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MECÂNICA DOS SOLOS
A Faculdade Multivix está presente de norte a sul do 
Estado do Espírito Santo, com unidades presenciais 
em Cachoeiro de Itapemirim, Cariacica, Castelo, 
Nova Venécia, São Mateus, Serra, Vila Velha e Vitória, 
e com a Educação a Distância presente 
em todo estado do Espírito Santo, e com 
polos distribuídos por todo o país. 
Desde 1999 atua no mercado capixaba, 
destacando-se pela oferta de cursos de 
graduação, técnico, pós-graduação e 
extensão, com qualidade nas quatro 
áreas do conhecimento: Agrárias, Exatas, 
Humanas e Saúde, sempre primando 
pela qualidade de seu ensino e pela 
formação de profissionais com consciência 
cidadã para o mercado de trabalho.
Atualmente, a Multivix está entre o seleto grupo de 
Instituições de Ensino Superior que 
possuem conceito de excelência junto ao 
Ministério da Educação (MEC). Das 2109 
instituições avaliadas no Brasil, apenas 
15% conquistaram notas 4 e 5, que são 
consideradas conceitos de excelência em 
ensino. Estes resultados acadêmicos 
colocam todas as unidades da Multivix 
entre as melhores do Estado do Espírito 
Santo e entre as 50 melhores do país.
 MISSÃO
Formar profissionais com consciência cidadã para o 
mercado de trabalho, com elevado padrão de quali-
dade, sempre mantendo a credibilidade, segurança 
e modernidade, visando à satisfação dos clientes e 
colaboradores.
 VISÃO
Ser uma Instituição de Ensino Superior reconhecida 
nacionalmente como referência em qualidade 
educacional.
R E I TO R
GRUPO
MULTIVIX
R E I
2
MULTIVIX EAD
Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017
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MULTIVIX EAD
Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017
BIBLIOTECA MULTIVIX (Dados de publicação na fonte)
Camila Ferreira Aguiar; Francisca Silvana Silva do Nascimento
Mecânica dos Solos / AGUIAR, C. F.; NASCIMENTO, F. S. S. do - Multivix, 2023
Catalogação: Biblioteca Central Multivix 
 2023 • Proibida a reprodução total ou parcial. Os infratores serão processados na forma da lei. 
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MULTIVIX EAD
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LISTA DE QUADROS
UNIDADE 6
 Aplicação da compactação para os diferentes tipos de solo 169
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LISTA DE FIGURAS
UNIDADE 1
 Distribuição de tensões no solo 15
 Simplificação de um problema em um plano 15
 Perfil do solo 16
 Camadas do solo 17
 Elementos de solo não saturado 18
 Transmissão de esforços em solo 18
 Variação de pressão ao subir uma montanha 20
 Variação de pressão ao descer uma montanha 21
 Esquema da distribuição de tensões entre contatos de grãos no interior 
de um solo 22
 Grãos para definição de tensões 23
 Tensões devido ao peso próprio 24
 Variação da tensão devido ao peso próprio com a profundidade 25
 Variação da tensão devido ao peso próprio com a profundidade 26
 Camadas dos solos 27
 Pressão neutra 29
 Perfil do solo 29
 As deformações no solo 30
 Conjunto de partículas 30
 Fases da água 31
 Interpretação da tensão efetiva 32
 Interpretação da tensão efetiva 33
 Esforço maciço 34
 Esquema da distribuição de tensões 35
 Esquema com dois tipos de solo 36
 Pressão no solo 37
 Perfil de solo submerso 38
 Esponja 38
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MULTIVIX EAD
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UNIDADE 2
 Canalículos 44
 Molécula de água 46
 Água no solo 46
 Capilaridade 47
 Formação do menisco em tubo capilar 48
 Tubos capilares 49
 Comparação de ascenção capilar 51
 Meniscos capilares 52
 Elemento de solo não saturado 53
 Distribuição de tensões com a profundidade 55
 Bulbos de tensões com cargas distribuídas 56
 Bulbo de tensões com carga concentrada 56
 Edifício Núncio Malzoni (Santos – SP) 57
 Edifício Núncio Malzoni (Santos – SP) 58
 Espraiamento de tensões com carga dividida em duas faixas 59
 Relação força-deslocamento numa barra à tração 61
UNIDADE 3
 Pegada na areia 67
 Estrutura do solo 68
 Aplicações práticas 70
 Ciclo da água 71
 Partículas do solo 72
 Solo úmido 73
 Permeâmetro 74
 Esquema experimental da Lei de Darcy 75
 Fatores de determinação do coeficiente de permeabilidade 76
 Representação de um solo 78
 Variação da velocidade 79
 Deformações 81
 Torre de Pisa 82
 Orla de Santos 82
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 Abertura pelo adensamento do solo 84
 Curva de adensamento 85
 Ensaio de adensamento 86
 Distribuição das tensões com a profundidade 87
 Tensão de pré-adensamento pelo método de Pacheco Silva 88
 Três principais tipos de recalque 89
 Fundação executada sem sondagem e projeto 90
 Ensaio de amostra 91
 Resistência ao cisalhamento em vigas de concreto armado sem 
armadura transversal reforçadas com fibras de aço 92
UNIDADE 4
 Terreno de obras 97
 Preparo para obras 98
 Solo arenoso 99
 Processo de adensamento 100
 Pressão efetiva e sobrepressão hidrostática 101
 Estacas de deslocamentos 102
 Modelo de cilindro com mola para adensamento em argila saturada 103
 Analogia mecânica para o processo de adensamento, segundo Terzaghi 104
 Fluxo por meio de um elemento do dolo 106
 Esquema que associa vazios e sólidos para solo saturado 107
 Resultados típicos de compressão edométrica de argila orgânica mole 
da Baixada Santista 109
 Resultados típicos de compressão edométrica de argila orgânica mole 
da Baixada Santista, com tensões em escala logarítmica 109
 Características do recalque diferencial e a ocorrência de trincas e 
rachaduras em casos extremos 110
 Ensaio de placa 112
 Ensaio de placa 113
 Definição de parâmetros elásticos dos solos a partir do ensaio de 
compressão 114
 Mostra de argila normalmente adensada e pré-adensada 115
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 Ensaio de compactação 117
 Parque Nacional Canyonlands 118
 Efeito de descarregamento seguido de carregamento em ensaio 
edométrico de argila saturada 119
 Índice de vazios — tensão efetiva 121
UNIDADE 5
 Muro de arrimo: muro de Gabião 128
 Exemplo de cisalhamento 129
 Deslizamento de terra na estrada da Graciosa 130
 Taludes em solos, estruturas de arrimo, fundações profundas e 
fundações rasas 131
 Deslizamento de talude 133
 Curva intrínseca de ruptura 134
 Solo úmido 135
 Solo ressecado 135
 Controle de deformações e variações de tensão 136
 Preparação da amostra para o cisalhamento direto 137
 Ensaio de palheta 139
 Forças atuando em um bloco 140
 Solo sedimentar 141
 Determinação das tensões num plano genérico por meio do círculo 
de Mohr 142
 Atrito pneu chão: homem empurrando pneu 143
 Castelo de areia 145
 Tipos de rupturas em solos 146
 Ângulos de corte de talude 147
 Diagrama do arranjo para o ensaio de cisalhamento direto 147
 Equipamento de cisalhamento direto com deformação controlada 148
 Elementos do ensaio triaxial 149
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UNIDADE 6
 Formação do solo 155
 Fases do solo 156
 Utilização do solo na engenharia civil 157
 Tipos de solos 159
 Terminologia do sistema unificado 160
 Argila 161
 Métodos mecânicos para a determinação da granulometria dos solos 163
 Peneiras granulométricas 163
 Ensaio de sedimentação 164
 Exemplo de curva granulométrica do solo 165
 Placa vibratória compactando o solo 167
 Rolo compressor compactando o solo 168
 Ensaio de Proctor 170
 Curva de compactação 171
 Curva de compactação de diferentes solos para a mesma energiadiversos tipos de fundações e obras de terra.
Uma edificação é por definição uma construção com o objetivo de abrigar 
e possibilitar as atividades humanas. Acima do nível do solo são construídas 
as estruturas da edificação, elas absorvem as cargas e transmitem ao solo os 
esforços, garantindo assim a segurança da edificação. Facilmente podemos 
perceber que o solo é o responsável por receber as cargas de qualquer edifi-
cação, independentemente do porte, do tipo ou da funcionalidade.
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MECÂNICA DOS SOLOS
MULTIVIX EAD
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MATERIAL COMPLEMENTAR
Para saber mais sobre este tema leia os artigos a 
seguir:
1. BALDOVINO, J. A. et al. Análise da ascensão capilar de um 
solo arenoso. Geocentro, Goiânia, p. 556-562, 2017.
2. LIMA, M. P .; SILVEIRA JUNIOR, M. C. Os efeitos da capilarida-
de nas paredes de alvenaria. 2020. Trabalho de Conclusão de 
Curso (Bacharel em Engenharia Civil) – Unisul, Palhoça, 2020.
3. GLYNIADAKIS , S. et al. Dispositivo didático para medição 
de tensão e tensão principais por cargas externas transversais. 
Brazilian Journal of Development, [s.l.], v. 6, n. 5, p. 28083-28094, 
2020.
4. CALDAS, F. L.; CHAVES, J. C. Determinação do modelo de de-
formação da rede GNSS/SP com base na teoria da elasticidade. 
Revista Brasileira de Cartografia, [s.l.], v. 67, n. 1, p. 71-82, 2014.
5. PRADO, E. B. T. Estudo de um problema de valor de contor-
no da teoria da elasticidade linear sobre meios heterogêneos. 
Cadernos de Engenharia de Estruturas, [s.l.], v. 12, n. 55, p. 17-28, 
2010.
https://www.researchgate.net/profile/Eclesielter-Moreira/publication/322896258_Analise_da_ascensao_capilar_de_um_solo_arenoso/links/5ca8d12092851c64bd54a3eb/Analise-da-ascensao-capilar-de-um-solo-arenoso.pdf
https://www.researchgate.net/profile/Eclesielter-Moreira/publication/322896258_Analise_da_ascensao_capilar_de_um_solo_arenoso/links/5ca8d12092851c64bd54a3eb/Analise-da-ascensao-capilar-de-um-solo-arenoso.pdf
https://www.researchgate.net/profile/Eclesielter-Moreira/publication/322896258_Analise_da_ascensao_capilar_de_um_solo_arenoso/links/5ca8d12092851c64bd54a3eb/Analise-da-ascensao-capilar-de-um-solo-arenoso.pdf
https://repositorio.animaeducacao.com.br/handle/ANIMA/15412
https://repositorio.animaeducacao.com.br/handle/ANIMA/15412
https://repositorio.animaeducacao.com.br/handle/ANIMA/15412
https://repositorio.animaeducacao.com.br/handle/ANIMA/15412
https://www.brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/10134?__cf_chl_tk=4ccP0khdE43LOte4NJmwOO3P7wYXj.nJgNqZMxvXdCo-1679304075-0-gaNycGzNCrs
https://www.brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/10134?__cf_chl_tk=4ccP0khdE43LOte4NJmwOO3P7wYXj.nJgNqZMxvXdCo-1679304075-0-gaNycGzNCrs
https://www.brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/10134?__cf_chl_tk=4ccP0khdE43LOte4NJmwOO3P7wYXj.nJgNqZMxvXdCo-1679304075-0-gaNycGzNCrs
https://www.brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/10134?__cf_chl_tk=4ccP0khdE43LOte4NJmwOO3P7wYXj.nJgNqZMxvXdCo-1679304075-0-gaNycGzNCrs
https://www.brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/10134?__cf_chl_tk=4ccP0khdE43LOte4NJmwOO3P7wYXj.nJgNqZMxvXdCo-1679304075-0-gaNycGzNCrs
https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/download/44727/23741/185159
https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/download/44727/23741/185159
https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/download/44727/23741/185159
https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/download/44727/23741/185159
http://cadernos.set.eesc.usp.br/index.php/cee/article/view/46
http://cadernos.set.eesc.usp.br/index.php/cee/article/view/46
http://cadernos.set.eesc.usp.br/index.php/cee/article/view/46
http://cadernos.set.eesc.usp.br/index.php/cee/article/view/46
http://cadernos.set.eesc.usp.br/index.php/cee/article/view/46
UNIDADE 3
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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MECÂNICA DOS SOLOS
> Ampliar o conceito sobre 
permeabilidade no solo.
> Compreender as tensões 
e a deformação no solo.
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MECÂNICA DOS SOLOS
3 PERMEABILIDADE (FLUXO 
UNIDIMENSIONAL)-DEFORMAÇÕES 
NO SOLO DEVIDO A ACRÉSCIMO DE 
TENSÕES NO SOLO
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
Você já parou para pensar como as estruturas que nos cercam, como edifícios, 
pontes e barragens, são construídas sobre o solo? Ou como é possível garantir 
a segurança dessas estruturas ao longo do tempo? Essas são algumas das 
perguntas que podem ser respondidas nesta unidade didática. Com ela, você 
irá descobrir como o solo pode influenciar o comportamento das estruturas e 
quais são os principais fatores que afetam a sua capacidade de suporte.
Esta unidade também irá ensinar sobre água no solo, permeabilidade, velo-
cidade de descarga e velocidade real da água, deformações no solo, tensão e 
cisalhamento puro. Com isso, você será capaz de compreender como a água 
pode afetar a estabilidade do solo e, consequentemente, das estruturas que 
são construídas sobre ele. Além disso, você irá descobrir como as tensões po-
dem afetar o solo, levando a deformações que podem comprometer a segu-
rança da estrutura.
Esta unidade é extremamente importante para estudantes de engenharia ci-
vil e geologia, que precisam compreender a interação entre o solo e as estru-
turas. Com ela, você será capaz de projetar e construir estruturas resistentes e 
seguras, capazes de suportar as tensões e deformações a que estarão sujeitas 
ao longo do tempo. Portanto, aproveite essa oportunidade para adquirir co-
nhecimentos fundamentais para a sua formação profissional e se tornar um 
especialista na área.
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MECÂNICA DOS SOLOS
MULTIVIX EAD
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3.1 A ÁGUA NO SOLO – PERMEABILIDADE, FLUXO 
UNIDIMENSIONAL
A água é um recurso essencial para a vida na Terra, mas a maioria dela não é 
acessível aos seres vivos. Apenas uma pequena porção da água doce disponí-
vel está acessível e disponível para uso direto. Em função dessa disponibilida-
de, é importante entender como a água se movimenta no subsolo. 
O movimento da água subterrânea é influenciado pela permeabilidade do 
solo e pode ser estudado em sistemas uni, bi e tridimensionais. O conheci-
mento desse fluxo é importante para projetos de engenharia, como rebaixa-
mento do lençol freático, estabilidade de taludes e barragens de terra (MUR-
RIETA, 2018).
A permeabilidade é uma propriedade típica de corpos particulados, e a for-
ma e as dimensões dos canalículos influenciam a facilidade de passagem da 
água. O estudo da percolação da água nos solos é importante porque inte-
rage em muitos problemas práticos, incluindo cálculo de vazões, análise de 
recalques e estudos de estabilidade. A pressão da água nos poros é um dos 
principais parâmetros que determinam a resistência e a rigidez dos solos, e é 
fundamental conhecê-la sob condições estáticas e durante o fluxo da água 
nos poros (MURRIETA, 2018).
PEGADA NA AREIA
Fonte: ©Freepik, Freepik (2023). 
#pratodosverem: fotografia de duas pegadas de pés descalços na areia molhada.
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MECÂNICA DOS SOLOS
A percolação é o processo pelo qual a água se 
move por meio do solo, desde a zona não saturada 
até a zona saturada. Esse processo é influenciado 
pela permeabilidade do solo e pelos gradientes 
hidráulicos. É importante ressaltar que a recarga de 
aquíferos é mantida pelo processo de percolação 
(BRADY; WEIL, 2013; COLLISCHONN; DORNELLES, 
2013). A percolação é um fenômeno importante em 
diversas áreas, incluindo a hidrologia, a geologia e 
a engenharia civil, e é amplamente estudada para 
entender seu impacto na qualidade da água e 
nos processosde armazenamento e transporte de 
fluidos em meio poroso. 
ESTRUTURA DO SOLO
 
Fonte: adaptado de Pimentel (2015, p. 171).
#pratodosverem: representação da estrutura do solo com a delimitação das zonas saturada 
e não saturada.
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A disposição dos vazios ou poros, a forma dos grãos, a presença de raízes e 
de matéria orgânica e a disposição em camadas com propriedades variadas 
também afetam a retenção das águas e dos solutos nos solos. Os meios poro-
sos são ditos saturados ou em saturação quando todos os vazios, chamados 
de poros, estão preenchidos com água. Caso contrário, são ditos não satura-
dos ou insaturados. A parte não saturada dos solos geralmente se sobrepõe 
às camadas saturadas (PIMENTEL, 2015).
Água peculiar
Fortemente ligada às partículas do solo, não disponível para plantas. 
Ocorre na camada externa das partículas. 
Água gravitacional
Move-se pelo solo devido à gravidade, infiltra-se rapidamente, não 
retida no solo. 
Água capilar
Presente nos poros menores, disponível para plantas, influenciada pela 
textura e estrutura do solo. 
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Aqui estão algumas aplicações práticas relacionadas ao tema em questão:
APLICAÇÕES PRÁTICAS
Estimar a quantidade de água que pode
ser perdida do reservatório da barragem
por meio da zona de fluxo.
Resolver problemas de colapso e
expansão em solos que não estão
completamente saturados.
Prever possíveis recalques em solos
moles de baixa permeabilidade ao longo
do tempo.
Analisar como o fluxo de água pode afetar
a estabilidade geral de uma massa de
solo, especialmente em taludes.
Fonte: elaborado pela autora (2023).
#pratodosverem: um fluxograma em azul com quatro caixas que apresentam informações 
sobre aplicações práticas da permeabilidade do solo.
3.1.1 ÁGUA NO SOLO
A hidrologia dos solos é o estudo da água presente no solo, que faz parte do 
ciclo da água na natureza. Os solos são formados pela ação da chuva e do 
vento sobre as rochas. Eles são compostos de várias partes, como partículas 
sólidas, ar e água, além de microrganismos como bactérias, fungos e protozo-
ários (PIMENTEL, 2015).
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O solo é um sistema complexo e heterogêneo, com muitas áreas de interface 
entre suas partes. Isso significa que as partes sólida, líquida e gasosa estão em 
constante interação e podem influenciar a disponibilidade de água no solo.
CICLO DA ÁGUA
 
