graduado quando:
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
3. Caracterização dos solos
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Do ponto de vista da engenharia civil, qual o solo mais adequado: bem graduado ou mal
graduado? Por que?
3.1 – Granulometria – Curva Granulométrica
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E-mail: emanuelmatos@unipac.br
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