Fonte: adaptado de Mundo Educação (2023).
#pratodosverem: figura representando o ciclo da água, com setas indicando evaporação da 
água dos corpos de água e solo, formação de nuvens, precipitação, escoamento superficial 
e infiltração no solo.
No entanto, a apropriação do movimento e da acumulação da água nos solos é 
um processo muito complexo que é influenciado por muitos fatores, como a es-
trutura do solo, a quantidade de chuva e a atividade humana (PIMENTEL, 2015).
Quando as partículas do solo são maiores, como nas areias, os espaços po-
rosos também são maiores, favorecendo a penetração da água nos solos. Já 
nas matrizes mais argilosas, as partículas são menores, e os espaços vazios 
também, dificultando a penetração da água. Os solos mais finos se adensam 
mais facilmente a partir das forças de compressão, que podem ter origem na 
própria ocupação do solo, facilitando a expulsão do ar contido no meio poro-
so. Dessa forma, a penetração da água nos solos mais finos se dá em velocida-
des bem menores do que nos solos de textura mais grossa (PIMENTEL, 2015).
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A água presente no solo é capaz de fluir livremente através dos poros existen-
tes entre as partículas sólidas. Essa água exerce uma pressão nos poros, que é 
conhecida como pressão neutra ou poropressão. É importante entender essa 
pressão da água no solo, tanto em condições estáticas quanto em fluxo de 
água através dos poros (percolação), pois ela afeta diretamente a resistência e 
a rigidez do solo (KNAPPET; CRAIG, 2018).
PARTÍCULAS DO SOLO
Fonte: adaptado de Caputo (2022, p. 36).
#pratodosverem: observamos partículas de solo, com seus vazios (ar) e água.
Para medir a pressão da água nos poros do solo, é considerado como refe-
rência o nível em que a pressão é atmosférica (no caso, zero), que é defini-
do como superfície do lençol de água, superfície do lençol freático ou, ainda, 
superfície freática. Abaixo desse nível, o solo é considerado completamente 
saturado, embora possa haver pequenos volumes de ar confinados nos poros, 
o que pode reduzir ligeiramente o grau de saturação (KNAPPET; CRAIG, 2018).
O nível do lençol freático pode variar de acordo com as condições climáticas, 
mas também pode ser afetado por procedimentos de construção. 
Em alguns casos, pode haver condições artesianas, em que uma camada de 
solo altamente permeável é confinada por uma camada superior de pouca 
permeabilidade. Nesses casos, a pressão da água na camada artesiana não é 
determinada pelo nível do lençol freático local, mas por um nível maior em 
outro local distante, em que a camada não está confinada.
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A compreensão da pressão da água nos poros do solo é essencial para proje-
tar e construir estruturas seguras e duráveis. Com base nesse conhecimento, 
é possível definir as melhores técnicas de construção e drenagem para evitar 
problemas como instabilidade do solo e inundações.
3.1.2 PERMEABILIDADE NO SOLO
A permeabilidade é uma propriedade do solo que permite a passagem da 
água através dele, e seu grau é expresso numericamente pelo coeficiente de 
permeabilidade. É importante conhecer a permeabilidade do solo em proble-
mas práticos de engenharia, como drenagem, rebaixamento do nível d’água 
e recalques (CAPUTO, 2015).
SOLO ÚMIDO
Fonte: ©Freepik, Freepik (2023). 
#pratodosverem: fotografia de um solo úmido com a planta sendo regada com água.
A permeabilidade pode ser medida por meio do coeficiente de permeabili-
dade, que indica a velocidade de escoamento da água em relação à pressão 
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exercida (CAPUTO, 2022). Solos finos, como as argilas, apresentam menor per-
meabilidade devido ao tamanho reduzido dos poros e à maior capacidade de 
retenção de água (MURRIETA, 2018).
O valor de k pode ser medido em campo ou em laboratório. Em laboratório 
essa determinação é realizada em ensaios com permeâmetros.
PERMEÂMETRO
Fonte: adaptado de Solotest (2023). 
#pratodosverem: fotografia colorida de diversos itens que compõem o permeâmetro.
Assista ao vídeo “Determinação do coeficiente 
de permeabilidade de solos granulares à carga 
constante”, do canal LabGeo UFSCar, e saiba mais 
sobre o assunto. Para acessá-lo, clique aqui. 
A relação entre a carga que se dissipa na percolação (representada por h) e a 
distância ao longo da qual essa carga se dissipa (representada por L) é conhe-
cida como gradiente hidráulico, e é simbolizada pela letra i. De maneira mais 
simples e didática, a Lei de Darcy pode ser apresentada assim (PINTO, 2006): 
Q = vazão
A = área do permeâmetro
K = constante para cada solo, chamada de coeficiente de permeabilidade. 
https://www.youtube.com/watch?v=Ghdy19ejZj4
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Onde 
ESQUEMA EXPERIMENTAL DA LEI DE DARCY
Fonte: adaptado de Caputo (2022).
#pratodosverem: esquema experimental da Lei de Darcy para determinação do coeficiente 
de permeabilidade do solo, emque o fluxo de água através de um cilindro de solo é 
medido em função do tempo e da diferença de altura entre os dois reservatórios. 
Além disso, a presença de finos em um solo de granulação grossa pode resul-
tar em um valor de k significativamente menor do que aquele sem a presen-
ça de finos. A compressão do solo também pode alterar a permeabilidade, já 
que, à medida que o solo se torna mais denso, seu índice de vazios diminui 
(KNAPPETT; CRAIG, 2023).
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Para calcular a permeabilidade de um solo, é importante considerar a distri-
buição granulométrica, a forma das partículas, a estrutura do solo e o índice 
de vazios. 
Determinação do coeficiente de permeabilidade depende de alguns fatores:
FATORES DE DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
Temperatura
Distribuição granulométrica
Índice de vazio
Grau de saturação
Estabilização do solo
Fonte: elaborado pela autora (2023).
#pratodosverem: imagem de um fluxograma com cinco retângulos que contêm os fatores 
de determinação do coeficiente de permeabilidade.
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Confira, na imagem a seguir, as taxas de 
permeabilidade de diferentes tipos de solo.
Intervalos de variação de coeficiente de 
permeabilidade (m/s)
Fonte: adaptado de Knappett e Craig (2018).
#pratodosverem: tabela com os intervalos de 
variação de coeficiente de permeabilidade (m/s), 
sendo (a) pedregulhos limpos entre 1 e 10-1; (b) 
argilas dissecadas e fissuradas entre 10-3 e 10-6; (c) 
areias limpas e misturas de areia e pedregulho entre 
10-2 e 10-4; (d) areias muito finas, siltes e laminados 
de argila/silte entre 10-5 e 10-7; e (e) argilas não 
fissuradas e argilas/siltes (>20% de argila) entre 10-8 
e 10-10.
3.1.3 A VELOCIDADE DE DESCARGA E A 
VELOCIDADE REAL DA ÁGUA
A velocidade (v), razão entre a vazão e a área de seção do fluxo, a água não 
passa por toda a área, apenas pelos vazios (PINTO, 2006). É assim representa-
da pela Lei de Darcy:
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Ao examinarmos os conceitos discutidos, podemos 
agora introduzir uma dedução lógica que 
aprimorará nossa compreensão sobre o assunto 
abordado.
Da Lei de Darcy: 
Assim temos que:
REPRESENTAÇÃO DE UM SOLO
Fonte: adaptado de Pinto (2006).
#pratodosverem: a imagem mostra uma representação de um solo com duas linhas, uma 
indo do ponto P ao R e outra do ponto S ao T. A velocidade de percolação é medida nessa 
direção, podendo ser chamada de velocidade de aproximação ou de descarga.
A velocidade de percolação da água é medida do ponto P ao ponto R ou do 
ponto S ao ponto T. Essa velocidade é chamada de velocidade de aproximação 
ou de descarga. A velocidade de percolação é maior por meio do solo, ou seja, 
de R a S, porque a área disponível para a água passar é menor (PINTO, 2006).
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No esquema da figura, a área menor AR representa a área de vazios do solo. 
A velocidade de fluxo da água pode ser calculada como a distância entre os 
pontos R e S dividida pelo tempo que a água leva para percorrer esse cami-
nho. É importante destacar que essa velocidade é apenas uma aproximação, 
já que a água percorre um caminho não linear e tortuoso (PINTO, 2006).
A Lei de Darcy é válida apenas para fluxo laminar. O escoamento é laminar 
quando a água flui de maneira organizada, quando suas trajetórias não se cor-
tam. Quando a água flui de maneira desorganizada e turbulenta, com as traje-
tórias se cruzando, é chamado de escoamento turbulento (CAPUTO, 2022).
VARIAÇÃO DA VELOCIDADE
Fonte: adaptado de Caputo (2022 ).
#pratodosverem: a figura mostra a variação da velocidade com o gradiente hidráulico nos 
escoamentos laminar e turbulento.
Da equação anterior
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A relação entre a área de vazios e a área total é chamada de porosidade do 
solo, representada pela letra n.
Caso ainda tenha ficado alguma dúvida acerca da 
dedução anterior, lembre-se:
3.2 DEFORMAÇÕES NO SOLO DEVIDO A 
ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO SOLO
Quando colocamos um material sob tensão ou pressão, ele pode sofrer mu-
danças no seu volume. Com os solos não é diferente, quando submetidos a 
um carregamento ou estado de tensão, eles podem reduzir seu volume por 
três motivos (PINTO, 2006): 
• compressibilidade dos grãos;
• drenagem da água e saída do ar dos vazios; e
• expulsão da água presente nos vazios.
A quantidade de deformação que ocorre depende não só das propriedades 
do solo, mas também da quantidade de carga que é aplicada. É essencial 
entender as tensões que atuam em um maciço de terra para compreender 
o comportamento de estruturas geotécnicas sujeitas a cargas, como o peso 
próprio ou carregamentos em superfície.
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DEFORMAÇÕES
Fonte: ©brgfx, Freepik (2023).
#pratodosverem: figura de um solo que sofreu deformação, pois há uma estrutura mais 
elevada que a outra.
Essas deformações podem ser de dois tipos (PINTO, 2006):
• as que ocorrem rapidamente após a aplicação das cargas; e
• as que ocorrem lentamente após a aplicação das cargas.
A redução de volume que ocorre em um solo pode ser explicada por alguns 
conceitos importantes. 
Adensamento
É a redução de volume no solo ao longo do tempo. Ocorre em 
granulometrias finas, solos argilosos.
Compressibilidade
É a redução de volume sem considerar o tempo.
Recalque
É a deformação vertical causada pela ação de uma tensão. Ocorre por 
adensamento ou compressibilidade).
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É importante destacar que o recalque mede a deformação do solo, enquanto 
o adensamento é um fenômeno que ocorre ao longo do tempo.
A Torre de Pisa é famosa por ter provocado uma grande redução de 
volume do solo sob suas fundações ao longo do tempo, conhecida 
como adensamento, resultando em um alto nível de recalque 
diferencial (SILVA, 2018).
TORRE DE PISA
Fonte: Plataforma Deduca (2023).
#pratodosverem: foto da Torre de Pisa inclinada e um prédio.
O fenômeno de adensamento do solo, que pode causar um elevado 
nível de recalque diferencial, também é observado em prédios 
construídos na orla da cidade de Santos, no Brasil. Esse problema 
é resultado da construção em áreas de aterros e de solos com 
baixa capacidade de suporte, o que pode gerar deslocamentos e 
deformações nas estruturas ao longo do tempo (SILVA, 2018).
ORLA DE SANTOS
Fonte: adaptado de Laboratório de Pedologia do Instituto de Geociências - UNICAMP (2023).
#pratodosverem: imagem de vários edifícios na orla da praia de Santos. 
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A teoria do adensamento unidimensional explica um processo lento em que 
a água é drenada dos espaços vazios do solo, resultando em um aumento 
gradual da pressão efetiva nas partículas sólidas e na compressão do solo. Ter-
zaghi propôs algumas hipóteses simplificadoras para desenvolver essa teoria, 
que são (TEIXEIRA, 2012): 
1. solo homogêneo;
2. solo saturado;
3. compressibilidade de grãos sólidos e água desprezível em relação ao 
solo;
4. deformações pequenas comparadas à espessura da camada compressí-
vel;
5. compressão unidimensional;
6. fluxo de água unidirecional;
7. Lei de Darcy aplicada;
8. coeficientes de permeabilidade (kv) e compressibilidade (av) considera-
dos constantes;
9. relação linear única entre índice de vazios e tensão vertical efetiva;e
10. pequenos deslocamentos e deformações.
3.2.1 DEFINIÇÃO
O adensamento do solo é um processo gradual de deformação que envolve 
a redução do espaço vazio no material por meio da dissipação da pressão 
neutra (expulsão do fluido intersticial) e transferência gradual da pressão do 
fluido para a estrutura sólida do solo. Esse processo lento ocorre ao longo do 
tempo.
O adensamento do solo ocorre devido à redução dos vazios do solo pela ex-
pulsão da água, o que causa deformações conhecidas como recalques. Nesse 
processo, há uma transferência gradual da pressão do fluido para o esqueleto 
sólido do solo (BARNES, 2016; CAPUTO, 2016).
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ABERTURA PELO ADENSAMENTO DO SOLO
Fonte: adaptado de Guckert e Schons (2021, p.7).
#pratodosverem: entre a viga e o solo foram encontradas abertura nas laterais da edificação.
O recalque de uma fundação é o movimento vertical descendente de uma 
estrutura, causado pela deformação do solo sob a carga da construção. Esse 
deslocamento é representado por um vetor com direção vertical e sentido 
descendente (ALONSO, 2019).
Em termos gerais, o recalque total de uma fundação é composto por três par-
tes (ALONSO, 2019): 
Recalque imediato ri 
Deslocamento inicial causado pela deformação do solo sem mudança 
de volume.
Recalque por adensamento primário rp
Deslocamento em solos de baixa permeabilidade devido à redução de 
volume pela saída de água.
Recalque secundário ris
Recalque adicional após o adensamento primário, geralmente 
causado por ajustes nas partículas do solo.
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O recalque total é a soma dessas três partes, cada uma com sua própria me-
todologia de cálculo e fatores que afetam sua magnitude e tempo de ocor-
rência.
CURVA DE ADENSAMENTO
Fonte: adaptado de Schneider (2020). 
#pratodosverem: gráfico que mostra a curva de adensamento.
O recalque de um solo compressível até uma tensão final (Ov) é composto 
de duas partes. A primeira parte está relacionada à recompressão do solo até 
a tensão de pré-adensamento (σa), e a segunda parte se refere à variação de 
tensão (σv - σo) (ALONSO, 2019).
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ENSAIO DE ADENSAMENTO
Fonte: adaptado de Alonso (2019, p. 95).
#pratodosverem: gráfico que mostra a curva de tensão.
O recalque por adensamento primário (rp) pode ser calculado utilizando a 
seguinte fórmula (ALONSO, 2019):
Ou, ainda: onde:
Cr é o índice de recompressão no ensaio de adensamento;
Ccé o índice de compressão (inclinação da reta virgem no ensaio de adensa-
mento);
H é a espessura do solo compressível;
e0 é o índice de vazios inicial do solo (antes da aplicação da tensão p);
ea é o índice de vazios correspondente à tensão de pré-adensamento;
σvé a tensão efetiva total atuante à meia altura da espessura H, obtida soman-
do-se à tensão efetiva geostática inicial o acréscimo de tensão provocado pela 
tensão p da placa; e
σaé a tensão de pré-adensamento do solo compressível.
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A razão de sobreadensamento (RSA) expressa a relação entre a tensão de pré-
-adensamento e a tensão efetiva inicial do solo. Se o solo compressível é nor-
malmente adensado (tensão efetiva geostática inicial = tensão de pré-aden-
samento), RSA = 1 (ALONSO, 2019).
3.2.2 COMPORTAMENTO TENSÃO E 
DEFORMAÇÃO
A tensão no solo é uma medida da força que atua em um ponto específico do 
solo e é influenciada pela geometria da carga e pelas características do solo, 
como a resistência ao cisalhamento, a compressibilidade e a permeabilidade. 
A compreensão da tensão no solo é fundamental para o projeto de estruturas, 
fundações e pavimentos, pois ela influencia a capacidade do solo de suportar 
cargas e evitar deformações excessivas ou colapsos (PELAQUIM, 2021).
Por ser um meio trifásico (três fases físicas – sólida/grãos, líquida/água e gaso-
sa), quando submetido ao um carregamento, o solo tem um comportamento 
bastante específico. As tensões cisalhantes induzidas deverão ser suportadas 
somente pela estrutura sólida, uma vez que nem a água nem o ar oferecem 
resistência ao cisalhamento. Em contrapartida, segundo Das (2007), as ten-
sões normais deverão ser suportadas parte pela estrutura sólida e parte pela 
fase fluida.
DISTRIBUIÇÃO DAS TENSÕES COM A PROFUNDIDADE
Fonte: adaptado de Pelaquim (2021, p. 41).
#pratodosverem: imagem com três esquemas, em (A) distribuição das tensões normais em 
planos horizontais com a profundidade; em (B) variação dos acréscimos da tensão vertical; 
em (C) bulbos de tensão.
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Assim temos que: o termo tensão deve ser usado 
quando os esforços tiverem uma direção definida, 
o que ocorre em corpos sólidos. No caso de fluidos 
(água e gás), em que os esforços são iguais em 
todas as direções, o termo mais adequado é pressão 
(MURRIETA, 2018, p. 130).
O pré-adensamento é um conceito importante na mecânica dos solos, re-
ferindo-se ao processo pelo qual um solo já passou por uma carga maior no 
passado, em comparação com a carga atual. Em outras palavras, é a maior 
pressão vertical efetiva que o solo já experimentou ao longo de sua história 
geológica.
Quando pré-adensado, o solo tem maior resistência e menor potencial de re-
calques. A tensão de pré-adensamento é importante para prever o comporta-
mento do solo e calcular recalques em projetos de engenharia.
TENSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO PELO MÉTODO DE PACHECO SILVA (MURRIETA, 2018)
:
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 275).
#pratodosverem: gráfico que demonstra tensão de pré-adensamento pelo método de 
Pacheco Silva.
1. Traça-se uma horizontal a partir de e0.
2. Prolonga-se o trecho reto da curva até interceptar-se essa horizontal.
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3. A partir desse ponto traça-se uma vertical até interceptar a curva.
4. Do ponto de intercessão na curva, traça-se uma horizontal até encontrar o 
prolongamento do trecho reto.
Recalque imediato, recalque por adensamento primário e recalque por aden-
samento secundário são tipos de recalques baseados no mecanismo de ocor-
rência e no tempo necessário para que se manifestem. Já os recalques unifor-
me e diferencial são classificações relacionadas à distribuição do deslocamento 
vertical na estrutura (ALONSO, 2019). Vamos entender melhor cada tipo:
TRÊS PRINCIPAIS TIPOS DE RECALQUE
Fonte: adaptado de GeoSensori (2019). 
#pratodosverem: três principais tipos de recalque em que (a) recalque uniforme; (b) 
recalque diferencial de corpo rígido; (c) recalque diferencial com distorção.
Recalque uniforme: todas as partes da estrutura se deslocam verticalmente 
de maneira igual.
Recalque diferencial: diferentes partes da estrutura se deslocam verticalmen-
te em magnitudes distintas, podendo ser causado por variações nas proprie-
dades do solo, distribuição desigual de cargas ou diferenças nos mecanismos 
de recalque. Segue um exemplo:
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FUNDAÇÃO EXECUTADA SEM SONDAGEM E PROJETO
Fonte: Franco (2017, p.11).
#pratodosverem: fotografia de uma parede rachada indicando problemas estruturais 
graves.
Assista ao vídeo “Tensões nos solos” e saiba mais 
sobre o assunto. Para acessá-lo, clique aqui.
3.2.3 CISALHAMENTO PURO 
A resistência ao cisalhamento é uma propriedade importante dos solos que 
determina sua capacidade de suportar cargas e manter a estabilidade. Essa 
resistência é definida como a tensão de cisalhamentona superfície de rup-
tura quando a massa de solo se rompe. A determinação da resistência ao ci-
salhamento é um problema complexo e controverso na Mecânica dos Solos, 
com muitos estudos e pesquisas sendo realizados para esclarecer diferentes 
aspectos. A resistência ao cisalhamento é crucial em diversas aplicações de 
engenharia geotécnica, como a estabilidade de taludes, a contenção de em-
puxos de terra em paredes e túneis, e a capacidade de carga de sapatas e 
estacas. Nesse contexto, é importante entender os aspectos fundamentais da 
resistência ao cisalhamento dos solos (CAPUTO, 2022).
https://www.youtube.com/watch?v=0SgyCO8CPas
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A resistência ao cisalhamento é uma propriedade fundamental dos solos, pois 
é ela que determina a estabilidade dos terrenos e a capacidade de suporte 
das fundações. Os ensaios mencionados são os principais métodos utilizados 
para determinar essa resistência. Veja a seguir a imagem de como é realizado 
um ensaio:
ENSAIO DE AMOSTRA
Fonte: adaptado de Vitor e Santos (2018, p. 261).
#pratodosverem: imagem de um laboratório com atuador hidráulico, célula de carga, viga 
metálica e amostra.
Os ensaios mencionados são os principais métodos utilizados para determi-
nar essa resistência e cada um deles apresenta características específicas 
(CAPUTO, 2022):
Cisalhamento direto: aplicam-se tensão normal e cisalhamento em uma 
amostra de solo em uma caixa bipartida. A resistência ao cisalhamento é de-
terminada na ruptura da amostra.
Compressão triaxial: amostra cilíndrica de solo é confinada por uma mem-
brana e submetida à pressão isotrópica e carga axial. A resistência ao cisalha-
mento é obtida no equilíbrio de tensões e deformações na ruptura.
Compressão simples: aplica-se carga axial compressiva em uma amostra ci-
líndrica de solo sem pressão confinante lateral. A resistência ao cisalhamento 
é determinada pela carga máxima suportada e dimensões iniciais do cilindro.
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RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO EM VIGAS DE CONCRETO ARMADO SEM ARMADURA 
TRANSVERSAL REFORÇADAS COM FIBRAS DE AÇO
Fonte: adaptado de Vitor e Santos (2018, p. 267).
#pratodosverem: três vigas que passaram pelo processo de amostra e suas respectivas 
deformações.
Assim, Mohr propôs a teoria de que a ruptura em materiais ocorre pela com-
binação de tensões normal e de cisalhamento (DAS; SOBHAN, 2019).
1. φ Ângulo de atrito do solo
2. Coesão
3. Tensão de cisalhamento
4. Tensão normal.
Essa fórmula explica que a força necessária para cortar uma rocha depende 
da pressão exercida na superfície e da capacidade do material de se manter 
unido (coesão). 
Quando uma rocha é cortada, pode-se mover de duas maneiras diferentes. 
Na primeira, parte da rocha escorrega ao longo de superfícies planas, que são 
descontinuidades no material e que estão sujeitas a uma determinada pres-
são normal, e as características físicas de rugosidade e interligação dessas 
superfícies. Na segunda forma, a rocha não tem descontinuidades e se de-
forma de maneira plástica, sem uma separação clara da superfície, e a força 
necessária para cortar a rocha é determinada pela sua capacidade de manter 
sua coesão interna (QUEIROZ, 2016).
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CONCLUSÃO
Os estudos em mecânica dos solos são fundamentais para garantir a segu-
rança e a estabilidade de diversas construções. Ao se entender as proprieda-
des do solo, é possível determinar a capacidade de suporte e a deformabilida-
de da terra, o que é vital para o projeto e a construção de obras de engenharia 
geotécnica.
Entre os principais conceitos estudados, destacam-se a permeabilidade do 
solo, a teoria do adensamento, a Lei de Darcy e a resistência ao cisalhamento. 
Cada um desses conceitos é fundamental para entender o comportamento 
do solo sob cargas e determinar como ele irá se deformar e suportar a carga 
aplicada.
Para determinar essas propriedades, são realizados ensaios em laboratório, 
como o ensaio de cisalhamento direto, compressão triaxial e compressão 
simples. É importante que as amostras utilizadas nos ensaios reproduzam as 
condições reais do solo na obra, seja ela indeformada ou deformada.
Portanto, o estudo da Mecânica dos Solos é fundamental para compreender 
a interação entre o solo e as estruturas construídas sobre ele, bem como para 
solucionar problemas ambientais relacionados aos solos. É importante des-
tacar que, além dos conceitos teóricos, é fundamental que os profissionais 
da área também tenham conhecimento prático, por meio de experimentos 
e análises de campo, para garantir a segurança e a eficiência das obras geo-
técnicas.
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MATERIAL COMPLEMENTAR
Para saber mais sobre este tema leia os artigos a 
seguir:
Permeabilidade do solo em área de aterro sanitário. 
Patologia em fundações: Estudo de caso acerca 
do adensamento do solo nas laterais de uma 
edificação.
Resistência ao cisalhamento de um Latossolo sob 
diferentes uso e manejo.
A problemática das inundações em áreas urbanas 
sob a ótica da permeabilidade do solo.
Resistência ao cisalhamento em vigas de concreto 
armado sem armadura transversal reforçadas com 
fibras de aço.
http://periodicos.pucminas.br/index.php/geografia/article/view/22273/16628
https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/38010/pdf
https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/38010/pdf
https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/38010/pdf
https://www.scielo.br/j/rbcs/a/GcgY6GHs9ZcSdfxbCWRQDCF/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/rbcs/a/GcgY6GHs9ZcSdfxbCWRQDCF/?lang=pt
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/134547/COBRAC_2014_6-8-1-RV.pdf?sequence=1&isAllowed=y
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/134547/COBRAC_2014_6-8-1-RV.pdf?sequence=1&isAllowed=y
https://www.scielo.br/j/ac/a/Db4RwLvjBk3wjchh5nwG3qd/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/ac/a/Db4RwLvjBk3wjchh5nwG3qd/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/ac/a/Db4RwLvjBk3wjchh5nwG3qd/?lang=pt
UNIDADE 4
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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> Ampliar o conceito sobre 
as teorias do adensamento 
unidimensional no solo.
> Compreender a evolução 
dos recalques com o tempo.
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4 TEORIA DO ADENSAMENTO 
UNIDIMENSIONAL E EVOLUÇÃO 
DOS RECALQUES COM O TEMPO
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
A teoria do adensamento unidimensional é um dos conceitos fundamentais 
para o projeto de fundações e estruturas em engenharia civil. Ela baseia-se 
na compreensão do processo de adensamento do solo e na evolução dos re-
calques ao longo do tempo. O objetivo dessa teoria é estimar a magnitude 
e a duração dos recalques de um terreno submetido à sobrecarga de uma 
construção.
A teoria de adensamento unidimensional de Terzaghi é um dos principais 
pilares dessa teoria e oferece uma base teórica sólida para a compreensão 
do processo de adensamento. A dedução da teoria, por sua vez, permite aos 
engenheiros entenderem como ocorre o processo de adensamento e como 
ele pode ser calculado.
No que se refere à evolução dos recalques com o tempo, é fundamental com-
preender a determinação do recalque total bem como as diferenças entre 
solos normalmente adensados, pré-adensados e subadensados. Essas infor-
mações são essenciais para o projeto de fundações e estruturas de engenha-
ria civil, pois permitem a escolha das soluções mais adequadas para cada si-tuação.
É importante ressaltar que o estudo da teoria do adensamento unidimensio-
nal é um dos aspectos mais relevantes da formação dos futuros engenheiros 
civis. Ele permite que os estudantes compreendam o comportamento dos 
solos e sua interação com as construções, oferecendo uma base sólida para 
o desenvolvimento de projetos seguros e eficientes. Por isso, é fundamen-
tal que os estudantes se dediquem a esse estudo e aproveitem ao máximo 
as oportunidades oferecidas pela universidade para aprimorar seus conheci-
mentos.
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4.1 TEORIA DO ADENSAMENTO 
UNIDIMENSIONAL
TERRENO DE OBRAS
 
Fonte: ©wirestock, Freepik (2023).
#pratodosverem: a imagem mostra um terreno de obras com duas escavadeiras paradas 
lado a lado.
Adensamento do solo é um processo que ocorre quando um solo é subme-
tido a uma carga, e os vazios do solo começam a expulsar a água que estava 
presente. Esse processo é lento e pode durar semanas, meses ou até anos, 
dependendo das características do solo. Durante o adensamento, o solo sofre 
deformações e redução de volume, o que pode afetar a capacidade de supor-
te da fundação e a estabilidade da estrutura construída sobre o solo. A com-
preensão do processo de adensamento é importante para o projeto e para 
a construção de estruturas que exigem um solo resistente e estável, como 
edifícios, pontes, barragens, entre outros. 
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PREPARO PARA OBRAS
Fonte: ©user10329879, Freepik (2023).
 #pratodosverem: imagem de um terreno sendo preparado para obras
A compressibilidade e o adensamento são dois conceitos distintos que aju-
dam a entender como um solo se comporta quando submetido à pressão. A 
compressibilidade mede as variações de volume de um solo quando submeti-
do a alguma pressão e serve para mensurar o recalque, ou seja, a compressão 
do solo. Já o adensamento se refere à taxa de variação do volume com o tem-
po e determina o tempo necessário para ocorrer o recalque (BARNES, 2016).
Esses conceitos são diferentes dos processos de compactação e de recalque 
imediato ou não drenado. A compactação ocorre quando há aplicação de ener-
gia para expulsar o ar do solo, enquanto o recalque imediato é a deformação do 
solo sob tensões aplicadas, sem que haja variação de volume (BARNES, 2016).
Quando uma camada de solo saturado é submetida a um aumento de ten-
são, a pressão da água nos poros do solo aumenta rapidamente. Em solos are-
nosos altamente permeáveis, a drenagem causada pelo aumento da pressão 
da água é concluída imediatamente. Isso significa que a água sai dos poros 
do solo rapidamente, o que faz com que a massa de solo se comprima, resul-
tando em um processo chamado de recalque (DAS; SOBHAN, 2019).
Em solos arenosos, o recalque acontece simultaneamente por dois processos: o 
recalque elástico e o recalque por adensamento. Isso ocorre porque a drenagem 
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da água nos poros do solo é muito rápida, o que permite que o solo se compri-
ma rapidamente, tanto pela deformação elástica quanto pelo adensamento. O 
resultado disso é uma redução no volume da camada de solo, o que pode cau-
sar problemas para estruturas construídas sobre ela (DAS; SOBHAN, 2019).
SOLO ARENOSO
 
Fonte: ©wirestock, Freepik (2023).
#pratodosverem: imagem de paisagem com dunas de areia e árvores no deserto da 
Namíbia.
As variações de volume em um solo estão relacionadas à variação do volume 
de vazios, que é definido pelo índice de vazios. Quando o solo é submetido a 
uma variação na tensão efetiva, ocorrem mudanças em um elemento de solo, 
e essas mudanças são descritas pela analogia do adensamento. A tensão efe-
tiva incide na estrutura do grão mineral ou no esqueleto do solo, e qualquer 
alteração nela pode resultar em diminuição ou aumento de volume à medida 
que a água é expulsa ou absorvida nos espaços vazios (BARNES, 2016).
O estudo da compressibilidade e do adensamento 
do solo é fundamental para o projeto de fundações e 
estruturas em engenharia civil. Esses dois conceitos 
estão interligados e permitem compreender 
o comportamento do solo quando submetido 
a cargas e pressões. Qual é a diferença entre 
compressibilidade e adensamento de um solo e 
como esses dois conceitos se relacionam na análise 
do comportamento geotécnico do solo?
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4.1.1 O PROCESSO DE ADENSAMENTO 
Para entender como funciona o processo de adensamento, vamos analisar 
um exemplo representado na figura a seguir. Nesse caso, uma fundação 
transmite sua carga para uma camada de argila saturada, que é limitada por 
uma camada de areia e por um leito rochoso impermeável (CAPUTO; CAPU-
TO, 2022). 
PROCESSO DE ADENSAMENTO
Fonte: adaptada de Caputo e Caputo (2022, p. 108).
#pratodosverem: ilustração simplificada de uma fundação transmitindo carga para uma 
camada de argila saturada, que é limitada por uma camada de areia e um leito rochoso 
impermeável, exemplificando o processo de adensamento do solo.
Em um ponto M qualquer dessa camada de argila compressível e saturada, 
vamos supor que a pressão transmitida pela fundação seja p0.
Então, uma parte da força que está sendo exercida, chamada de "u", será 
transferida para a água que preenche os espaços vazios no solo. A outra parte, 
chamada de "p", será transferida para as partículas sólidas do solo (CAPUTO; 
CAPUTO, 2022).
p0 = p + u
Onde
p = pressão efetiva ou pressão grão a grão 
u = sobrepressão hidrostática
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Quando há uma pressão sobre o solo, a água que está presa nos espaços va-
zios começa a se mover verticalmente em direção à camada drenante de 
areia. No entanto, se o solo for composto de argila, que tem uma permeabili-
dade muito baixa, o movimento da água será muito lento. Conforme a pres-
são diminui na água, a pressão nas partículas sólidas do solo aumenta, desde 
que a pressão inicial p0 permaneça constante (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
Quando uma carga é aplicada sobre o solo, no começo a pressão na água é 
igual a p0, ou seja, u = p0 e a pressão nas partículas sólidas é igual a zero p = 
0. Quando a transferência de pressão da água para as partículas sólidas do 
solo para, a pressão na água praticamente desaparece u = 0 e a pressão nas 
partículas sólidas do solo volta a ser p0, isso é, p0 = p (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
Em algum momento intermediário, as pressões nas duas fases serão diferen-
tes e podem ser representadas pela equação:
p0 = p(t) + u(t), já que as pressões são função do tempo
Essa equação é a lei fundamental que governa o processo de adensamento 
das camadas de solo. 
PRESSÃO EFETIVA E SOBREPRESSÃO HIDROSTÁTICA
 
Fonte: adaptada de Caputo e Caputo (2022, p. 108).
#pratodosverem: três quadrados representando os três tipos de forças, a pressão da 
fundação, a pressão efetiva e a pressão hidrostática.
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ESTACAS DE DESLOCAMENTOS
 
Fonte: adaptada de APL Engenharia (2019).
#pratodosverem: fotografia de um terreno em construção com estacas de deslocamentos.
Para saber como funciona o ensaio de adensamento 
assista ao vídeo “Ensaio de adensamento 
unidimensional dos solos”. Para acessá-lo, clique 
aqui. 
4.1.2 A TEORIA DE ADENSAMENTO 
UNIDIMENSIONAL DE TERZAGHI
A teoria do adensamento unidimensional de Terzaghi é um modelo matemá-
tico que simplifica a análise do processo de adensamento do solo. Ela é utili-
zada para prever o comportamento do solo sob cargas aplicadas ao longo do 
tempo. A teoriaconsidera que a compressão e o fluxo d’água são unidimen-
sionais e o solo é homogêneo e totalmente saturado. Considera que as partí-
culas sólidas e a água são praticamente incompressíveis perante a compres-
sibilidade do solo. Isso significa que, durante o processo de adensamento, a 
variação de volume do solo ocorre principalmente devido à saída de água dos 
vazios, e não devido à compressão das partículas sólidas ou da própria água. 
As propriedades do solo não variam no processo de adensamento. Além dis-
https://www.youtube.com/watch?v=KqJIv1p6Nts
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so, ela assume que o solo pode ser representado como elementos infinitesi-
mais e que a Lei de Darcy governa o fluxo de água por meio dele. O objetivo 
da teoria é determinar o comportamento do solo em termos de deformação 
e variação de tensão ao longo do tempo (PINTO, 2006).
Para entender melhor esse fenômeno, podemos usar uma analogia mecâni-
ca proposta por Terzaghi. Imagine que a estrutura sólida do solo é semelhan-
te a uma mola, cuja deformação é proporcional à carga aplicada sobre ela. O 
solo saturado seria representado por uma mola dentro de um pistão cheio 
de água, e o pistão teria um pequeno orifício pelo qual a água só passa lenta-
mente. Isso representa a baixa permeabilidade do solo (PINTO, 2006).
Quando uma carga é aplicada sobre o pistão, no início, a mola não se defor-
ma, pois ainda não ocorreu a saída de água. Toda a carga aplicada é supor-
tada pela água. A água, em carga, procura sair do pistão, pois o exterior está 
sob pressão atmosférica. Quando uma certa quantidade de água é expulsa, 
a mola sofre uma deformação correspondente a uma certa carga. Nesse mo-
mento, parte da carga será suportada pela água e parte pela mola. Esse pro-
cesso continua até que toda a carga seja suportada pela mola (PINTO, 2006). 
A figura a seguir representa todo esse processo.
MODELO DE CILINDRO COM MOLA PARA ADENSAMENTO EM ARGILA SATURADA
Fonte: adaptada de Das e Sobhan (2019, p. 342).
#pratodosverem: quatro imagens de uma mesma mola sofrendo pressão conforme o 
tempo.
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No solo, o processo é semelhante. Quando uma pressão é aplicada, a água nos 
vazios suporta toda a pressão. Nesse momento, não há deformação do solo. 
Com a água em carga superior à que estabeleceria equilíbrio com o meio 
externo, ocorre percolação da água em direção às áreas mais permeáveis, o 
que causa a redução do índice de vazios e a deformação da estrutura sólida 
do solo. Consequentemente, parte da pressão aplicada passa a ser suportada 
pelo solo, o que leva ao aumento da tensão efetiva. O processo continua até 
que toda a pressão aplicada seja convertida em acréscimo de tensão efetiva e 
a sobrepressão neutra tenha se dissipado (PINTO, 2006).
Essa transferência de pressão neutra para a estrutura sólida do solo, com a 
consequente redução de volume, é chamada de teoria do adensamento e foi 
desenvolvida por Terzaghi. Compreender essa teoria é fundamental para o 
projeto e para a construção de estruturas sobre o solo, pois permite prever os 
recalques e as deformações que o solo sofre ao longo do tempo sob diferen-
tes condições de carregamento (PINTO, 2006).
ANALOGIA MECÂNICA PARA O PROCESSO DE ADENSAMENTO, SEGUNDO TERZAGHI
 
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 293).
#pratodosverem: imagem de uma mola sendo aplicada uma força de 15N e com o tempo 
mostrando a modificação da carga suportada pela água e pela mola.
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O Palácio de Belas Artes, na Cidade do México, 
foi construído entre 1932 e 1934 e é um exemplo 
de um problema comum chamado de recalque 
de fundação. Isso aconteceu porque o prédio 
foi construído em cima de uma camada de solo 
argiloso, que é muito compressível. Devido a essa 
camada de solo, o prédio acabou afundando cerca 
de 2 metros a mais do que a rua ao seu redor. Por 
causa disso, foi necessário fazer algumas adaptações 
na entrada do prédio (SANTOS, 2013).
Palácio de Belas Artes
Fonte: adaptado de Santos (2013, p. 87).
#pratodosverem: na imagem o Palácio de Belas 
Artes do México, é um grande edifício de estilo 
eclético, com uma cúpula central de vidro.
4.1.3 DEDUÇÃO DA TEORIA 
O objetivo da teoria é descobrir como o solo se adensa em diferentes mo-
mentos e posições, para que possamos determinar o grau de adensamento 
(PINTO, 2006).
Na figura a seguir, podemos ver que o fluxo (movimento) do solo acontece so-
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mente na direção vertical. Com essa informação, podemos entender melhor 
como as diferentes camadas de solo se comportam durante o processo de 
adensamento (PINTO, 2006).
FLUXO POR MEIO DE UM ELEMENTO DO DOLO
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 299).
#pratodosverem: gráfico com três coordenadas e um cubo ao centro.
A seguir, a equação do fluxo em um solo saturado, que indica a variação de 
volume pelo tempo (PINTO, 2006):
Naquela ocasião, o estudo focava nas condições de percolação tridimensio-
nal sem a ocorrência de variação de volume. Por esse motivo, a expressão era 
igualada a zero, e a equação de Laplace era determinada a partir dela (PINTO, 
2006).
No estudo do adensamento, o fluxo de água ocorre apenas na direção verti-
cal, o que faz com que os dois primeiros termos dentro do parêntese sejam 
nulos. Entretanto, a variação de volume do solo não é nula. Durante o proces-
so de adensamento, mais água sai do elemento do que a que entra. Por isso, a 
equação de fluxo para o estudo do adensamento é diferente e se reduz a uma 
forma mais simples (PINTO, 2006).
A variação de volume do solo é a mudança nos seus índices de vazios, que é 
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a relação entre o volume dos espaços vazios no solo e o volume total do solo. 
Essa variação acontece porque a água e os grãos sólidos do solo são pratica-
mente incompressíveis em relação à estrutura sólida do solo (PINTO, 2006).
ESQUEMA QUE ASSOCIA VAZIOS E SÓLIDOS PARA SOLO SATURADO
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 300).
#pratodosverem: esquema que mostra a variação do volume do solo.
Em que: 
Lembrando que, pela hipótese de Terzaghi, os 
sólidos são incompressíveis. Dessa forma, a variação 
de volume dos sólidos é invariável com o tempo, 
portanto sua derivada é zero.
Essa equação é conhecida como a equação de Terzaghi para o adensamento 
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unidimensional de solos coesivos. Ela descreve a variação do índice de vazios 
de um solo coeso em função do tempo e da profundidade, considerando a 
compressibilidade do solo.
Ela é importante na análise do adensamento de solos coesivos e na previsão 
do comportamento de estruturas construídas sobre o solo. A solução dessa 
equação permite determinar o tempo necessário para que ocorra a estabi-
lização do adensamento do solo, ou seja, quando não há mais variação do 
índice de vazios com o tempo.
Na utilização da fórmula de Terzaghi, que permite 
avaliar a tensão de ruptura do solo sob uma sapata, 
deve-se empregar :
pressões totais ou efetivas, desde que o solo seja 
arenoso;
pressões totais ou efetivas, desde que o solo seja 
argiloso;
somente pressões efetivas;
somente pressões totais; e
pressões totais ou efetivas, independente da 
condição do solo.
4.2 EVOLUÇÃO DOS RECALQUES COM O TEMPO 
Os ensaios de adensamento são utilizados para determinar a taxa de com-
pressão e o tempo necessário para que um solo atinja o seu estado de com-
pressão estável. Os resultados desses ensaios podemser representados em 
gráficos, como na figura a seguir (PINTO, 2006).
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RESULTADOS TÍPICOS DE COMPRESSÃO EDOMÉTRICA DE ARGILA ORGÂNICA MOLE DA 
BAIXADA SANTISTA
 
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 264).
#pratodosverem: gráfico resultante de um ensaio de adensamento.
No entanto, pode-se redesenhar esses gráficos colocando as pressões aplica-
das em escala logarítmica. Isso resulta em uma curva linear, como mostrado 
na figura a seguir, na qual o índice de vazios do solo varia linearmente com o 
logaritmo da pressão aplicada após uma determinada tensão, chamada de 
σa’ (PINTO, 2006).
RESULTADOS TÍPICOS DE COMPRESSÃO EDOMÉTRICA DE ARGILA ORGÂNICA MOLE DA 
BAIXADA SANTISTA, COM TENSÕES EM ESCALA LOGARÍTMICA
 
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 270).
#pratodosverem: a imagem mostra um gráfico resultante de um ensaio de adensamento, 
mas com a pressão em escala logarítmica, que resulta em uma curva com fim linear.
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Esse trecho retilíneo da curva é chamado de reta virgem e é utilizado para 
determinar a compressibilidade do solo. Ou seja, a partir da análise da reta 
virgem é possível estimar a capacidade do solo de suportar uma determinada 
carga, chamada recalque, e prever o seu comportamento durante a constru-
ção de uma estrutura sobre o solo (PINTO, 2006).
CARACTERÍSTICAS DO RECALQUE DIFERENCIAL E A OCORRÊNCIA DE TRINCAS E 
RACHADURAS EM CASOS EXTREMOS
 
Fonte: adaptado de Blog GeoSensori (2019).
#pratodosverem: três imagens representando o recalque diferencial.
Assim, da equação de Terzaghi:
Só a carga em excesso à hidrostática provoca fluxo. Portanto, a carga h, na 
expressão anterior, pode ser substituída pela pressão na água, u, dividida pelo 
peso específico da água ү0 Substituindo h e de na equação:
O coeficiente do primeiro membro reflete características do solo (permeabili-
dade, porosidade e compressibilidade) e é denominado coeficiente de aden-
samento, cv, que constitui a hipótese de Terzaghi em que as propriedades do 
solo não variam no processo de adensamento:
O cálculo do recalque rt ao fim de determinado tempo t é feito em função:
r1 - U ˙ Δh
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Em que se põe em evidência o significado do grau de adensamento:
Em que f é o número de faces permeáveis da camada:
U = f(T)
Assim, calculando h da maneira como foi indicado e depois T para o valor de-
sejado de t, passa-se, em seguida, à obtenção de U na tabela ou gráfico refe-
rente às condições particulares do problema e, finalmente, rt.
Da observação dos gráficos correspondentes às diversas condições de pres-
são e drenagem, pode-se concluir que para T = 2 a porcentagem de aden-
samento U é praticamente igual a 100%. Daí resulta para o valor prático do 
tempo de duração do adensamento a expressão:
A evolução dos recalques com o tempo é um aspecto importante na análise 
do comportamento do solo sob carga. Como já mencionado anteriormente, 
o recalque é um fenômeno que ocorre quando uma carga é aplicada sobre o 
solo, e consiste na sua deformação e afundamento. Esse afundamento pode 
ocorrer imediatamente após a aplicação da carga (recalque imediato) ou ao 
longo do tempo (recalque por adensamento primário e secundário).
O recalque por adensamento primário ocorre quando a água do solo começa 
a sair, reduzindo o seu volume. Esse recalque é mais rápido no início, e vai di-
minuindo com o tempo, até que se estabiliza. Já o recalque por adensamento 
secundário ocorre mesmo após a saída de água do solo e continua a ocorrer 
ao longo do tempo, ainda que com uma tensão efetiva constante. Esse tipo 
de recalque é mais lento e ocorre de forma linear com o logaritmo do tempo.
A evolução dos recalques com o tempo é importante para a análise do com-
portamento futuro de estruturas construídas sobre o solo, já que o recalque 
pode afetar sua estabilidade e segurança.
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4.1.2 DETERMINAÇÃO DO RECALQUE TOTAL
ENSAIO DE PLACA
Fonte : TestGeo (2016).
#pratodosverem: fotografia do ensaio de placa, carga sendo aplicada no solo.
Em geral, o recalque total de uma fundação pode ser dividido em três parce-
las: o recalque imediato ri, o recalque por adensamento primário rp e o recal-
que por adensamento secundário rs (ALONSO, 2019).
O recalque imediato é causado pela deformação tridimensional do solo e é 
calculado utilizando a teoria da elasticidade. 
Onde:
σ0 é a pressão uniformemente distribuída na superfície;
E e v são os parâmetros do solo já definidos; e
B é a largura (ou o diâmetro) da área carregada (PINTO, 2006).
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O recalque imediato é uma deformação elástica que ocorre de forma instan-
tânea após a aplicação da carga na fundação. Essa deformação é causada pela 
redistribuição de tensões no solo, que ocorre devido à carga aplicada. O efeito 
do recalque imediato é considerado pequeno em comparação aos recalques 
por adensamento primário e secundário e pode ser calculado por meio da te-
oria da elasticidade. A deformação elástica é caracterizada por ser completa-
mente reversível, ou seja, quando a carga é removida, o solo retorna à sua forma 
original sem deixar nenhuma deformação residual. Dessa forma, o recalque 
imediato não contribui para o aumento da capacidade de suporte do solo.
Ensaio de placa
O ensaio de placa, ou prova de carga direta sobre terreno de fundação, 
é o ensaio mais utilizado e difundido na prática da engenharia 
geotécnica para avaliar a capacidade de suporte de fundações diretas 
ou bases de pisos e pavimentos (ABNT, 2019).
ENSAIO DE PLACA
Fonte: adaptado de Brascontec (2023).
 #pratodosverem: fotografia do ensaio de placa, carga sendo aplicada no solo 
e um homem parado perto do ensaio.
Vamos supor que há uma camada de argila saturada que está localizada en-
tre duas camadas que permitem a passagem de água. Quando essa camada 
de argila recebe uma carga extra devido a uma estrutura ou um aterro, ela 
fica mais compacta e sua espessura diminui, o que é medido por meio do 
ensaio de adensamento. Esse ensaio fornece um valor chamado de Δe, que 
é a diferença entre o índice de vazios inicial e final da camada de argila após 
receber a carga extra (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
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Δh = h - h1
Com base nessa informação, podemos calcular o valor do recalque total, que 
é a medida do quanto a camada de argila se comprime devido à carga extra. 
Essa compressão resulta em uma nova espessura, chamada de h1 , que é me-
nor do que a espessura inicial h. O recalque total é a diferença entre a espes-
sura inicial e a nova espessura, ou seja, h menos h1.
DEFINIÇÃO DE PARÂMETROS ELÁSTICOS DOS SOLOS A PARTIR DO ENSAIO DE 
COMPRESSÃO
Fonte: Pinto (2006, p. 259).
#pratodosverem: imagem de um cilindro desenhado em risco contínuo e outro cilindro 
comprimido desenhado em linhas tracejadas.
O recalque ocorre apenas porque a camada de argila se torna mais compac-
ta, o que reduz seu índice de vazios. Durante esse processo de compactação, 
a seção transversal da camada permanece constante, ou seja, não há possibi-
lidade de a camada se expandir lateralmente. Por isso, podemos concluir que 
o recalque ocorre exclusivamente devido à redução do índice de vazios da 
camada de argila, sem qualquer alteração na sua seção transversal.
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Onde 
.
A deformabilidadedos solos compactados se refere à capacidade do solo de se 
deformar sob cargas externas. Ela pode ser avaliada em relação à compressão 
e à tensão desviadora. Para avaliar a compressibilidade do solo compactado 
em relação à compressão, são realizados ensaios de compressão edométrica, 
e o módulo edométrico, E’, é uma medida da compressibilidade. Solos mais 
compactos e com menor teor de umidade apresentam menos compressibili-
dade. A compactação adequada do solo pode reduzir sua deformabilidade e 
aumentar sua capacidade de suporte de carga.
4.2.2 SOLOS NORMALMENTE ADENSADOS
MOSTRA DE ARGILA NORMALMENTE ADENSADA E PRÉ-ADENSADA
 
Fonte: adaptado de Caputo e Caputo (2022, p. 182).
#pratodosverem: imagem de uma curva que mostra uma argila normalmente adensada e 
argila pré-adensada.
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O recalque por adensamento primário ocorre em solos de baixa permeabili-
dade (como argilas saturadas), quando a tensão geostática efetiva inicial, so-
mada à tensão decorrente da fundação, é maior que a tensão de pré-adensa-
mento. Esse recalque é devido à redução de volume do solo, que ocorre pela 
saída de água em decorrência do aumento da pressão neutra causado pela 
aplicação da carga da fundação. O tempo necessário para que ocorra esse 
recalque é tanto maior quanto menos permeável for o solo (ALONSO, 2019).
Em que:
Cr
é o índice de recompressão no ensaio de adensamento;
Cc 
é o índice de compressão (inclinação da reta virgem no ensaio de 
adensamento);
e0 
é o índice de vazios do solo correspondente à tensão efetiva inicial 
(antes da aplicação da tensão p);
ea 
é o índice de vazios correspondente à tensão de pré-adensamento;
σv 
é a tensão efetiva atuante à meia altura da espessura H; e
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σa 
é a tensão de pré-adensamento do solo compressível.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
 
Fonte: adaptado de Directiva Engenharia (2023).
#pratodosverem: imagem com nove figuras, dispostas em três linhas e três colunas com 
amostras do ensaio de compactação.
O índice de vazios de um solo está diretamente relacionado à tensão efeti-
va a que ele está submetido, e esse relacionamento depende da história de 
tensões do solo. Se a tensão atual é a maior que o solo já suportou, ele é con-
siderado normalmente adensado. Caso contrário, ele é sobreadensado (ou 
pré-adensado), e a razão entre a maior tensão efetiva no passado e a atual 
é conhecida como taxa de sobreadensamento (TSA) ou OCR. A maioria dos 
solos é normalmente adensada, enquanto o sobreadensamento é resultado 
de fatores geológicos ou processos humanos, como a remoção de estruturas 
antigas (KNAPPET; CRAIG, 2014)
Geralmente, solos normalmente adensados são formados pela sedimentação 
das partículas e pelo adensamento gradual sob seu próprio peso. Já os solos 
sobreadensados são resultado de fatores geológicos, como erosão ou derre-
timento de camadas de gelo, ou de processos humanos, como a remoção de 
estruturas antigas. Entender a história de tensões do solo é fundamental para 
o projeto de fundações e estruturas, pois solos sobreadensados têm compor-
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tamento diferente de solos normalmente adensados. Por isso, é importante 
avaliar cuidadosamente as características do solo e calcular a taxa de sobre-
adensamento para garantir a segurança e eficiência das construções (KNA-
PPET; CRAIG, 2014).
PARQUE NACIONAL CANYONLANDS 
Fonte: ©vwalakte, Freepik (2023). 
#pratodosverem: foto de um cânion com uma pedra em formato de arco no primeiro plano 
e o sol ao fundo.
As variações de volume podem ocorrer devido a três componentes: 
Variação permanente ou irrecuperável
(a) rearranjo das partículas do solo;
Variação recuperável
(b) deformações elásticas das partículas; e 
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Variação recuperável
(c) compressão das camadas de água presa. 
Todos os três componentes provocam diminuição do volume, mas somente 
os componentes recuperáveis possibilitam seu aumento (BARNES, 2016).
4.2.3 SOLOS PRÉ-ADENSADOS E SOLOS 
SUBADENSADOS
No ensaio de adensamento, quando uma amostra de solo é submetida a 
uma carga, ela sofre uma deformação, que é registrada em um gráfico. Se a 
amostra for carregada até uma determinada tensão e apresentar o compor-
tamento indicado pela curva ABC e, a seguir, tiver a tensão reduzida, seu com-
portamento será indicado pela curva CD. Se ela for carregada novamente, seu 
comportamento será o indicado pela curva DE, até atingir uma posição próxi-
ma à reta virgem e, a seguir, continuará no trecho EF, ao longo da reta virgem 
(PINTO, 2006).
EFEITO DE DESCARREGAMENTO SEGUIDO DE CARREGAMENTO EM ENSAIO 
EDOMÉTRICO DE ARGILA SATURADA
 
Fonte: adaptado de Pinto (2006, p. 272).
#pratodosverem: imagem de um gráfico da relação entre índice de vazios e tensão vertical.
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Essa mudança no gradiente da curva indica que a amostra de solo foi ante-
riormente submetida a uma tensão correspondente ao ponto B. Essa tensão 
é conhecida como tensão de pré-adensamento, e é importante porque pode 
afetar o comportamento do solo quando submetido a uma nova carga (PIN-
TO, 2006).
Em outras palavras, a tensão de pré-adensamento é a tensão máxima que 
uma amostra de solo suportou em um ensaio de adensamento anterior e é 
uma medida importante para o projeto e a construção de estruturas sobre o 
solo, pois pode afetar a capacidade de suporte do solo e seu comportamento 
sob carga (PINTO, 2006).
Se a tensão de pré-adensamento for igual à tensão efetiva do solo no mo-
mento da amostragem, isso indica que o solo nunca esteve sujeito a tensões 
maiores, ou seja, ele é normalmente adensado (PINTO, 2006).
Por outro lado, se a tensão de pré-adensamento for significativamente maior 
do que a tensão efetiva do solo no momento da amostragem, isso pode ser 
uma indicação de que, no passado, o solo esteve sujeito a tensões maiores do 
que as atuais. Isso pode ter ocorrido, por exemplo, devido à remoção de uma 
camada de solo por erosão. Nesse caso, o solo é considerado sobreadensado, 
e a relação entre a tensão de pré-adensamento e a tensão efetiva atual é cha-
mada de razão de sobreadensamento (RSA) (PINTO, 2006).
Por fim, em casos raros, a tensão de pré-adensamento pode ser menor do que 
a tensão efetiva que seria esperada com base nos dados do perfil do subsolo. 
Isso pode ocorrer quando o solo está em processo de adensamento devido a 
carregamentos recentes. Nesses casos, a tensão efetiva não é aquela calcula-
da com base nos dados do perfil, e sim aquela que se desenvolve durante o 
processo de adensamento (PINTO, 2006).
Essas observações se aplicam a solos sedimentares, saturados e isentos de 
adensamento secundário. Qualquer afastamento dessas condições pode afe-
tar o significado da tensão de pré-adensamento e exigir considerações adi-
cionais (PINTO, 2006).
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ÍNDICE DE VAZIOS — TENSÃO EFETIVA 
Fonte: adaptado de Barnes (2016, p. 151).
#pratodosverem: imagem de um gráfico da relação entre índice de vazios e tensão efetiva.
Um gráfico típico do índice de vazios em função da tensão efetiva para um 
solo argiloso mostra que à medida que a tensão efetiva aumenta durante a 
compressão ocorrem os componentes a, b e c, o que gera um aumento de vo-
lume. Na descarga, somente os componentes b e c se recuperam. Quando o 
solo é recarregado, somente os componentes b e c ocorrem até que se atinja 
a pressão máxima anterior. Qualqueraumento de carga provoca o rearranjo 
das partículas, a componente a. O solo é descrito como normalmente aden-
sado quando esse estado existe na linha mais íngreme do gráfico e quando a 
tensão efetiva só pode aumentar com a subsequente redução de volume. O 
solo é descrito como pré-adensado quando ocorre nas porções mais planas 
do gráfico e quando as variações de volume podem aumentar ou diminuir 
com a variação da tensão efetiva (BARNES, 2016).
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CONCLUSÃO
Ao final desta unidade, podemos concluir que a teoria do adensamento uni-
dimensional é um dos conceitos fundamentais para o projeto de fundações 
e estruturas em engenharia civil. Por meio do estudo da evolução dos recal-
ques com o tempo, foi possível entender a determinação do recalque total 
e as diferenças entre solos normalmente adensados, pré-adensados e suba-
densados. A teoria de adensamento unidimensional de Terzaghi oferece uma 
base teórica sólida para a compreensão do processo de adensamento e sua 
dedução permitiu aos estudantes entenderem como ocorre o processo de 
adensamento e como ele pode ser calculado.
Concluímos, portanto, que o estudo desses conceitos é fundamental para a 
formação dos futuros engenheiros civis. Ao compreender o comportamento 
dos solos e sua interação com as construções, os estudantes estarão mais ca-
pacitados para o desenvolvimento de projetos seguros e eficientes. Além dis-
so, a aula mostrou a importância de se dedicar ao estudo da teoria do adensa-
mento unidimensional e aproveitar ao máximo as oportunidades oferecidas 
pela universidade para aprimorar os conhecimentos.
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MATERIAL COMPLEMENTAR 
Para saber mais sobre este tema leia os artigos a 
seguir:
1. Adensamento subsuperficial em solos do semi-
árido: processos geológicos e/ou pedogenéticos. 
2. Recalque em aterros: influência da composição 
dos resíduos sólidos urbanos, do clima e da 
biodegradação. 
3. A mathematical approach for predicting the 
consolidation of saturated clays. 
4. Ensaio de placa como instrumento de estimativa 
de recalque dos solos da região noroeste do estado 
do rio grande do sul. 
5 Compactação e compressibilidade do solo sob 
sistemas de manejo e níveis de umidade. 
https://www.scielo.br/j/rbeaa/a/b3CLhDVMCWZZMR33GpJjZdz/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/rbeaa/a/b3CLhDVMCWZZMR33GpJjZdz/?lang=pt
https://impactum-journals.uc.pt/geotecnia/article/view/10665/7857
https://impactum-journals.uc.pt/geotecnia/article/view/10665/7857
https://impactum-journals.uc.pt/geotecnia/article/view/10665/7857
https://periodicos.ufsm.br/cienciaenatura/article/view/66836
https://periodicos.ufsm.br/cienciaenatura/article/view/66836
https://www.publicacoeseventos.unijui.edu.br/index.php/salaoconhecimento/article/view/7907
https://www.publicacoeseventos.unijui.edu.br/index.php/salaoconhecimento/article/view/7907
https://www.publicacoeseventos.unijui.edu.br/index.php/salaoconhecimento/article/view/7907
https://doi.org/10.1590/S0100-06832006000600001
https://doi.org/10.1590/S0100-06832006000600001
UNIDADE 5
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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> Ampliar o conceito 
sobre resistências ao 
cisalhamento do solo 
unidimensional no solo.
> Compreender o estado 
de tensões e critérios de 
ruptura.
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5 RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO 
DO SOLO
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
A resistência ao cisalhamento do solo é um tema crucial na engenharia civil 
e geotécnica, visto que a capacidade do solo de resistir a esforços de corte ou 
cisalhamento é essencial para garantir a segurança e estabilidade das estru-
turas construídas. Fundações, barragens, túneis e outras obras de engenharia 
exigem um conhecimento profundo dessa propriedade do solo.
Nesta unidade, serão abordados os principais conceitos relacionados à resis-
tência ao cisalhamento do solo, assim como os critérios de ruptura, que são 
modelos teóricos que descrevem a condição em que ocorre a ruptura do solo; 
os ensaios de cisalhamento, que medem a resistência do solo a esforços de 
corte; o estado de tensões, que descreve as diferentes forças que atuam sobre 
o solo; e os ensaios para a determinação da resistência do solo, que são testes 
práticos para avaliar a resistência do solo.
A compreensão da resistência ao cisalhamento do solo é um passo importan-
te na formação profissional. Assim, ao final da unidade, você estará preparado 
para enfrentar os desafios da prática da engenharia civil e geotécnica.
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5.1 RESISTÊNCIAS AO CISALHAMENTO DO SOLO
MURO DE ARRIMO: MURO DE GABIÃO
Fonte: adaptada de Carluc (2023).
#pratodosverem: na imagem há uma um muro de arrimo, utilizado para a contenção do 
solo.
O estudo do cisalhamento é muito importante na Mecânica dos Solos, pois 
nos ajuda a entender como os maciços terrosos se comportam e como po-
demos mantê-los estáveis. O cisalhamento ocorre quando há um corte e um 
deslizamento entre duas superfícies de sólidos. No caso dos maciços terro-
sos, ocorre o cisalhamento quando uma parte da terra escorrega sobre outra 
parte inferior. Quando isso acontece, dizemos que houve um cisalhamento. É 
muito importante entender como esse processo acontece para evitar desliza-
mentos e garantir a segurança das construções em áreas com solos instáveis 
(BOTELHO, 2014).
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5.1.1 INTRODUÇÃO
EXEMPLO DE CISALHAMENTO
Fonte: adaptada de Botelho (2014, p. 45).
#pratodosverem: na imagem há uma casa e um morro, mostrando um corte que é a 
tendência a cisalhar.
A resistência ao cisalhamento do solo é utilizada na análise da estabilidade 
de taludes, que são estruturas que têm uma inclinação abrupta, como bar-
ragens, aterros e cortes, que devem ser projetados para resistir a forças de 
cisalhamento que possam causar deslizamentos ou colapsos (PINTO, 2006).
Além disso, a resistência ao cisalhamento do solo é importante na análise 
do empuxo de terra em paredes de contenção e túneis, que requerem uma 
compreensão profunda da resistência ao cisalhamento do solo para garantir 
que sejam construídos de forma segura e estável (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
A capacidade de carga de sapatas e estacas também é influenciada pela 
resistência ao cisalhamento do solo, que deve ser avaliada para garantir 
que essas estruturas sejam projetadas para suportar a carga prevista (DAS; 
SOBHAN, 2019).
Portanto, a compreensão da resistência ao cisalhamento do solo é crucial para 
a engenharia civil e geotécnica, pois ajuda a garantir que as estruturas sejam 
projetadas e construídas de maneira segura e estável.
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DESLIZAMENTO DE TERRA NA ESTRADA DA GRACIOSA
Fonte: adaptada por Estradas.com.br (2021).
#pratodosverem: a imagem mostra uma estrada e o deslizamento de uma encosta de 
montanha.
A resistência ao cisalhamento do solo é uma propriedade importante que 
afeta a capacidade do solo em suportar cargas e manter sua estabilidade. A 
resistência ao cisalhamento é definida como a tensão de cisalhamento sobre 
o plano de ruptura na ruptura (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
Os conceitos relacionados à resistência ao cisalhamento do solo são funda-
mentais para resolver diversos problemas geotécnicos. A ruptura é geralmen-
te associada ao deslizamento entre duas superfícies sob tensões de cisalha-
mento. Alguns desses problemas172
 Curva de compactação – efeito do tipo de solo 173
 Ensaio de Proctor 174
 Curva de compactação 175
 Controle de compactação em campo 176
10
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SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 12
1 TENSÕES NO SOLO E TENSÕES TOTAL, NEUTRA E EFETIVA 14
1.1 TENSÕES GEOSTÁTICAS 14
1.2 PRESSÃO HIDROSTÁTICA (NEUTRA) E CONCEITO DE TENSÕES 
EFETIVAS 28
2 CAPILARIDADE E ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO SOLO DEVIDO A CARRE-
GAMENTOS EXTERNOS 43
2.1. ESTRUTURA E DEFINIÇÃO DA CAPILARIDADE NOS SOLOS 43
2.2 TENSÕES DEVIDO A CARGAS EXTERNAS — PROPAGAÇÃO E 
DISTRIBUIÇÃO 54
3 PERMEABILIDADE (FLUXO UNIDIMENSIONAL)-DEFORMAÇÕES NO SOLO 
DEVIDO A ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO SOLO 66
3.1 A ÁGUA NO SOLO – PERMEABILIDADE, FLUXO UNIDIMENSIONAL 67
3.2 DEFORMAÇÕES NO SOLO DEVIDO A ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO 
SOLO 80
4 TEORIA DO ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL E EVOLUÇÃO DOS RE-
CALQUES COM O TEMPO 96
4.1 TEORIA DO ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL 97
4.2 EVOLUÇÃO DOS RECALQUES COM O TEMPO 108
5 RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DO SOLO 127
5.1 RESISTÊNCIAS AO CISALHAMENTO DO SOLO 128
5.2 ESTADO DE TENSÕES E CRITÉRIOS 
DE RUPTURA 139
6 CARACTERIZAÇÃO E COMPACTAÇÃO DO SOLO 154
 6.1 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO 154
6.2COMPACTAÇÃO DO SOLO 166
1UNIDADE
2UNIDADE
3UNIDADE
4UNIDADE
5UNIDADE
6UNIDADE
11
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ATENÇÃO 
PARA SABER
SAIBA MAIS
ONDE PESQUISAR
DICAS
LEITURA COMPLEMENTAR
GLOSSÁRIO
ATIVIDADES DE
APRENDIZAGEM
CURIOSIDADES
QUESTÕES
ÁUDIOSMÍDIAS
INTEGRADAS
ANOTAÇÕES
EXEMPLOS
CITAÇÕES
DOWNLOADS
ICONOGRAFIA
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APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Na engenharia civil, a mecânica dos solos é uma ciência estudada na geotéc-
nica, por meio da identificação do maciço terroso, em que se busca o enten-
dimento sobre o comportamento mecânico (sobre as tensões e deformações 
no solo) quando sofre determinado estado de tensões, analisando se existe 
ou não interferência estática ou dinâmica na presença de água (FLORIANO, 
2016). A presença de água na estrutura do solo tem causado grande preocu-
pações para os engenheiros, ela sempre está presente no solo (MURRIETA, 
2018).
O solo é o material natural. Sua origem deu-se a partir da crosta terrestre, 
sendo de fácil desconstrução, ou seja, escavável com trator de lâmina e ferra-
mentas manuais como a pá e a enxada (MURRIETA, 2018).
A origem do solo pode ser imediata ou remota, é sempre a decomposição das 
rochas por intemperismo. Compreende-se por intemperismo o conjunto de 
processos que ocorrem na superfície terrestre que ocasionam decomposição 
dos minerais das rochas pela ação de agentes atmosféricos e biológicos (FLO-
RIANO, 2016). O clima, a rocha, a vegetação e o relevo são os fatores que mais 
influenciam na formação dos solos.
Para a mecânica dos solos, o solo é definido como uma massa composta por 
sólidos, ou seja, estrutura, líquidos e gases chamados de vazios, dispersos em 
um volume. Por meio dessa divisão há três fases que facilitam a caracteriza-
ção mecânica do solo como um material; a partir daí consegue-se caracteri-
zar e constituir padrões interpretativos (FLORIANO, 2016).
Com base nessa classificação e no comportamento do solo, torna-se impor-
tante analisar a granulometria dos materiais, isto é, a dimensão das partículas 
sólidas, sua estruturação e arranjo, que justificam seu comportamento mecâ-
nico (FLORIANO, 2016).
UNIDADE 1
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
13
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> Ampliar o conceito sobre 
as distribuições de tensões 
nos solos.
> Compreender o conceito 
de tensão neutra e efetiva e 
suas atribuições.
14
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MECÂNICA DOS SOLOS
1 TENSÕES NO SOLO E TENSÕES 
TOTAL, NEUTRA E EFETIVA
 Caro estudante, esta unidade abordará os conhecimentos sobre tensões no 
solo, tensões total, neutra e efetiva e suas contribuições na engenharia me-
cânica por meio dos conceitos e possível explorar o comportamento maciços 
terrosos quando esses são sujeitos a solicitações provocadas.
De uma forma geral, os solos são estruturados de partículas e forças aplicadas 
a eles são transmitidas de partícula a partícula, além das que são suportadas 
pela água dos vazios estes vazios podem estar completamente preenchidos 
por água, então evidenciamos que este solo está saturado, os mesmos po-
dem estar integramente ocupados pelo ar, que significa que o solo está seco 
ou com ambos (ar e água) que é a forma mais encontrada e comum na na-
tureza.
Nos solos, ocorrem tensões devidas ao peso próprio e às cargas aplicadas.
DISTRIBUIÇÃO TENSÕES NOS SOLOS: TENSÕES 
GEOSTÁTICAS
1.1 TENSÕES GEOSTÁTICAS 
Em uma obra geotécnica, assim seja, por fundação ou contenção é de funda-
mental importância o dimensionamento adequado, para um correto cálculo 
das tensões atuantes e resistentes do solo (BOTELHO, 2014).
As tensões podem ser definidas de forma normal através de correlações com 
o resultado do ensaio de SPT. As tensões ativas são consequências dos esfor-
ços que solicitam um maciço de solo. 
Elas se classificam de maneira simples, divide-se em geostáticas e induzidas. 
As geostáticas são decorrentes do próprio peso próprio do solo e da água 
presente em seus interstícios. As tensões induzidas sua causa e por elemen-
tos externos, podendo ser sobrecarga de trânsito, fundações, entre outros 
(DOWLING, 2017). 
 De forma geral, as tensões geostáticas serão mais elevadas quanto maior 
https://www.guiadaengenharia.com/resultado-ensaio-spt/
15
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for a profundidade do ponto analisado, enquanto as tensões induzidas serão 
menores quanto maior a distância do ponto analisado ao ponto de aplicação 
na carga, como podemos ver na figura abaixo.
DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES NO SOLO
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 100). 
#pratodosverem: ilustração de camadas do solo.
As tensões em um ponto no interior do maciço de solo se desenvolvem no 
espaço, ou seja, em três dimensões, porém, podemos simplificar o problema, 
adotando-o como um plano, logo consideraremos as tensões atuantes ape-
nas em dois eixos ortogonais entre si (FLORIANO, 2016).
SIMPLIFICAÇÃO DE UM PROBLEMA EM UM PLANO
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 100). 
#pratodosverem: ilustração de camadas do solo
O cálculo das tensões em um maciço é uma tarefa complexa que depende 
de muitas variáveis, como as propriedades geotécnicas do solo ou rocha, a 
16
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MECÂNICA DOS SOLOS
geometria e as cargas aplicadas ao maciço. No entanto, existem métodos e 
técnicas que podem ser usados para simplificar e aproximar esses cálculos.
Dessa forma, o cálculo do estado de tensões causado pelo peso próprio do 
maciço pode ser bastante difícil principalmente pela irregularidade de topo-
grafia ou heterogeneidade do material.
A distribuição de tensões pelo peso próprio é simplificada. Então é chamado 
de geostático e é caracterizado por:
• superfície horizontal do terreno;
• baixa variação das propriedades do solo ao longo da profundidade;
• caso existam subcamadas de solo, também são horizontais; e
• se houver água no solo, ela encontra-se em condição estática.
A partir da construção das edificações (indústria de laticínios) se aplicará uma 
grande carga sobre o terreno da fundação. A sondagem demonstra a consti-
tuição do terreno, na figura a seguir observamos as camadas do perfil do solo 
(MURRIETA, 2018).
PERFIL DO SOLO
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 100). 
#pratodosverem:incluem: 
Inclinações em solos
Devido à força da gravidade, as tensões de cisalhamento se 
desenvolvem no interior dos terrenos, causando movimento relativo 
entre diferentes partes. Quando as tensões de cisalhamento superam 
a resistência, ocorre a ruptura das inclinações.
131
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MECÂNICA DOS SOLOS
Estruturas de suporte
Assim como nas inclinações, há a mobilização de um bloco de ruptura 
que exerce forças sobre a parede de contenção.
Fundações
As cargas provenientes das estruturas são transferidas para as 
fundações. Os componentes estruturais das fundações aplicam 
tensões compressivas e de cisalhamento aos solos próximos e na base 
desses elementos.
Fundações superficiais
As tensões transmitidas por fundações superficiais (como sapatas) 
são transferidas para o solo, gerando tensões de cisalhamento 
(QUEIROZ, 2016).
TALUDES EM SOLOS, ESTRUTURAS DE ARRIMO, FUNDAÇÕES PROFUNDAS E 
FUNDAÇÕES RASAS
Fonte: adaptada de Queiroz (2016, p. 184).
#pratodosverem: na imagem, há quatro exemplos de rupturas de cisalhamento.
132
MECÂNICA DOS SOLOS
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Os desmoronamentos de terra podem ser causados por diferentes fatores:
 Tipo de solo
Que pode ser mais propenso a escorregamentos se for arenoso e mais 
resistente se for argiloso.
Encharcamento do solo
Quando o solo fica muito molhado, sua resistência ao cisalhamento 
diminui, o que pode levar ao deslizamento. 
A altura do monte de terra e o ângulo de inclinação
Também podem influenciar, visto que montes mais altos e ângulos 
maiores podem aumentar o risco de desmoronamento (BOTELHO, 
2014).
A resistência aos esforços cortantes dos solos é muito importante para enge-
nheiros que constroem obras. Para entender isso, é preciso avaliar correta-
mente esse conceito. Em 1776, um físico francês chamado Coulomb publicou 
um trabalho excepcional sobre isso. Ele propôs que a resistência ao cisalha-
mento do solo ocorre devido ao atrito entre suas partículas, e usou as leis da 
mecânica clássica para explicar essa questão. Depois, em 1910, Mohr expandiu 
as ideias de Coulomb e apresentou um tratamento gráfico para o problema. 
Terzaghi, em 1925, usou o princípio das tensões efetivas para completar o arca-
bouço teórico. Hvorslev, em 1932, contribuiu com um excelente trabalho sobre 
coesão de argilas. O professor Bishop também foi importante na investigação 
em laboratório dos parâmetros de resistência. Juntos, esses nomes ajudaram 
a criar a teoria que usamos hoje para tratar desse assunto (MURRIETA, 2018).
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5.1.2 CRITÉRIOS DE RUPTURA
DESLIZAMENTO DE TALUDE
Fonte: adaptada de Guia da Engenharia (2020).
#pratodosverem: imagem do deslizamento de um talude, que é uma superfície inclinada 
do solo.
Os critérios de ruptura dos materiais estabelecem as condições em que os 
materiais se rompem ou começam a se comportar de forma inelástica. Exis-
tem vários critérios, mas, neste texto, vamos nos concentrar no critério de 
Mohr e Mohr-Coulomb, os mais usados em Mecânica dos Solos (CAPUTO; CA-
PUTO, 2022).
O critério de Mohr supõe que a tensão de cisalhamento é igual à tensão de 
resistência ao cisalhamento , associada à ruptura do material ou ao co-
meço de seu comportamento inelástico. É função de uma combinação crítica 
de tensões normais e tangenciais. 
Essa equação é graficamente representada pela curva intrínseca de ruptura 
AB, obtida traçando a envoltória dos círculos de Mohr correspondentes a pa-
res de tensões principais, e , causadoras da ruptura do material (CAPUTO; 
CAPUTO, 2022).
Portanto, para que um corpo seja resistente, é necessário que o círculo de 
Mohr (C′), correspondente às tensões principais atuantes, esteja dentro da 
curva intrínseca. Se o círculo (C) tangencia a curva (AB) no ponto T, existe a 
possibilidade de ruptura do material por deslizamento ao longo do plano que 
forma um ângulo α com o plano principal maior. Isso ocorre porque a ten-
são de cisalhamento atingiu a resistência ao cisalhamento do material ( 
(CAPUTO; CAPUTO, 2022).
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CURVA INTRÍNSECA DE RUPTURA
Fonte: adaptado de Caputo e Caputo (2022, p. 172).
#pratodosverem: um gráfico da tensão de cisalhamento pela tensão de compressão.
Assim o critério de Mohr-Coulomb é dado por , em que é a re-
sistência ao cisalhamento, é a tensão normal ao plano de cisalhamento, c é a 
coesão do solo e φ é o ângulo de atrito interno do solo (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
Utiliza-se o ângulo de atrito interno aparente ( ), que é zero em um solo sa-
turado e pouco permeável, mas se iguala ao ângulo de atrito interno verda-
deiro ou efetivo (φ) quando a pressão neutra é totalmente dissipada (u=0).
O critério de Mohr-Coulomb é um caso particular do critério de 
Mohr, supondo uma variação linear entre os esforços na equação 
. Esse é o critério tradicionalmente usado em Mecânica dos Solos, 
assimilando a reta de Coulomb à envoltória de Mohr. Segundo esse critério, 
a ruptura do maciço ocorre quando a tensão de cisalhamento é igual à resis-
tência ao cisalhamento em cada ponto ao longo da superfície de ruptura. O 
círculo de Mohr correspondente a esse estado de tensão é tangente à reta de 
Coulomb e corresponde a um estado de equilíbrio limite ou estado plástico 
(CAPUTO; CAPUTO, 2022).
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Hvorslev contribuiu com uma pesquisa valiosa, mostrando que a 
coesão das argilas saturadas é uma função do teor de umidade 
(CAPUTO; CAPUTO, 2022).
SOLO ÚMIDO
Fonte: Freepik (2023).
#pratodosverem: imagem de um solo molhado, com alguém pisando sobre ele com uma 
bota.
A umidade do solo pode afetar sua resistência ao cisalhamento, 
diminuindo a coesão interna e aumentando a tendência de 
deslizamento. Solos úmidos são mais propensos a deslizamentos 
e representam um risco para a segurança de estruturas e pessoas. 
É importante considerar esse fator em projetos de engenharia e 
construção (BOTELHO, 2014).
SOLO RESSECADO
Fonte: © oleg_mit, Pixabay (2023).
#pratodosverem: imagem de um solo seco cheio de rachaduras.
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Leia a notícia “Velocidade de movimentação de 
talude em mina da Vale volta a ultrapassar 40 cm 
por dia”, que relata a movimentação que levou à 
queda de uma porção do paredão. A queda gerou 
preocupação em relação ao risco de colapso da 
Barragem Sul Superior, construída pelo método de 
alteamento a montante. Apesar disso, as primeiras 
avaliações indicam que o desprendimento do 
talude deverá ocorrer sem maiores consequências. 
Para acessá-la, clique aqui .
5.1.3 ENSAIOS DE CISALHAMENTO
O principal objetivo da medição da resistência ao cisalhamento dos solos é 
determinar a envoltória de ruptura, ou seja, a relação entre as tensões nor-
mais e de cisalhamento no ponto de ruptura (QUEIROZ, 2016).
Existem várias técnicas de laboratório disponíveis para determinar os parâ-
metros de resistência ao cisalhamento do solo (DAS; SOBHAN, 2019; PINTO, 
2006; CAPUTO; CAPUTO, 2022).
CONTROLE DE DEFORMAÇÕES E VARIAÇÕES DE TENSÃO
Fonte: Adaptado de Barnes (2016, p.216).
#pratodosverem: imagem de vários esquemas mostrando o controle de deformações e 
variações de ensaio. 
https://g1.globo.com/mg/minas-gerais/noticia/2019/06/05/velocidade-de-movimentacao-de-talude-em-mina-da-vale-volta-a-ultrapassar-40-cm-por-dia.ghtml
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Para representar as condições que as obras de engenharia impõemao ma-
ciço de solo, é realizado um ensaio de laboratório em uma amostra de solo. 
Os principais fatores que influenciam a resistência ao cisalhamento são 
(BARNES, 2016):
 (1) Modo de drenagem
Que avalia se a água intersticial consegue se dissipar durante o 
cisalhamento.
(2) Necessidade de controle das deformações
Que pode ser avaliada por meio de simetria axial, deformação plana ou 
condições de cisalhamento direto.
(3) Modo de aplicação das variações de tensão
Que pode ser por compressão, extensão ou cisalhamento direto.
PREPARAÇÃO DA AMOSTRA PARA O CISALHAMENTO DIRETO
Fonte: adaptado de Geotecnia UFBA (2023).
#pratodosverem: imagem de uma amostra de terra.
Podemos classificar esses ensaios em três grupos (CAPUTO; CAPUTO, 2022):
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• Ensaios lentos ou com drenagem: representados pelos símbolos S (de "slow") 
ou CD (de "consolidated-drained"). A água é expulsa por meio de uma placa 
porosa e depois levada para fora do dispositivo. A variação da pressão neutra 
é controlada por meio de uma bureta no aparelho. 
• Ensaios rápidos ou sem drenagem: designados por Q (de "quick") ou UU 
(de "unconsolidated undrained"). É impedida a saída da água intersticial da 
amostra. Nesse caso, a amostra é apoiada sobre uma placa impermeável.
• Ensaios pré-adensados: simbolizados por R (de “rapid”) ou CU (de 
“consolidated undrained”). Esse tipo de ensaio é uma variação dos ensaios 
anteriores.
De acordo com Barnes (2016), a situação com drenagem ocorre quando um 
solo com baixa permeabilidade, como a argila, sofre uma carga rápida. En-
quanto a condição sem drenagem se manifesta quando um solo com alta 
permeabilidade, como a areia, é submetido a uma carga lenta.
Devido a essas condições diferentes, são necessários diferentes tipos de pro-
cedimentos de ensaio, que são designados de acordo com o controle das de-
formações e a variação das tensões (BARNES, 2016):
• • DS – cisalhamento direto
• • UC – compressão uniaxial
• • TC – compressão triaxial
• • TE – extensão triaxial
• • PSC – compressão por deformação plana
• • PSE – extensão por deformação plana.
Em laboratórios de solo comerciais comuns, os testes de resistência que cos-
tumam estar à disposição são (BARNES, 2016):
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ENSAIO DE PALHETA
 Fonte: adaptado de Damasco Penna (2023).
#pratodosverem: o aparelho de Ensaio de Palheta é composto de uma haste metálica 
vertical com uma palheta cruciforme na extremidade inferior. A palheta possui quatro 
lâminas finas e planas dispostas em forma de cruz, com duas lâminas paralelas no plano 
horizontal e duas no plano vertical, formando ângulos retos entre si.
Em resumo, a medição da resistência ao cisalhamento dos solos é fundamen-
tal para determinar a relação entre tensões normais e de cisalhamento no 
ponto de ruptura, conhecida como envoltória de ruptura. Diferentes técnicas 
de ensaios de laboratório estão disponíveis para avaliar os parâmetros de re-
sistência ao cisalhamento, considerando fatores como modo de drenagem, 
controle das deformações e aplicação das tensões. Os ensaios de cisalhamen-
to direto, compressão não confinada, palheta e triaxial são alguns dos méto-
dos mais comuns utilizados em laboratórios comerciais, proporcionando in-
formações valiosas para o projeto e a análise de obras de engenharia.
5.2 ESTADO DE TENSÕES E CRITÉRIOS 
DE RUPTURA
Geralmente, a ruptura do solo ocorre por meio de um processo de cisalha-
mento. Isso pode acontecer quando uma sapata de fundação é submetida a 
cargas excessivas ou quando há deslizamento em um talude. Em casos raros, 
a ruptura pode ocorrer devido à tensão de tração. A resistência do solo ao 
cisalhamento é definida como a máxima tensão de cisalhamento que o solo 
pode suportar antes de se romper ou da tensão de cisalhamento que causa a 
ruptura (PINTO, 2006).
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5.2.1 TENSÕES NO PLANO
A tensão de cisalhamento ( ) é a componente paralela a um plano de tensões, 
enquanto a tensão normal ( ) é a componente ortogonal ao plano. Quando 
um solo é submetido a um estado de tensões, pode ocorrer ruptura por ci-
salhamento, e o comportamento de tensão-deformação do solo pode variar 
dependendo de suas características físicas (QUEIROZ, 2016).
FORÇAS ATUANDO EM UM BLOCO
Fonte: adaptada de Prepara Enem (2023).
#pratodosverem: imagem de um caminhão, sua traseira está levantada em um plano 
inclinado e tem um caixa sobre ela, mostrando as forças atuantes.
A tensão normal no plano vertical é influenciada pela composição do solo 
e pelo histórico de tensões às quais ele foi submetido anteriormente. Geral-
mente, essa tensão é relacionada à tensão vertical, e a proporção entre a ten-
são horizontal efetiva e a tensão vertical efetiva é chamada de coeficiente de 
empuxo em repouso, representada pelo símbolo Ko (PINTO, 2006).
Quando um solo se forma a partir da sedimentação livre dos grãos e rece-
be uma nova camada de material, a tensão vertical em um plano horizon-
tal aumenta em um valor proporcional ao peso específico multiplicado pela 
espessura da camada. As tensões horizontais também aumentam, mas não 
no mesmo valor, devido ao atrito entre as partículas. Estudos de laboratório 
mostram que o coeficiente de empuxo em repouso (Ko) aumenta conforme 
o índice de plasticidade do solo aumenta (PINTO, 2006).
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O processo de formação de um solo sedimentar pode ser bem representado 
pelo teste de compressão edométrica. Em ambos os casos, as cargas verti-
cais são aplicadas sem possibilidade de deformação lateral. Quando se realiza 
um teste de compressão edométrica em um solo inicialmente com alto teor 
de umidade e com um dispositivo que permite medir as tensões horizontais 
causadas pelas cargas verticais, observa-se que a relação entre as duas ten-
sões é constante, o que significa que o Ko permanece constante durante o 
carregamento (PINTO, 2006).
SOLO SEDIMENTAR
Fonte: © GarryKillian, Freepik (2023).
#pratodosverem: solo sedimentar .
A resistência ao cisalhamento de pico e a resistência ao cisalhamento residual 
podem ser obtidas nos ensaios de deformação controlada, enquanto nos en-
saios de tensão controlada somente a resistência de pico pode ser observada. 
A tensão normal e a tensão resistente de cisalhamento podem ser calculadas 
para cada ensaio (DAS; SOBHAN, 2019):
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Já para calcular a tensão resistente de cisalhamento para qualquer desloca-
mento cisalhante, pode-se utilizar a fórmula:
DETERMINAÇÃO DAS TENSÕES NUM PLANO GENÉRICO POR MEIO DO CÍRCULO 
DE MOHR
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 366).
#pratodosverem: um diagrama mostrando as tensões aplicadas.
As componentes da tensão em um plano com ângulo α em relação ao plano 
principal maior podem ser determinadas pela interseção da reta que passa 
pelo centro do círculo e forma um ângulo de 2α com o eixo das abscissas com 
a própria circunferência (PINTO, 2006).
Esse mesmo ponto de interseção pode ser obtido pela intersecção da circun-
ferência com a reta que parte do ponto que representa a tensão principal 
menor e forma um ângulo α com o eixo das abscissas (PINTO, 2006).
Para o autor, a análise do círculo de Mohr leva a várias con-
clusões
• Os planos em que a máxima tensão de cisalhamento em módulo 
ocorre são aqueles que formam um ângulo de 45° com os planos 
principais.
• A semidiferença das tensões principais (σ_1-σ_3)/2 é igual à máxima 
tensão de cisalhamento.
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• A máxima tensão de cisalhamento é igual à semidiferença das 
tensões principais (σ_1-σ_3)/2.
• As forças de corte em superfícies perpendiculares têm magnitudes 
idênticas, mas direções opostas.
• Quando consideramos dois planos inclinados ao plano principal 
em um mesmo ângulo, mas em direções opostas, as tensões 
normais nesses planos são iguais em magnitude, mas as tensões de 
cisalhamento têm valores numéricos iguais, porém com sentidos 
contrários.
Na área da Mecânica dos Solos, é comum desconsiderar o sinal das tensões 
de cisalhamento em muitos problemas de engenharia de solos, uma vez que, 
na maioria das vezes, a direção das tensões é conhecida intuitivamente. Esse 
método é especialmente aplicável em ensaios de compressão triaxial, em que 
o plano horizontal é considerado o plano principal, sendo comum representar 
apenas um semicírculo (PINTO, 2006).
5.2.2 RESISTÊNCIA DO SOLO
O autor explica que, para entender como ocorre o processo de cisalhamento 
no solo, é importante examinar o mecanismo de deslizamento entre corpos 
sólidos e, por extensão, entre as partículas do solo. Nesse contexto, é essencial 
compreender os conceitos de atrito e coesão (PINTO, 2006).
ATRITO PNEU CHÃO: HOMEM EMPURRANDO PNEU
Fonte: adaptada de Stoodi (2020).
#pratodosverem: homem empurrando um pneu deitado no chão.
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No caso dos solos, o fenômeno de atrito é diferente, uma vez que o deslo-
camento envolve um grande número de grãos que podem deslizar ou rolar 
uns sobre os outros, acomodando-se em vazios ao longo do percurso. Além 
disso, há uma diferença na transmissão de forças entre os contatos entre os 
grãos de areia e os grãos de argila. Nos contatos entre grãos de areia, as forças 
transmitidas são suficientemente grandes para expulsar a água da superfície, 
permitindo o contato direto entre os minerais. Já nos contatos entre grãos de 
argila, o número de partículas é muito maior, e a parcela de força transmitida 
em cada contato é extremamente reduzida (PINTO, 2006).
A resistência ao cisalhamento dos solos é a capacidade de um solo suportar 
forças que tentam deslizar uma parte do solo sobre outra. Essa resistência 
acontece principalmente devido ao atrito entre as partículas do solo. No en-
tanto, a atração química entre essas partículas pode criar uma resistência adi-
cional que é independente da força normal que age no solo. Isso é conhecido 
como coesão real, e pode ser comparado ao efeito de uma cola entre duas 
superfícies (PINTO, 2006).
A coesão real é geralmente pequena em solos sedimentares, mas em al-
guns solos que foram naturalmente cimentados por diferentes processos, 
como os solos pedologicamente evoluídos, a coesão real pode ser significa-
tiva (PINTO, 2006).
É importante distinguir entre coesão real e coesão aparente. A coesão real é a 
força que atua entre partículas de solo úmido e não saturado, devido à pres-
são capilar da água. A coesão aparente, por outro lado, é um fenômeno de 
atrito entre partículas de solo saturado, em que a força normal ocorre devido 
à pressão capilar. Com a saturação do solo, a parcela de resistência devido à 
coesão aparente desaparece (PINTO, 2006).
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CASTELO DE AREIA
Fonte: ©rawpixel.com, Freepik (2023).
#pratodosverem: na imagem há um castelo de areia, duas torres e alguns brinquedos 
espalhados.
A coesão aparente é mais visível em areias, como as esculturas de areia nas 
praias. No entanto, é nos solos argilosos que a coesão aparente adquire maiores 
valores. Finalmente, é importante não confundir o fenômeno físico de coesão 
com a coesão em uma equação de resistência ao cisalhamento. A coesão em 
uma equação de resistência ao cisalhamento indica apenas o ponto de inter-
ceptação de uma linha reta que representa a resistência ao cisalhamento para 
tensões mais elevadas. Isso não se aplica à tensão normal próxima a zero.
As rupturas que podem ocorrer no solo quando submetido a tensões cisa-
lhantes são ilustradas a seguir (QUEIROZ, 2016):
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TIPOS DE RUPTURAS EM SOLOS
Fonte: adaptado de Queiroz (2016, p. 176).
#pratodosverem: há dois gráficos de tensão por deformação, o primeiro gráfico mostra uma 
curva irregular de ruptura brusca, e o segundo uma curva gradual de ruptura plástica.
Na ruptura brusca, o solo alcança um limite de resistência e imediatamente 
rompe, resultando em uma diminuição da resistência e na manutenção de 
um valor residual. Já na ruptura plástica, o solo atinge um valor máximo de 
resistência e, a partir daí, continua a deformar-se de forma plástica, mantendo 
um valor residual. 
Um dos fatores que influenciam o ângulo de corte de um terreno é o ângulo 
de atrito interno do solo. Esse ângulo representa a resistência do solo à força 
de cisalhamento, ou seja, a sua capacidade de resistir à força que atua na ho-
rizontal. Quanto maior for o ângulo de atrito interno, maior será o ângulo de 
corte que o solo suportará (BOTELHO, 2014).
Por isso, é importante considerar não apenas as características do solo, mas 
também o ângulo de atrito interno ao determinar o ângulo de corte adequa-
do para um terreno. Isso pode ajudar a garantir a estabilidade do terreno e a 
segurança das construções realizadas nele (BOTELHO, 2014).
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ÂNGULOS DE CORTE DE TALUDE
Fonte: adaptado de Botelho (2014, p. 125).
#pratodosverem: na imagem um morro e seu ângulo com relação ao solo.
Para determinar o ângulo de corte adequado para um terreno, é necessário 
realizar o ensaio de cisalhamento direto, ou o ensaio de cisalhamento triaxial, 
por ser mais preciso. Esse ensaio é utilizado para medir a resistência do solo 
à força de cisalhamento, ou seja, a sua capacidade de resistir à força que atua 
na horizontal (BOTELHO, 2014).
5.2.3 ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA 
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS
No método de cisalhamento direto, uma amostra de solo é colocada entre 
duas placas e submetida a uma carga vertical, enquanto cargas horizontais 
são aplicadas para simular a força de cisalhamento (BOTELHO, 2014).
DIAGRAMA DO ARRANJO PARA O ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO
Fonte: adaptado de Queiroz (2016, p. 179).
#pratodosverem: diagrama representando a máquina de ensaio de cisalhamento, no meio 
representando a amostra de solo e os vetores de forças aplicadas nela.
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A força de cisalhamento é aplicada movendo uma metade da caixa sobre a 
outra para provocar a ruptura no corpo de prova (DAS; SOBHAN, 2019).
O ensaio de cisalhamento direto é uma técnica simples para determinar a re-
sistência ao cisalhamento de um corpo de prova de solo (DAS; SOBHAN, 2019).
O equipamento utilizado para o ensaio de cisalhamento consiste em uma cai-
xa de aço dividida ao meio na qual o corpo de prova é colocado. Inicialmente, 
é aplicada uma força vertical (N), que corresponde a uma tensão normal ( ) na 
seção de área (A) do corpo de prova. Enquanto a tensão normal é mantida cons-
tante, um esforço horizontal (T) é aplicado gradualmente na metade superior da 
caixa até que o corpo de prova rompa por cisalhamento (QUEIROZ, 2016). 
O ensaio pode ser de tensão controlada ou de deformação controlada. Nos 
ensaios de tensão controlada, a força de cisalhamento é aplicada em incre-
mentos iguais até que o corpo de prova sofra ruptura, enquanto nos ensaios 
controlados por deformação é aplicada uma taxa constante de deslocamento 
cisalhante (DAS; SOBHAN, 2019).
EQUIPAMENTO DE CISALHAMENTO DIRETO COM DEFORMAÇÃOCONTROLADA
Fonte: adaptada de Suporte Solos (2023).
#pratodosverem: equipamento de cisalhamento direto com deformação controlada.
Existem problemas executivos associados ao ensaio de cisalhamento direto, 
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como a possibilidade de romper a amostra de solo em um plano diferente 
do de menor resistência presente no seu interior. Além disso, solos residuais 
e sedimentares com descontinuidades na estrutura podem romper por meio 
desses planos, o que não é permitido nesse tipo de ensaio. Outra limitação é 
que a tensão compressiva sobre o corpo de prova (tensão normal) não é cons-
tante, resultando em diferentes tensões de cisalhamento ao longo do plano 
de ruptura (QUEIROZ, 2016).
O ensaio triaxial é considerado mais confiável do que o método de cisalha-
mento direto, pois leva em conta a pressão lateral do solo, que não é conside-
rada no primeiro ensaio. Esses ensaios são importantes para garantir a segu-
rança de estruturas construídas em terrenos com diferentes características 
de solo (BOTELHO, 2014).
ELEMENTOS DO ENSAIO TRIAXIAL
 
Fonte: Adaptada de Biopdi (2023).
#pratodosverem: esquema mostrando o equipamento de ensaio triaxial e apontando seus 
elementos constituintes.
O ensaio triaxial, criado na década de 1930, é um método amplamente utiliza-
do em laboratórios para estudar a resistência do solo. Ele funciona aplicando 
tensões de cisalhamento em uma amostra cilíndrica de solo, modificando as 
tensões principais σ1 e σ3. O objetivo é manter a pressão da célula triaxial σ3 
constante, enquanto a tensão axial σ1 aumenta até o solo romper.
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Os corpos de prova geralmente têm 38 mm ou 100 mm de diâmetro e uma 
proporção altura-diâmetro de 2:1, a fim de garantir que a seção central do solo 
possa ser cisalhada adequadamente. Para proteger a amostra e evitar a alte-
ração do teor de umidade, uma membrana de borracha é colocada ao redor 
dela. Em alguns casos, é necessário fazer correções para a restrição imposta 
pela membrana.
O dispositivo aplica a tensão axial por meio de um comando motorizado, que 
levanta o corpo de prova contra um pistão. A força axial é medida e utilizada 
para calcular a diferença entre as tensões principais, σ1 – σ3. A resistência do 
solo pode ser determinada a partir do gráfico do círculo de Mohr.
Durante o ensaio, o corpo de prova pode mudar de formato, assumindo uma 
aparência abaulada. Nesses casos, é necessário aplicar uma correção de área 
para determinar a tensão vertical no meio do espécime. Essa correção de área 
é aplicada a cada leitura.
O ensaio triaxial é realizado com uma taxa constante de compressão e defor-
mação controlada. Dependendo do tipo de ensaio — rápido (UU), adensado 
drenado (CD) ou adensado não drenado (CU) —, a velocidade de deformação 
é ajustada adequadamente.
Uma das principais vantagens do ensaio triaxial é a capacidade de controlar 
as condições de drenagem, permitindo que as condições do campo sejam 
simuladas no laboratório.
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CONCLUSÃO
Ao longo desta disciplina, foi possível compreender a importância da resistên-
cia ao cisalhamento do solo na engenharia civil e geotécnica, visto que ela é 
fundamental para garantir a estabilidade de estruturas e obras geotécnicas. 
Foi apresentado o critério de Mohr-Coulomb, com seus parâmetros, como 
ângulo de atrito interno e coesão, que ajudam a determinar quando um ma-
terial, como o solo, falha sob a ação de tensões aplicadas. Além disso, foram 
explorados os princípios dos ensaios mais comuns, como o ensaio de cisalha-
mento direto e ensaio triaxial, e como os resultados desses ensaios podem ser 
utilizados para determinar parâmetros de resistência ao cisalhamento.
A avaliação das tensões no plano também foi discutida, mostrando como 
as diferentes tensões no plano, como tensão normal e tensão de cisalha-
mento, influenciam a resistência ao cisalhamento do solo. Essa análise pode 
auxiliar na avaliação da estabilidade do solo e na identificação de possíveis 
falhas e rupturas.
Por fim, o conhecimento adquirido nesta disciplina é de extrema importância 
para a prática da engenharia civil e geotécnica, contribuindo para a preven-
ção de falhas e colapsos estruturais e assegurando a segurança e estabilidade 
das obras geotécnicas. É fundamental que os profissionais da área tenham 
um entendimento aprofundado da resistência ao cisalhamento do solo para 
garantir o sucesso de suas obras e, consequentemente, a segurança das pes-
soas que as utilizam.
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MATERIAL COMPLEMENTAR
Para saber mais sobre este tema, leia os artigos a 
seguir:
1. Diálogo entre Acadêmicos e Engenheiros: 
Importância dos Solos não Saturados no Contexto 
da Engenharia Geotécnica. 
2. Utilização de parâmetros de solos não saturados 
em encostas. 
3. Considerações sobre as propriedades e 
comportamentos dos solos não saturados. 
4. Coesão e resistência ao cisalhamento relacionadas 
a atributos físicos e químicos de um Latossolo 
Amarelo de tabuleiro costeiro. 
5. Proposta de contenção de talude em solo 
grampeado localizado na falha de Salvador–BA. 
https://web.archive.org/web/20220819232010id_/https://doi.editoracubo.com.br/10.4322/cobramseg.2022.0053.pdf
https://web.archive.org/web/20220819232010id_/https://doi.editoracubo.com.br/10.4322/cobramseg.2022.0053.pdf
https://web.archive.org/web/20220819232010id_/https://doi.editoracubo.com.br/10.4322/cobramseg.2022.0053.pdf
http://geotecnia.ufba.br/arquivos/ST5-Tp03.pdf
http://geotecnia.ufba.br/arquivos/ST5-Tp03.pdf
https://www.researchgate.net/profile/Gilson-Gitirana/publication/350159114_Consideracoes_sobre_as_propriedades_e_comportamentos_dos_solos_nao_saturados/links/605408e2a6fdccbfeaeda4a3/Consideracoes-sobre-as-propriedades-e-comportamentos-dos-solos-nao-satu
https://www.researchgate.net/profile/Gilson-Gitirana/publication/350159114_Consideracoes_sobre_as_propriedades_e_comportamentos_dos_solos_nao_saturados/links/605408e2a6fdccbfeaeda4a3/Consideracoes-sobre-as-propriedades-e-comportamentos-dos-solos-nao-satu
https://www.scielo.br/j/rbcs/a/56pstWd3WWRF8SpNkmXDKZC/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/rbcs/a/56pstWd3WWRF8SpNkmXDKZC/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/rbcs/a/56pstWd3WWRF8SpNkmXDKZC/?lang=pt
https://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/59181/1/2019_eve_khlsouza.pdf
https://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/59181/1/2019_eve_khlsouza.pdf
UNIDADE 6
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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> Compreender os 
diferentes tipos de 
materiais utilizados 
na construção de uma 
estrutura de terra, bem 
como suas funções 
específicas e características.
> Compreender os fatores 
que afetam a compactação 
dos solos, bem como seus 
benefícios.
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6 CARACTERIZAÇÃO E 
COMPACTAÇÃO DO SOLO
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
O estudo da caracterização e compactação dos solos é fundamental para a 
formação de engenheiros civis capazes de conceber, projetar e executar obras 
geotécnicas seguras e eficientes. Por meio do estudo da caracterização do 
solo, compreendemos suas propriedades físicas e mecânicas, bem como sua 
classificação, possibilitando prever seu comportamento sob ação de cargas 
ou eventos naturais. Nesta unidade, você aprenderá sobre a caracterização do 
solo, sua classificação, ensaios de granulometria e compactação, entre outros 
temas importantes 
Conhecer as características e propriedades dos solospermite que você de-
senvolva soluções criativas e eficientes para problemas complexos, tanto na 
construção civil como na área ambiental.
Ao final da unidade, esperamos que você tenha desenvolvido uma compre-
ensão sólida e abrangente da caracterização e compactação dos solos. 
Bons estudos!
6.1 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO
O solo que conhecemos hoje em dia não existia há milhões de anos. Naquela 
época, a superfície terrestre era formada apenas por rochas, também conhe-
cidas como "rochas matrizes". Com o tempo, as rochas se quebraram em pe-
quenos grãos e minerais por meio da ação de agentes naturais. A decomposi-
ção de restos de animais e vegetais mortos enriqueceu o solo com nutrientes, 
chamados de húmus, que se misturaram com os minerais das rochas. Esse 
processo é chamado de pedogênese, que é a formação de solos e suas carac-
terísticas (SANTOS; DAIBERT, 2014 ).
O solo é a camada mais superficial da crosta terrestre, composto de sais mi-
nerais, seres vivos e rochas em decomposição. Ele pode ser utilizado como 
material de construção ou suporte de estruturas. A decomposição das rochas 
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é conhecida como intemperismo e o solo é originado da ação do intemperis-
mo misturado com a matéria orgânica e água (SANTOS; DAIBERT, 2014).
FORMAÇÃO DO SOLO
Fonte: Santos e Daibert (2014, p. 44).
#pratodosverem: imagem de uma rocha com flechas apontando para uma mão segurando 
uma porção de terra.
O que é solo? Para os engenheiros geotécnicos, 
solo é todo material da crosta terrestre que pode 
ser escavado por meio de ferramentas e que, além 
disso, desagrega perante longa exposição à água. 
Já rocha é todo material que necessita de explosivos 
para o seu desmonte. Essa conceituação, de cunho 
prático, foi evidenciada por Vargas (1977) (MASSAD, 
2016, p.12).
O solo pode ser compreendido como um conjunto de partículas sólidas e va-
zios de tamanhos variados, preenchidos com água, ar ou ambos. Para descre-
ver uma massa de solo, são utilizadas propriedades físicas, como peso específi-
co, teor de umidade, índices de vazios e propriedades mecânicas, como ângulo 
de atrito interno e resistência ao cisalhamento, entre outras (FIORI, 2016). 
É importante lembrar que essas propriedades físicas podem variar em fun-
ção de condições externas, como quantidade de chuva e ocupação antrópica, 
e que as propriedades mecânicas podem variar com o tempo, o método de 
análise e as condições externas (FIORI, 2016).
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O solo é composto de partículas sólidas com espaços vazios entre si, podendo 
estar total ou parcialmente preenchidos por água. Em sua essência, o solo 
pode ser entendido como um sistema disperso, constituído por três fases: só-
lida, líquida e gasosa. Quando o solo tem seus vazios totalmente ocupados 
por água, ele é denominado de solo saturado (CAPUTO; CAPUTO, 2022).
FASES DO SOLO
Fonte: Santos e Daibert (2014, p. 44).
#pratodosverem: imagem do solo com uma flecha para as fases do solo.
O conhecimento das propriedades técnicas dos solos tem sido um objeto de 
estudo constante, com o objetivo de diferenciá-los de outros materiais. Esse 
interesse surgiu a partir da necessidade dos engenheiros civis em aprimorar 
suas estruturas e antecipar o comportamento do solo quando submetido a 
esforços (GONÇALVES; MONTEIRO, 2018). Os solos contam com diversas pro-
priedades que podem ser avaliadas por meio de ensaios, como resistência, 
deformabilidade e compressibilidade, permitindo uma previsão do compor-
tamento do solo sob cargas específicas. No entanto, para uma compreensão 
completa do solo, é necessário contato físico, cheiro, tato e, às vezes, até mes-
mo paladar. 
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UTILIZAÇÃO DO SOLO NA ENGENHARIA CIVIL
Fonte: Gonçalves e Monteiro (2018, p. 20).
#pratodosverem: figura com as principais utilizações do solo na engenharia civil.
O solo diferencia-se de outros materiais de construção por sua extrema hete-
rogeneidade, o que requer análises estatísticas para comparação de valores, 
cálculo de médias, avaliação da precisão e acurácia dos resultados, entre ou-
tros aspectos importantes.
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6.1.1 CLASSIFICAÇÃO DO SOLO
Cada tipo de solo apresenta comportamentos diferentes e é utilizado em di-
versas aplicações. Para que possamos estudá-los de maneira mais precisa, é 
necessário agrupá-los em conjuntos a partir de suas características comuns 
(SANTOS; DAIBERT, 2014).
Existem diferentes tipos de sistemas de classificação de solos, que podem ser 
específicos ou abrangentes. Alguns exemplos incluem sistemas que levam 
em conta a movimentação dos sedimentos, classificação pedológica, textura 
e aqueles que consideram mais de um parâmetro do solo (ALMEIDA, 2005).
No entanto, segundo Caputo (2015) há dois sistemas de classificação princi-
pais:
Sistema rodoviário de classificação
Os solos são classificados em sete grupos: A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 e 
A-7.
Classificação unificada
Agrupa os solos de acordo com as frações predominantes dos diversos 
diâmetros de partículas que os compõem.
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TIPOS DE SOLOS
Fonte: Freepik (2023).
#pratodosverem: na imagem há três tipos de solo, do mais fino ao mais graúdo.
O sistema unificado de classificação dos solos divide-os em três grupos prin-
cipais (CAPUTO; CAPUTO, 2022):
Solos grossos
Aqueles em que a maioria absoluta dos grãos tem diâmetro maior que 
0,074 mm (mais de 50% em peso são retidos na peneira n. 200).
Solos finos
Aqueles em que a maioria absoluta dos grãos tem diâmetro menor 
que 0,074 mm.
Turfas
Solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente 
compressíveis.
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No sistema de identificação adotado, cada tipo de solo é representado por 
um conjunto de duas letras, conforme apresentado na figura a seguir. As 
cinco primeiras letras indicam o tipo principal de solo, enquanto as quatro 
seguintes correspondem a informações complementares. Por exemplo, SW 
representa a areia bem graduada e CH representa a argila de alta compressi-
bilidade (PINTO, 2006).
TERMINOLOGIA DO SISTEMA UNIFICADO
Fonte: adaptada de Pinto (2006).
#pratodosverem: figura com as letras do solo e as letras de informações complementares.
O sistema rodoviário de classificação foi originalmente proposto nos Estados 
Unidos e é amplamente utilizado na Engenharia Rodoviária em todo o mundo. 
Ele é baseado na granulometria e nos limites de Atterberg, e a classificação 
começa com a porcentagem de material que passa na peneira n. 200. Os solos 
com menos de 35% passando nessa peneira são considerados de granulação 
grosseira e formam os grupos A-1, A-2 e A-3, enquanto os solos com mais de 35% 
são classificados nos grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. Os solos grossos são subdividi-
dos em A-1a, A-1b e A-3 (CAPUTO; CAPUTO; CAPUTO, 2022; PINTO, 2006). 
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ARGILA
Fonte: © nikitabuida, Freepik (2023).
#pratodosverem: na imagem há um solo de argila.
A-1ª
Solos grossos com menos de 50% passando na peneira n. 10, menos de 
30% na peneira n. 40 e menos de 15% na peneira n. 200. Correspondem 
a pedregulhos bem graduados, GW. 
A-1b
Solos grossos com menos de 50% passando na peneira n. 40 e menos 
de 25% na peneira n. 200. Correspondem a areia bem graduada, SW.
A-3
Areias finas com mais de 50% passando na peneira n.40 e menos de 
10% na peneira n. 200. Correspondem a areias finas mal graduadas, SP.
A-2
São areias em que os finos presentes constituem a característica 
secundária, subdivididos em A-2-4, A-2-5, A-2-6 e A-2-7 em função dos 
índices de consistência.
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A caracterização e a classificação do solo são importantes para prever o com-
portamento do solo em relação às ações provocadas pela natureza ou pelo 
homem. Essa abordagem é abrangente e envolve várias áreas, como Geolo-
gia de Engenharia, Investigação Geotécnica, Barragens, Fundações, Taludes/
Aterros, Estruturas de Contenção, Mecânica das Rochas, Túneis, Pavimentos, 
Estabilização de Solos, Geotécnica Ambiental, além de disciplinas relaciona-
das com Resistência dos Materiais e Cálculo. Essas áreas são fundamentais 
para a concepção, o projeto e a execução de obras geotécnicas seguras e efi-
cientes (SANTOS; DAIBERT, 2014).
6.1.2 ENSAIO DE GRANULOMETRIA
Para entender e descrever adequadamente o solo, muitas vezes é preciso co-
letar amostras para análise, pois nem sempre é viável estudá-lo como um 
todo. É fundamental que essas amostras sejam representativas do material 
original ou da área a ser estudada, para que os resultados da análise sejam 
precisos e confiáveis (GONÇALVES; MONTEIRO, 2018).
Para saber mais sobre a importância do 
conhecimento dos tipos de solos na Engenharia 
Civil e como identificar qual é o melhor tipo de 
fundação a ser usada em uma construção, assista 
a este vídeo informativo. Além disso, aprenda 
quando é adequado usar uma fundação profunda 
ou superficial e garanta a segurança e a eficiência 
de suas estruturas. Para acessá-lo, clique aqui.
Para determinar o tamanho dos grãos de um solo, é realizada a análise gra-
nulométrica, que envolve duas etapas: peneiramento e sedimentação. Para 
obter informações sobre o tamanho dos grãos de um solo, o método mais 
simples e direto é o peneiramento. Porém, esse método é adequado somen-
te para solos granulares, já que a malha mais fina de uma peneira é a n. 200. 
Nesses casos, é necessário recorrer a outros métodos, como a sedimentação, 
para realizar a análise granulométrica de forma mais precisa (MASSAD, 2016).
https://www.youtube.com/watch?v=e9eJdEgYXZQ&t=13s
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MÉTODOS MECÂNICOS PARA A DETERMINAÇÃO DA GRANULOMETRIA DOS SOLOS
Fonte: adaptada de Massad (2016, p. 81).
#pratodosverem: na imagem há um eixo indicando o tamanho das partículas e em qual 
método ela se encaixa.
A "porcentagem que passa", ou seja, o peso do material que passa por cada 
peneira em relação ao peso seco da amostra, é medida e representada gra-
ficamente em uma escala logarítmica em função da abertura da peneira. O 
diâmetro nominal da abertura da peneira é considerado como o "diâmetro" 
das partículas, embora se trate de um diâmetro equivalente devido à forma 
não esférica das partículas (PINTO, 2006).
O processo de peneiramento é feito utilizando peneiras específicas, que são 
chamadas de padronizadas. Elas contam com aberturas conhecidas em mi-
límetros ou polegadas e são identificadas por números que indicam quantas 
aberturas existem em uma polegada linear. Na figura a seguir é possível visu-
alizar como são essas peneiras padronizadas (MURRIETA, 2018).
PENEIRAS GRANULOMÉTRICAS
Fonte: Santos (2008, p. 73).
#pratodosverem: peneiras para ensaio granulométrico de diferentes aberturas.
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Para entender melhor a dinâmica do solo e como 
suas características podem afetar as estruturas 
construídas sobre ele, é importante conhecer a 
análise granulométrica. Se você quer saber como 
funciona o processo de preparação da amostra de 
solo para análise granulométrica, assista ao vídeo 
“Tutorial – Classificação dos solos quanto a sua 
granulometria” com um passo a passo detalhado. 
Para acessá-lo, clique aqui. 
A sedimentação é um método para determinar o tamanho das partículas 
mais finas de um solo em suspensão. Ele é realizado por meio da deposição 
dessas partículas, o que permite estabelecer sua dimensão de forma indireta, 
utilizando a lei de Stokes (GONÇALVES; MONTEIRO, 2018).
ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO
Fonte: ©Carlos Rogério Santana, Wikimedia (2007).
#pratodosverem: amostras de solos dispersas em água destilada e colocadas em repouso 
para sedimentar em provetas com capacidade para 1.000 ml.
https://www.youtube.com/watch?v=9LWz3puIZHQ
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O coeficiente de uniformidade (Cu) é um valor que mostra o quão uniforme 
é o tamanho dos grãos em uma amostra de solo. Ele é calculado dividindo 
o diâmetro dos grãos correspondentes a 60% da curva granulométrica pelo
diâmetro dos grãos correspondentes a 10%.
Quanto menor for o valor do , mais uniforme é o tamanho dos grãos do solo. 
Os solos são considerados muito uniformes se odo solo para diversas áreas de atuação
(SANTOS; DAIBERT, 2014).
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PLACA VIBRATÓRIA COMPACTANDO O SOLO
Fonte: ©shyachlo, Freepik (2023).
#pratodosverem: na imagem há uma máquina compactando o solo.
A compactação é um processo que consiste na densificação de um solo por 
meio de equipamento mecânico, como um rolo compactador. Seu objetivo 
é aumentar o contato entre os grãos e tornar o aterro mais homogêneo, pois 
quando um solo é transportado e depositado para a construção de um aterro, 
ele fica em um estado relativamente fofo e heterogêneo, o que o torna pou-
co resistente e deformável, apresentando comportamento diferente de local 
para local. O aumento da densidade do solo é desejável, pois diversas proprie-
dades do solo melhoram com isso. Em alguns casos, até soquetes manuais 
podem ser usados para compactação em pequenas valetas (PINTO, 2006).
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ROLO COMPRESSOR COMPACTANDO O SOLO
Fonte: Freepik (2023). 
#pratodosverem: na imagem um rolo compressor compacta o solo e há um engenheiro ao 
lado.
A compactação de um solo é importante para melhorar suas características, 
incluindo resistência, permeabilidade, compressibilidade e absorção de água. 
O aumento da densidade do solo depende da energia utilizada e do teor de 
umidade. É importante distinguir entre compactação e adensamento, pois a 
primeira expulsa ar enquanto a segunda expulsa água. A compactação é um 
problema com solos não saturados, o que ainda apresenta desafios e insegu-
ranças na Mecânica dos Solos (CAPUTO; CAPUTO, 2015).
Assim, de acordo com Gonçalves e Monteiro (2018, p. 81):
• Aumento da resistência da ruptura dos solos, sob ação de cargas externas.
• Redução de possíveis variações volumétricas, quer pela ação de cargas, quer
pela ação da água que, eventualmente, percola pela sua massa.
• Impermeabilização dos solos, pela redução do coeficiente de permeabilidade,
resultante do menor índice de vazios.
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A compactação de solos no campo é baseada nos mesmos princípios dos 
ensaios em laboratório e depende do tipo de solo e dos valores de peso es-
pecífico seco máximo e umidade ótima para definir a quantidade de água 
e energia de compactação necessárias. Existem quatro maneiras diferentes 
de aplicar energia de compactação: esforços de pressão, impacto, vibração 
e amassamento. Os equipamentos de compactação são divididos em duas 
categorias principais: estáticos, que usam apenas o peso próprio da máquina 
para aplicar força, e vibratórios, que usam um mecanismo motorizado para 
criar uma força descendente em acréscimo ao peso estático da máquina 
(SANTOS; DAIBERT, 2013).
A imagem a seguir apresenta um resumo das aplicações mais adequadas de 
cada tipo de esforço e equipamento para os diferentes tipos de solo encontra-
dos frequentemente em trabalhos de terraplenagem.
APLICAÇÃO DA COMPACTAÇÃO PARA OS DIFERENTES TIPOS DE SOLO
Impacto 
(Compacta-
dor)
Pressão 
(Pé-de-carnei-
ro estático)
Vibração (Rolo 
vibratório)
Amassamento 
(Compactador 
de rolo embor-
rachado)
Solos granulares 
(pedregulhos/
cascalho)
Pobre Pobre Bom Muito bom
Areia Pobre Pobre Muito bom Bom
Silte Bom Bom Pobre Muito bom
Argila Muito bom Muito bom Péssimo Bom
Fonte: adaptada de Santos e Daibert (2013, p. 67).
#pratodosverem: na imagem há um quadro com os tipos de solo e os melhores tipos de 
ensaios de compactação para cada um deles.
Na engenharia civil, a escolha do equipamento mais adequado para a com-
pactação de um solo é crucial para garantir a estabilidade da estrutura cons-
truída sobre ele. Para isso, é necessário levar em consideração as característi-
cas do solo, como sua granulometria, plasticidade, umidade e densidade, para 
determinar a energia de compactação necessária e o tipo de equipamento 
mais adequado para aplicá-la. Com base nesses fatores, é possível estabelecer 
princípios básicos para escolher o equipamento mais apropriado para cada 
tipo de solo, a fim de garantir a eficácia do processo de compactação e, con-
sequentemente, a segurança e a durabilidade da estrutura construída (SAN-
TOS; DAIBERT, 2013).
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6.2.1 PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DA 
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
Até a década de 1930, a construção de estradas era feita de forma empírica, 
sem um método preciso para garantir a qualidade da compactação do solo. 
Isso resultava em estradas que variavam de qualidade, dependendo da época 
do ano em que eram construídas. Foi Ralph Proctor que, em 1933, estabele-
ceu os princípios fundamentais da compactação moderna, após observações 
em campo e em laboratório. Ele descobriu que a qualidade da compacta-
ção dependia principalmente da quantidade de água no solo antes da com-
pactação e da energia empregada no processo. A partir dessa descoberta, foi 
possível explicar o comportamento anteriormente observado e garantir uma 
maior eficiência na construção de estradas (MURRIETA, 2018).
ENSAIO DE PROCTOR
Fonte: Das e Sobhan (2019, p. 133).
#pratodosverem: na imagem há duas figuras cilíndricas representando o ensaio de Proctor.
O processo de compactação do solo é essencial em projetos de engenharia 
que envolvem a construção de aterros de estradas, barragens de terra e ou-
tros tipos de maciços terrosos. Essa técnica consiste em aumentar a resistên-
cia do solo ao cisalhamento, reduzir sua compressibilidade, permeabilidade e 
tornar o maciço homogêneo (QUEIROZ, 2016).
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A compactação é realizada no campo por meio de equipamentos mecânicos 
específicos para cada tipo de solo e objetivo. O teor de umidade e a ener-
gia utilizada no processo são determinados por meio de ensaios laboratoriais, 
buscando atingir o peso específico máximo. Em resumo, a compactação é 
uma etapa crucial para garantir a segurança e a durabilidade de maciços ter-
rosos construídos em obras de engenharia (QUEIROZ, 2016).
Fatores que afetam a compactação:
Teor de umidade: a resistência dos torrões de argila e o atrito entre as partí-
culas granulares aumentam sob baixos teores de umidade, o que pode levar 
ao colapso. Sob teores de umidade mais altos, os vazios de ar são mais facil-
mente removidos durante a compactação, resultando em um aumento da 
densidade seca até um valor máximo obtido com o teor de umidade ideal. 
Acima desse valor, as partículas de solo não conseguem se aproximar devido 
ao excesso de água nos vazios (BARNES, 2016).
CURVA DE COMPACTAÇÃO
Fonte: Mecânica dos Solos (2023).
#pratodosverem: na imagem há um gráfico da massa pelo teor de umidade.
Força de compactação: quando se aplica mais energia ao solo, reduz-se o 
teor de vazios de ar e aumenta-se a densidade seca, o que pode ser benéfico 
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para solos secos. Porém, se o solo ainda estiver úmido, aplicar mais energia 
não adianta. Aplicar muita energia em um solo muito úmido pode ser pre-
judicial, já que não é possível expelir mais ar, e pode levar à instabilidade do 
talude e a recalques por adensamento.
CURVA DE COMPACTAÇÃO DE DIFERENTES SOLOS PARA A MESMA ENERGIA
Fonte: adaptada de Caputo (2015, p. 208).
#pratodosverem: na imagem há um gráfico com quatro curvas de compactação referente a 
um tipo de solo.
Tipo de solo: cada tipo de solo apresenta uma relação diferente entre resis-
tência e umidade, o que afeta sua capacidade de compactação. Por exemplo, 
uma argila com baixa plasticidade será mais fácil de compactar do que uma 
dealta plasticidade ou uma argila pesada. Para uma mesma força de com-
pactação, uma argila de baixa plasticidade pode obter uma densidade seca 
mais alta do que uma de alta plasticidade. Essas informações podem ser visu-
alizadas em curvas, como na figura a seguir:
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CURVA DE COMPACTAÇÃO – EFEITO DO TIPO DE SOLO
0 4 8 12 16 20 24 28 32
2,1
2,0
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
D
en
si
da
de
 d
o 
pe
so
 s
ec
o 
(k
N
/m
³)
Teor de umidade (%)
Compactação segundo a norma BS
Cascalho-areia-argila
Areia grossa
Argila arenosa
Argila siltosa
Argila pesada
Areia �na
Fonte: adaptada de Barnes (2016, p. 483).
#pratodosverem: na imagem há um gráfico com seis curvas de compactação referente a 
cada tipo de solo pelo teor de umidade.
Na compactação do solo, a água e as partículas do solo são consideradas 
incompressíveis. A redução do volume do solo ocorre devido à diminuição 
do volume de ar existente nos vazios entre as partículas, provocada pela apli-
cação de energia de compactação. Com base na energia aplicada, é possível 
obter valores de grau de saturação entre 80%, 90% e 100% a partir da cur-
va de grau de saturação ligando os pontos de máximo entre as três curvas 
(QUEIROZ, 2016).
6.2.2ENSAIOS E COMPACTAÇÃO NO CAMPO
O ensaio de Proctor é um método amplamente utilizado para determinar a 
umidade ótima e o peso específico máximo de um solo. Esse ensaio foi pro-
posto em 1933 pelo engenheiro norte-americano Proctor e atualmente é co-
nhecido como ensaio normal de Proctor, padronizado pela ABNT em sua NBR 
7182/1986. O ensaio consiste em compactar uma amostra de solo em um reci-
piente cilíndrico, em três camadas sucessivas, utilizando 26 golpes de um so-
quete com 2,5 kg, caindo de uma altura de 30,5 cm. O ensaio é repetido para 
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diferentes teores de umidade e, a partir dos valores obtidos, é possível traçar a 
curva de γs = f (h), a qual fornece o ponto correspondente a hot e γs, máx. Para 
traçar a curva, é conveniente determinar cerca de cinco pontos, dois deles na 
zona seca, um próximo à umidade ótima e os outros dois na zona úmida. A 
energia de compactação desse ensaio é de aproximadamente 6 kg · cm/cm3, 
calculada pela fórmula (CAPUTO; CAPUTO, 2015).
ENSAIO DE PROCTOR
Fonte: adaptada de Suportesolos (2018).
#pratodosverem: na imagem há uma representação do ensaio de Proctor.
A energia de compactação é calculada da seguinte forma (GONÇALVES; 
MONTEIRO, 2018):
Onde
E: energia específica de compactação, por unidade de volume;
P (kg): peso do soquete;
h (cm): altura de queda do soquete;
N: número de golpes por camadas;
n: número de camadas; e
V (cm³): volume do solo compactado. 
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O ensaio de compactação tem como objetivo determinar a curva de compac-
tação, como na figura a seguir. Essa curva mostra a variação da massa espe-
cífica seca máxima do solo compactado em relação ao teor de água utilizado 
na compactação do solo.
CURVA DE COMPACTAÇÃO
Fonte: adaptada de Gonçalves e Monteiro (2018, p. 81).
#pratodosverem: na imagem há um gráfico da curva de compactação.
A compactação em campo compreende uma série de atividades, entre elas 
(PINTO, 2006):
Escolha da área de empréstimo
Deve considerar as distâncias de transporte e as características 
geotécnicas do solo, além da umidade natural do solo em relação à 
umidade ótima de compactação.
Transporte e espalhamento do solo
É necessário atentar para a espessura da camada solta a ser espalhada, 
que deve ser compatível com a espessura final.
Acerto da umidade
por irrigação ou aeração, seguido de revolvimento mecânico do solo 
para homogeneizá-lo.
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Compactação propriamente dita
Com a escolha dos equipamentos adequados para cada tipo de solo. 
Rolos pé-de-carneiro são recomendados para solos argilosos, rolos 
pneumáticos para uma grande variedade de solos, e rolos vibratórios 
para solos granulares.
Controle da compactação 
Baseado em um desvio de umidade em relação à umidade ótima 
e a um grau mínimo de compactação, que varia de acordo com as 
propriedades pretendidas para o aterro.
CONTROLE DE COMPACTAÇÃO EM CAMPO
Fonte: adaptada de Geoquality (2023).
#pratodosverem: na imagem há dois homens agachados no solo e equipamentos como 
balança e medidores.
O controle de compactação ocorre em dois níveis:
Durante a fase de execução: controle acerca da granulometria do material, 
equipamento utilizado, número de passagens, quantidade de água etc.
Após a compactação: controle é realizado comparando os resultados obtidos 
em campo com as referências dos ensaios de laboratório.
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O grau de compactação, GC, é definido como a relação entre o peso volumé-
trico seco obtido no campo e o peso volumétrico seco obtido em laboratório 
(SANTOS, 2008). 
Caso não seja alcançada a compactação desejada, que deve ser superior a 
um valor específico do grau de compactação determinado pela especifica-
ção adotada, o material será revolvido e compactado novamente (CAPUTO; 
CAPUTO, 2022).
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CONCLUSÃO
Nesta unidade foram abordados diversos temas relacionados aos solos e à 
sua aplicação em projetos de Engenharia Civil. Foi possível aprender sobre as 
características dos diferentes tipos de solos, como identificá-los e classificá-
-los de acordo com suas propriedades físicas e químicas. Além disso, discu-
timos a importância da granulometria na análise e caracterização dos solos, 
bem como os métodos para sua determinação em laboratório.
Também foram explorados assuntos como compactação dos solos, incluindo 
os princípios que regem a escolha do equipamento mais adequado para cada 
tipo de solo e a influência da umidade e energia de compactação nos resulta-
dos obtidos. Ademais, discutimos a importância da análise de estabilidade de 
taludes e das fundações em solos para garantir a segurança das construções.
Por fim, é importante destacar que os conhecimentos adquiridos nesta dis-
ciplina são essenciais para o desempenho de um bom trabalho na área de 
Engenharia Civil, permitindo a realização de projetos seguros e eficientes. A 
compreensão dos processos e das propriedades dos solos, bem como a apli-
cação dos métodos adequados para sua caracterização e análise são funda-
mentais para a tomada de decisões e o sucesso das obras.
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MATERIAL COMPLEMENTAR
Para saber mais sobre este tema leia os artigos a 
seguir:
1. Método de avaliação visual da qualidade da 
estrutura aplicado a Latossolo Vermelho Distroférrico 
sob diferentes sistemas de uso e manejo . 
2. Análise dos finos do solo: caracterização e análise 
das partículas sólidas - comparação entre método 
da sedimentação e utilização de analisador de 
partículas. 
3. Compactação do solo: causas e efeitos . 
4. Controle de compactação do solo . 
5. Caracterização geotécnica e classificação de solos 
para estradas florestais: estudo de caso. 
https://www.scielo.br/j/cr/a/5hHYT37LRHYgVVQXrJBks7c/?lang=pt#
https://www.scielo.br/j/cr/a/5hHYT37LRHYgVVQXrJBks7c/?lang=pt#
https://www.scielo.br/j/cr/a/5hHYT37LRHYgVVQXrJBks7c/?lang=pt#
https://eventoscientificos.ifsc.edu.br/index.php/sictsul/6-sict-sul/paper/view/2237/1729
https://eventoscientificos.ifsc.edu.br/index.php/sictsul/6-sict-sul/paper/view/2237/1729https://eventoscientificos.ifsc.edu.br/index.php/sictsul/6-sict-sul/paper/view/2237/1729
https://eventoscientificos.ifsc.edu.br/index.php/sictsul/6-sict-sul/paper/view/2237/1729
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=445744077016
http://ojs.toledo.br/index.php/engenharias/article/view/2887/341
https://periodicos.ufsm.br/cienciaflorestal/article/view/22760
https://periodicos.ufsm.br/cienciaflorestal/article/view/22760
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estática em fundação direta. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.
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Acesso em: 11 abr. 2023.
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Paulo: Editora Blucher, 2014. E-book. ISBN 9788521208501. Disponível em: https://integrada.mi-
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books/9788565837798/. Acesso em: 16 mar. 2023. 
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Janeiro: Grupo GEN, 2022. E-book. ISBN 9788521638032. Disponível em: https://integrada.minha-
biblioteca.com.br/#/books/9788521638032/. Acesso em: 4 abr. 2023.
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595155084/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595155084/
https://biopdi.com.br/artigos/ensaio-triaxial/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521208501/.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521208501/.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788565837798/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788565837798/
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/2386/material/V%20-%20Tens%C3%B5es%20no%20Solo.pdf
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/2386/material/V%20-%20Tens%C3%B5es%20no%20Solo.pdf
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521638032/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521638032/
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788522128280/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788522128280/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595153493/
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https://www.atenaeditora.com.br/catalogo/ebook/elementos-da-natureza-e-propriedades-do-solo
https://www.atenaeditora.com.br/catalogo/ebook/elementos-da-natureza-e-propriedades-do-solo
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https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9786559031184/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9786559031184/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595155510/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788595155510/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521209584/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521209584/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536518589/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788536518589/
182
MECÂNICA DOS SOLOS
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https://www.atenaeditora.com.br/catalogo/ebook/formacao-classificacao-e-cartografia-dos-solos
https://www.atenaeditora.com.br/catalogo/ebook/formacao-classificacao-e-cartografia-dos-solos
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	Elementos de solo não saturado
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	Variação de pressão ao descer uma montanha
	Esquema da distribuição de tensões entre contatos de grãos no interior de um solo
	Grãos para definição de tensões
	Tensões devido ao peso próprio
	Variação da tensão devido ao peso próprio com a profundidade
	Variação da tensão devido ao peso próprio com a profundidade
	Camadas dos solos
	Pressão neutra
	Perfil do solo
	As deformações no solo
	Conjunto de partículas
	Fases da água
	Interpretação da tensão efetiva
	Interpretação da tensão efetiva
	Esforço maciço
	Esquema da distribuição de tensões
	Esquema com dois tipos de solo
	Pressão no solo
	Perfil de solo submerso
	Esponja
	Canalículos
	Molécula de água
	Água no solo
	Capilaridade
	Formação do menisco em tubo capilar
	Tubos capilares
	Comparação de ascenção capilar
	Meniscos capilares
	Elemento de solo não saturado
	Distribuição de tensões com a profundidade
	Bulbos de tensões com cargas distribuídas
	Bulbo de tensões com carga concentrada
	Edifício Núncio Malzoni (Santos – SP)
	Edifício Núncio Malzoni (Santos – SP)
	Espraiamento de tensões com carga dividida em duas faixas
	Relação força-deslocamento numa barra à tração
	Pegada na areia
	Estrutura do solo
	Aplicações práticas
	Ciclo da água
	Partículas do solo
	Solo úmido
	Permeâmetro
	Esquema experimental da Lei de Darcy
	Fatores de determinação do coeficiente de permeabilidade
	Representação de um solo
	Variação da velocidade
	Deformações
	Torre de Pisa
	Orla de Santos
	Abertura pelo adensamento do solo
	Curva de adensamento
	Ensaio de adensamento
	Distribuição das tensões com a profundidade
	Tensão de pré-adensamento pelo método de Pacheco Silva (MURRIETA, 2018)
	Três principais tipos de recalque
	Fundação executada sem sondagem e projeto
	Ensaio de amostra
	Resistência ao cisalhamento em vigas de concreto armado sem armadura transversal reforçadas com fibras de aço
	Terreno de obras
	Preparo para obras
	Solo arenoso
	Processo de adensamento
	Pressão efetiva e sobrepressão hidrostática
	Estacas de deslocamentos
	Modelo de cilindro com mola para adensamento em argila saturada
	Analogia mecânica para o processo de adensamento, segundo Terzaghi
	Fluxo por meio de um elemento do dolo
	Esquema que associa vazios e sólidos para solo saturado
	Resultados típicos de compressão edométrica de argila orgânica mole da Baixada Santista
	Resultados típicos de compressão edométrica de argila orgânica mole da Baixada Santista, com tensões em escala logarítmica
	Características do recalque diferencial e a ocorrência de trincas e rachaduras em casos extremos
	Ensaio de placa
	Ensaio de placa
	Definição de parâmetros elásticos dos solos a partir do ensaio de compressão
	Mostra de argila normalmente adensada e pré-adensada
	Ensaio de compactação
	Parque Nacional Canyonlands 
	Efeito de descarregamento seguido de carregamento em ensaio edométrico de argila saturada
	Índice de vazios — tensão efetiva 
	Muro de arrimo: muro de Gabião
	Exemplo de cisalhamento
	Deslizamento de terra na estrada da Graciosa
	Taludes em solos, estruturas de arrimo, fundações profundas e fundações rasas
	Deslizamento de talude
	Curva intrínseca de ruptura
	Solo úmido
	Solo ressecado
	Controle de deformações e variações de tensão
	Preparação da amostra para o cisalhamento direto
	Ensaio de palheta
	Forças atuando em um bloco
	Solo sedimentar
	Determinação das tensões num plano genérico por meio do círculo 
de Mohr
	Atrito pneu chão: homem empurrando pneu
	Castelo de areia
	Tipos de rupturas em solos
	Ângulos de corte de talude
	Diagrama do arranjo para o ensaio de cisalhamento direto
	Equipamento de cisalhamento direto com deformação controlada
	Elementos do ensaio triaxial
	Formação do solo
	Fases do solo
	Utilização do solo na engenharia civil
	Tipos de solos
	Terminologia do sistema unificado
	Argila
	Métodos mecânicos para a determinação da granulometria dos solos
	Peneiras granulométricas
	Ensaio de sedimentação
	Exemplo de curva granulométrica do solo
	Placa vibratória compactando o solo
	Rolo compressor compactando o solo
	Ensaio de Proctor
	Curva de compactação
	Curva de compactação de diferentes solos para a mesma energia
	Curva de compactação – efeito do tipo de solo
	Ensaio de Proctor
	Curva de compactação
	Controle de compactação em campo
	Apresentação da disciplina
	1 TENSÕES NO SOLO E TENSÕES TOTAL, NEUTRA E EFETIVA
	1.1 TENSÕES GEOSTÁTICAS 
	1.2 PRESSÃO HIDROSTÁTICA (NEUTRA) E CONCEITO DE TENSÕES EFETIVAS
	2 CAPILARIDADE E ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO SOLO DEVIDO A CARREGAMENTOS EXTERNOS
	2.1. ESTRUTURA E DEFINIÇÃO DA CAPILARIDADE NOS SOLOS
	2.2 TENSÕES DEVIDO A CARGAS EXTERNAS — PROPAGAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO
	3 PERMEABILIDADE (FLUXO UNIDIMENSIONAL)-DEFORMAÇÕES NO SOLO DEVIDO A ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO SOLO
	3.1 A ÁGUA NO SOLO – PERMEABILIDADE,imagem que apresenta as camadas do solo.
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Esse solo deverá ser competente para receber as tensões da edificação que 
irão atuar de forma efetiva nele.
CAMADAS DO SOLO
P
ro
fu
n
d
id
ad
e
Areia FinaAreia Fina
Argila Mole
Pedregulho
Fonte: Freepik (2023)
#pratodosverem: a imagem é uma ilustração de um pé de tomate com a visualização do 
solo no qual está plantado, mostrando sua profundidade e que está constituído por areia 
fina, argila mole e pedregulho.
1.1.2 CONCEITO DE TENSÕES NUM MEIO 
PARTICULAR
O solo é constituído por partículas sólidas (os grãos), água e ar (que preen-
chem os vazios). Sendo assim, é considerado como um meio particulado 
(FLORIANO, 2016).
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ELEMENTOS DE SOLO NÃO SATURADO
Película contráctil
Forças 
resultante
da interação
partícula-ar-água
Fonte: Pinto (2006, p. 95). 
#pratodosverem: ilustração do esquema de contato entre grãos para definição de tensões.
A constituição do solo é por sólidos, água e ar, um sistema trifásico. A maioria 
dos esforços é transmitida pelos grãos e, dependendo das condições de satu-
ração, parte é transmitida pela água. No caso de solos secos, todos os esforços 
são transmitidos pelo arcabouço sólido (MURRIETA, 2018). 
De acordo com Murrieta (2018) o conceito do estado de tensões exige não só 
a definição dos esforços, mas também da área. Nesse caso, a área considera-
da deveria passar pelos pontos de contato (Ac), conforme mostra a figura a 
seguir.
TRANSMISSÃO DE ESFORÇOS EM SOLO
Fonte: Pinto (2006, p. 95). 
#pratodosverem: ilustração do zoom de esquema de contato entre grãos para definição de 
tensões.
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A variabilidade de tamanhos de grãos e arranjos estruturais tornou-se invi-
ável a esse tipo de abordagem. Por outro lado, a adoção de um plano ho-
rizontal (A) acarreta a existência de regiões sólidas e regiões que passam 
pelos vazios. Em qualquer caso, entretanto, a transmissão se faz pelos contatos e, 
portanto, por áreas muito reduzidas em relação à área total envolvida (MUR-
RIETA, 2018).
O foco principal é conhecer as tensões geradas no subsolo por conta de seu 
peso próprio. Essa tensão ao nível do mar equivale aproximadamente a 1 kgf/
cm2 ou 100 kN/m2 ou 100 Pa ou ainda, de forma mais simples, a 1 atm. Esse 
valor está relacionado a uma coluna de ar que promove tensões normais so-
bre nosso corpo. Você sente essa variação de pressão quando sobe ou desce 
de uma montanha (algumas pessoas sofrem mais com a variação de pressão) 
(FLORIANO 2016).
Tensões tangenciais também são desenvolvidas 
junto aos contatos e também se anulam na condição 
de equilíbrio. No entanto, quando uma massa está 
em plano inclinado, como são as encostas, essas 
tensões podem entrar em desequilíbrio mecânico 
e, assim, pode ocorrer o movimento da massa em 
um plano de menor resistência ao cisalhamento. 
Temos assim um deslizamento da encosta. 
(FLORIANO 2016).
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VARIAÇÃO DE PRESSÃO AO SUBIR UMA MONTANHA
 
Fonte: Plataforma Deduca (2023).
#pratodosverem: ilustração da variação de pressão quando sobe ou desce de uma 
montanha (algumas pessoas sofrem mais com a variação de pressão).
De acordo com Floriano (2016), ao subir a montanha, estamos diminuindo a 
coluna de ar que está sobre o corpo e, ao descer, essa coluna cresce. Se con-
siderarmos que somos um pequeno ponto na atmosfera, veremos que essas 
pressões atuantes podem ser consideras esféricas, o que nos coloca em um 
estado estático e em equilíbrio. 
A dor de ouvido é um exemplo dessa pressão atuantes no nosso corpo, que é 
justamente um pequeno desequilíbrio (temporário) entre as pressões inter-
nas de nosso corpo e as pressões externas atmosféricas. Nesse cenário, supõe-
-se que o ar é um meio contínuo e homogêneo (FLORIANO, 2016).
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VARIAÇÃO DE PRESSÃO AO DESCER UMA MONTANHA
Fonte: Pexels (2023). 
#pratodosverem: fotografia de um grupo de pessoas fazendo trilha, representando a 
variação de pressão quando se sobe ou desce uma montanha.
A partir da distribuição de tensões no seu interior, o solo se torna comple-
xo, tendo em vista que suas partículas são formadas por tamanhos diferente. 
Além disso, por ser um meio particulado, tem-se a impressão de que deve ser 
trabalhado de forma divergente (FLORIANO, 2016). 
A partir do plano horizontal teremos tensões diferentes dependendo da ca-
racterística dos solos, em uma primeira análise.
Temos como exemplo a distribuição de tensões em um solo arenoso, que 
deve ocorrer no contato entre os grãos. Já em solos argilosos esse contato 
deve incluir a água intersticial.
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ESQUEMA DA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES ENTRE CONTATOS DE GRÃOS NO INTERIOR DE 
UM SOLO
Fonte: Floriano (2016, p. 76).
#pratodosverem: ilustração da variação de pressão quando se sobe ou desce de uma 
montanha (algumas pessoas sofrem mais com a variação de pressão).
Portanto, ao consideramos as tensões em um determinado plano, observa-
mos que as tensões nos contatos devem ser muito maiores, uma vez que a 
área de contato chega a ser menor que 1% da área total do plano. Como po-
demos observar na figura acima, as forças são aplicadas em diferentes áreas 
de contato (A1, A2, A3 e A4) (MURRIETA, 2018).
Água intersticial 
Está inserida entre os poros do sedimento e há uma dinâmica de 
transferência de substâncias químicas entre esses meios.
Meios
Essa troca é feita por difusão, portanto, é uma das vias de 
bioacumulação na cadeia alimentar.
Objetivos
Avaliar a toxicidade para estabelecer níveis de contaminação de 
sedimentos.
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Um meio particulado é uma mistura de partículas 
de diversos materiais, sólidos ou líquidos.
1.1.3 TENSÕES TOTAIS OU PESO PRÓPRIO DO 
SOLO
As tensões nos solos são transportadas de grão a grão, tendo em vista que 
parte das tensões são carregadas pela água existente nos vazios dos solos. É 
importante termos o entendimento de que as transmissões das cargas são 
feitas pelo contato grão a grão, ou seja, em áreas muito pequenas em relação 
à área total (FLORIANO, 2016).
É importante, portanto, que seja feita uma simplificação, conforme é apre-
sentada na figura a seguir.
GRÃOS PARA DEFINIÇÃO DE TENSÕES
Fonte: Pinto (2006, p. 95). 
#pratodosverem: ilustração de esquema de contato entre grãos para definição de tensões.
área
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A massa do solo é constituída pelas pressões totais, nas condições em que o 
solo está, independentemente de o solo estar saturado, ou parcialmente, com 
os vazios preenchidos por água ou completamente seco (FLORIANO, 2016).
As tensões devido ao peso próprio e às suas cargas aplicadas ocorrem nos 
solos. Essas tensões têm valores aceitáveis e não podem ser desconsideradas 
(CAMPOS, 2023). Assim as tensões totais representam as tensões devido ao 
peso próprio do solo.
TENSÕES DEVIDO AO PESO PRÓPRIO
Fonte: Plataforma Deduca (2023).
#pratodosverem: fotografia de uma criança brincando, representando as tensões exercidas 
no solo devido ao peso próprio.
O solo está submetido a esforços devido ao peso próprio, em qualquer ponto 
no interior da massa do solo. Quando uma força externa é aplicada a um cor-
po sólido, ela gera um conjunto de tensõesFLUXO UNIDIMENSIONAL
	3.2 DEFORMAÇÕES NO SOLO DEVIDO A ACRÉSCIMO DE TENSÕES NO SOLO
	4 TEORIA DO ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL E EVOLUÇÃO DOS RECALQUES COM O TEMPO
	4.1 TEORIA DO ADENSAMENTO UNIDIMENSIONAL
	4.2 EVOLUÇÃO DOS RECALQUES COM O TEMPO 
	5 RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DO SOLO
	5.1 RESISTÊNCIAS AO CISALHAMENTO DO SOLO
	5.2 ESTADO DE TENSÕES E CRITÉRIOS 
DE RUPTURA
	6 CARACTERIZAÇÃO E COMPACTAÇÃO DO SOLO
	6.1 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO
	6.2COMPACTAÇÃO DO SOLO 
	Aplicação da compactação para os diferentes tipos de soloque atuam em diferentes direções 
e planos dentro do corpo; geram estados de tensão normal (α) e cisalhante (τ), 
que variam de acordo com a função do plano considerado (CAMPOS, 2023).
A tensão normal (α) é a soma das forças normais ao plano total, que abrange 
as partículas em que esses contatos ocorrem.
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α = 
A tensão cisalhante (τ) é a soma das forças tangenciais, dividida pela área.
τ = 
 Para se calcular a tensão total do peso próprio de um maciço de solo, basta 
saber a sua profundidade e as condições desse maciço. A partir disso determi-
na-se o valor do peso específico.
De acordo com Dowling (2017), é necessário demonstraram a importância da 
determinação das tensões ao peso próprio para o dimensionamento das fun-
dações. No mesmo sentido, Floriano (2016) relatou a importância de deter-
minar as pressões geostáticas (devido ao peso próprio) para a realização de 
obras que utilizam o solo como principal matéria-prima.
Segundo Campos (2023), a superfície do terreno é horizontal, pode-se assu-
mir que a tensão atuante num plano horizontal em uma certa profundidade 
seja normal ao plano. Não há tensão de cisalhamento nesse plano. De fato, 
estatisticamente, as componentes das forças tangenciais ocorrentes em cada 
contato tendem a se contrapor, anulando a resultante.
O peso próprio varia de acordo com sua profundidade e em que as pressões 
que atuam em um plano horizontal são normais a esse plano. Ao considerar-
mos o nosso terreno como uma superfície plana, a figura a seguir demonstra 
a variação do peso próprio com a profundidade (FLORIANO, 2016).
VARIAÇÃO DA TENSÃO DEVIDO AO PESO PRÓPRIO COM A PROFUNDIDADE
Fonte: adaptada de Hachich et al. (1996, p. 71).
#pratodosverem: ilustração da variação da tensão no solo devido ao peso próprio com a 
profundidade.
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As pressões geostáticas são definidas pela somatória das tensões devido ao 
peso próprio de cada um dos solos. Os solos são formados por várias camadas. 
Vejamos na figura a seguir:
VARIAÇÃO DA TENSÃO DEVIDO AO PESO PRÓPRIO COM A PROFUNDIDADE
 
Fonte: Campos et al. (2023).
#pratodosverem: ilustração da variação da tensão no solo devida ao peso próprio com a 
profundidade.
O solo é formado a partir da decomposição e desgaste das rochas, causados 
pela ação de vários fatores externos ao longo de milhares de anos. A chuva, o 
vento, o calor, o frio e a ação de organismos biológicos, como fungos, bacté-
rias, minhocas, formigas e cupins, são alguns dos principais fatores que con-
tribuem para a formação do solo em várias camadas, que podemos observar 
na figura abaixo.
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CAMADAS DOS SOLOS
Fonte: Pexels (2023).
#pratodosverem: fotografia de camadas dos solos que sofrem variação da tensão no solo 
devido ao peso próprio com a profundidade.
Observe que as pressões geradas pelo solo 1 se transferem integralmente para 
o solo 2, enquanto as tensões geradas pelo solo 2 são transmitidas totalmente 
para o solo 3. Se mantermos nossa consideração de que a superfície do terre-
no é horizontal, podemos definir numericamente a tensão gerada pelo peso 
próprio do solo pela expressão (CAMPOS, 2023).
O termo tensão deve ser usado quando os 
esforços tiverem uma direção definida, o que 
ocorre em corpos sólidos. No caso de fluidos (água 
e gás), em que os esforços são iguais em todas 
as direções, o termo mais adequado é pressão 
(MURRIETA, 2018). A tensão cisalhante é um 
tipo de tensão gerada pela aplicação de forças 
paralelas à superfície (CAMPOS, 2023).
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Para saber mais sobre as tensões totais ou peso 
próprio do solo, assista a este vídeo: https://www.
youtube.com/watch?v=AJpXT-r-2Yw. 
1.2 PRESSÃO HIDROSTÁTICA (NEUTRA) E 
CONCEITO DE TENSÕES EFETIVAS
A partir do conhecimento sobre as tensões devido ao peso próprio do 
solo e considerando as variáveis da poropressão, Terzaghi (1943) 
chegou à conclusão de que a tensão efetiva é obtida subtraindo a 
poropressão das tensões devido ao peso próprio. Assim temos a expressão:
σ′ = σ – μ
A força nula é o resultado da água que está presente nos vazios do solo e en-
contra-se sob a ação da gravidade, ela, por ser um fluido, interage com cada 
grão de solo de maneira independente, aplicando pressões em todos os sen-
tidos que quando somadas dão uma resultante nula.
É por essa definição que a pressão da água é neutra, ou seja, ela não promove 
movimentação dos grãos tampouco modifica a estrutura do solo. Verifique-
mos ainda que, por se propagar de maneira idêntica em todas as direções, a 
tensão da água ocorre nos planos verticais e horizontais.
Floriano (2016) explica a questão da pressão neutra pela realização de um ex-
perimento prático: utilizou-se um recipiente com base ligada a um piezôme-
tro (dispositivo utilizado para medir a pressão de fluidos), mantendo a areia 
submersa, e então variou a altura da coluna d ‘água que pressionava o solo.
A experiência permitiu verificar que a estrutura da areia se mantinha inaltera-
da independentemente de a coluna d’água estar sobre o solo, caracterizando 
então uma pressão “neutra”. A seguir observamos a ilustração desse experi-
mento.
https://www.youtube.com/watch?v=AJpXT-r-2Yw
https://www.youtube.com/watch?v=AJpXT-r-2Yw
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PRESSÃO NEUTRA
Fonte: Fiori e Carmignani (2009, p. 59).
#pratodosverem: ilustração da estrutura da areia se mantendo inalterada 
independentemente de a coluna d’água estar sobre o solo.
Vamos analisar agora um exemplo numérico da aplicação do conceito 
de tensão efetiva em nossa vida prática. 
PERFIL DO SOLO
Fonte: adaptada de Leão e Paiva (2018, p. 19).
#pratodosverem: ilustração de perfil do solo obtido por meio da sondagem.
A figura acima representa o perfil de solo obtido em uma campanha de son-
dagem. Observe que o nível da água coincide com a superfície do terreno.
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MECÂNICA DOS SOLOS
A compressão das partículas, individualmente, é totalmente desprezível. Por-
tanto, entende-se que as deformações nos solos sejam devido somente a va-
riações de tensões efetivas, que correspondem à parcela das tensões referen-
te às forças transmitidas pelas partículas.
AS DEFORMAÇÕES NO SOLO
Fonte: Campos (2023).
#pratodosverem: as deformações no solo correspondem a variações de forma ou de volume 
do conjunto, resultantes do deslocamento relativo de partículas.
Considere-se o conjunto de partículas na figura abaixo, com os vazios cheios 
de água. Se a tensão total for aumentada com igual aumento da pressão da 
água, as partículas (incompressíveis) serão comprimidas porque a pressão da 
água atua em toda a sua periferia. Considerando que as áreas de contato en-
tre os grãos são extremamente pequenas e, também, que elas ocorrem tanto 
nos contatos acima como abaixo de qualquer partícula, as forças transmitidas 
às partículas abaixo dela, e nas quais ela se apoia, não se alteram. Em conse-
quência, a tensão efetiva não se altera (CAMPOS, 2023).
CONJUNTO DE PARTÍCULAS
Fonte: Campos (2023)
#pratodosverem: a imagem é composta de duas ilustrações com o conjunto de partículas 
do solo: grãos, água e ar.
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Na Figura (b), se a tensão total num plano aumentar, sem que a pressão da 
água aumente, as forças transmitidas pelas partículas nos seus contatos se 
alteram, as posições relativas dosgrãos mudam, e ocorre deformação do solo. 
O aumento de tensão foi efetivo.
1.2.1 PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS
O solo é composto por três fases físicas, seu desempenho ao ser submetido 
a carregamento pode ser melhor se observamos sua composição. A compo-
sição é: 
FASES DA ÁGUA
Fonte: Freepik (203). 
#pratodosverem: ilustração das fases da água (sólida, líquida e gasosa).
A fase sólida é formada por partículas sólidas do solo, e a líquida e gasosa são 
formadas, respectivamente, pela água e pelo ar presentes nos interstícios solo.
No ano de 1923, descobriu-se que as forças transmitidas por meio do esque-
leto do solo de uma partícula para outra é de grande importância de uma 
para a outra, elas determinam a resistência e a estabilidade do solo como um 
todo. Terzaghi apresentou o princípio da tensão efetiva, uma relação intuitiva 
baseada em dados experimentais. O princípio se aplica apenas a solos com-
pletamente saturados e relaciona as três tensões a seguir:
A tensão normal total (σ) em um plano dentro da massa de solo é uma força 
por unidade de área que é transmitida na direção normal por meio do plano. 
Se imaginarmos que o solo é um material sólido (fase única), essa tensão é 
SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO
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transmitida pelas partículas sólidas. Além disso, a pressão da água nos poros 
(μ), também chamada de por opressão ou pressão neutra, é a pressão da água 
que preenche os espaços vazios entre as partículas sólidas. No entanto, a ten-
são normal efetiva (σ’ ou σ) no plano representa apenas a tensão transmitida 
através do esqueleto do solo.
A relação é: σ = σ’ + μ
Por meio de modelos físicos o princípio pode ser representado. Iremos consi-
derar um plano qualquer em um solo que está completamente saturado que 
passa apenas por pontos de contato entre partículas (CAMPOS, 2023). Obser-
ve essa situação na figura a seguir:
INTERPRETAÇÃO DA TENSÃO EFETIVA
Fonte: Knappett e Craig (2012).
#pratodosverem: ilustração de solo completamente saturado que passa água apenas por 
pontos de contato entre partículas.
Na realidade, o plano ondulado não pode ser diferenciado de um plano verda-
deiro, quando é considerado em termos da massa de solo devido ao tamanho 
totalmente pequeno das partículas de solo em si. Uma força normal P apli-
cada em uma área A pode ser suportada parcialmente pelas forças entre as 
partículas e parcialmente pela pressão da água nos poros.
As forças entre as partículas são muito aleatórias, tanto em magnitude como 
em direção, ao longo de toda a massa de solo. No entanto, em todo ponto de 
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contato do plano ondulado elas podem ser decompostas em uma compo-
nente normal e uma componente tangencial à direção do plano verdadeiro 
ao qual se assemelha. As componentes normal e tangencial são N’ e T’, res-
pectivamente.
INTERPRETAÇÃO DA TENSÃO EFETIVA
 
Fonte: Freepik (2023).
#pratodosverem: ilustração do solo completamente saturado que passa água apenas por 
pontos de contato entre partículas.
A pressão hidrostática exercida pela água nos poros do solo age de forma iso-
trópica, ou seja, da mesma forma em todas as direções, em toda a superfície 
de qualquer partícula. Isso ocorre porque a água se distribui igualmente nos 
poros do solo, exercendo a mesma pressão em todas as direções. Além disso, 
a pressão da água nos poros não faz com que as partículas sejam pressiona-
das umas contra as outras.
Interstícios do solo são os vazios ou poros do solo 
que existem entre as partículas sólidas do solo 
(CAMPOS, 2023).
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MECÂNICA DOS SOLOS
Para saber mais sobre como funciona o princípio 
das tensões efetivas, assista ao vídeo “Princípio das 
tensões efetivas”. Para acessá-lo gratuitamente, 
acesse aqui: https://www.youtube.com/
watch?v=1udLING5m80 . 
1.2.2 CONCEITO DE TENSÃO EFETIVA
As tensões verticais efetivas são tensões que atuam no solo de forma efetiva, 
isto é, são tensões que efetivamente devemos considerar nos cálculos de ten-
sões no interior do solo. As tensões efetivas se relacionam às tensões de con-
tato entre partículas, ou melhor, à transmissão de tensões entre o esqueleto 
sólido do solo na presença da água (FLORIANO, 2016).
Dessa forma, a tensão efetiva é o resultado da tensão total calculada descon-
tando o valor da pressão neutra naquele ponto em que estamos realizando o 
cálculo. Assim, temos que:
σ`v = σ v - μ
Onde: σ`v é a tensão vertical efetiva; σ'v é a tensão vertical total; e μ é a pressão 
neutra (de água) naquele ponto.
ESFORÇO MACIÇO
Fonte: Plataforma deduca (2023).
#pratodosverem: fotografia de uma estrada.
https://www.youtube.com/watch?v=1udLING5m80
https://www.youtube.com/watch?v=1udLING5m80
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Ao observamos o esquema apresentado na figura a seguir, percebemos que 
a ação da água em um determinado ponto no interior do solo causa redução 
de tensão entre as partículas sólidas, ou seja, a força de contato (F) é reduzida 
pela força de empuxo (E) da água. 
A área de contato entre partículas, em condição ideal, não se altera. Veremos 
que a tensão entre as partículas deve diminuir. Dessa maneira, a água como 
fluido atua com força de alívio de pressão (empuxo), reduzindo a pressão de 
contato entre partículas, daí teremos o que chamamos de tensões efetivas.
ESQUEMA DA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES
Fonte: Floriano (2016, p. 87).
#pratodosverem: ilustração de esquema da distribuição de tensões entre contatos de grãos 
no interior de um solo.
Na natureza é comum encontrar mais de uma camada de solo e com a pre-
sença de nível d’água em posições variadas. As variações nas camadas ocor-
rem várias vezes, isso demostra uma mudança de peso específico dos mate-
riais. Por conta disso, a expressão geral que governa as tensões efetivas em 
qualquer ponto abaixo da superfície, com ou sem nível freático e também 
com a consideração de acréscimo de tensões por carregamento externo 
(FLORIANO, 2016).
A expressão demonstra que, para determinar a tensão efetiva em algum pon-
to da subsuperfície, devemos efetuar o cálculo em cada camada de solo com 
pesos específicos diferentes e dependentes do estado em que o solo se en-
contra. 
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A figura a seguir mostra um esquema com dois tipos de solo (SOLO 1 e SOLO 
2) e um nível d’água (NA) em determinada posição da camada de solo 1. Você 
pode verificar que o esquema apresenta três pesos específicos (Y1, Y2 , e Y3). 
Os dois primeiros referem-se a diferentes estados do solo, ou seja, na condi-
ção natural (Ynat) e na condição de saturação (Y sat- abaixo do nível freático). 
O terceiro, em outra camada, também terá outro peso específico. Nesse caso, 
você também o considera na condição de saturação, pois se encontra abaixo 
do nível d’água (FLORIANO, 2016).
ESQUEMA COM DOIS TIPOS DE SOLO
 
Fonte: Viana (1996, p. 3).
#pratodosverem: ilustração da variação da tensão no solo devido ao peso próprio com a 
profundidade.
Observando o diagrama de tensões verticais na figura anterior, você nota que 
o efeito da carga distribuída com área infinita na superfície carrega o solo 
verticalmente com a mesma pressão aplicada (q) ao longo de toda a pro-
fundidade. Ora, você pode relacionar essa condição de aplicação de carga na 
superfície com uma camada de solo acima da superfície, por exemplo, uma 
camada cujo peso vezes sua espessura corresponda à tensão calculada equi-
valente a uma carga “q”. Nesse contexto, poderíamos relacionar ao carrega-
mento de um aterro com largura considerada infinita. No entanto, também 
podemos associaressas cargas a qualquer outro tipo de carregamento, desde 
que a consideração de carregamento com largura infinita seja plausível (FLO-
RIANO, 2016).
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Para saber mais sobre como funciona o conceito, 
assista ao vídeo “Tensão efetiva”. Para acessá-lo 
gratuitamente, clique aqui. 
1.2.3 PRESSÃO NEUTRA POR OPRESSÃO 
A pressão neutra ou poropressão atua na água intersticial do solo. Podendo 
ter várias origens, entre as quais se pode destacar: 
• pressão neutra causada pelo cisalhamento do solo;
• pressão neutra causada pelo adensamento do solo; e 
• pressão neutra causada pela submersão do solo.
PRESSÃO NO SOLO
Fonte: poenarco (2017).
#pratodosverem: a imagem é uma ilustração do interior de um solo, mostrando cada uma 
das partes que o compõe: rocha, solo saturado, nível d’água e solo parcialmente saturado.
A pressão neutra é hidrostática; portanto, em um ponto do solo a pressão 
neutra tem a mesma intensidade em qualquer direção ou plano. A situação 
mais simples da existência de pressão neutra ocorre quando o solo está sub-
merso, como é o caso da figura a seguir. Observe a expressão para o cálculo 
da pressão neutra atuante no plano a no interior do solo (DOWLING, 2017).
https://www.youtube.com/watch?v=6Y4nFyog4AM
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PERFIL DE SOLO SUBMERSO
Fonte: Viana (1996, p. 3).
#pratodosverem: ilustração de gráfico do perfil de solo submerso, situação mais simples de 
ocorrência de pressão neutra no solo.
No caso mostrado na figura anterior, a água intersticial do solo está em con-
tato com a água situada sobre o solo. Portanto, a pressão neutra em qualquer 
ponto do plano a-a será igual à pressão hidrostática dada pela equação que 
já foi mostrada.
Na figura a seguir observamos uma esponja cúbica, com 10 cm de aresta, co-
locada num recipiente. Na posição (a), com água até sua superfície superior, 
as tensões resultam de seu peso e da pressão da água; ela está em repouso. 
Colocando-se sobre a esponja um peso de 10 N, a pressão aplicada será de 1 
kPa (10N/0,01m2), e as tensões no interior da esponja serão majoradas desse 
mesmo valor. Observa-se que a esponja se deformará sob a ação desse peso, 
expulsando água de seu interior. O acréscimo de tensão foi efetivo.
ESPONJA
Fonte: Viana (1996, p. 4).
#pratodosverem: a imagem é uma ilustração de uma esponja dentro de um recipiente com 
água em três momentos diferentes: a – esponja em repouso; b – peso aplicado (em que há 
um peso sobre a esponja); e c – elevação da água.
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Em vez de se colocar o peso, e se o nível d'água fosse elevado a 10 cm, a pres-
são atuante sobre a esponja seria também de 1 kPa (10 kN/m3 x 0,1 m), e as 
tensões no interior da esponja seriam majoradas desse mesmo valor. Mas a 
esponja não se deforma. A pressão da água atua também nos vazios da es-
ponja e a estrutura sólida não “sente” a alteração das pressões. 
O acréscimo de pressão foi neutro. O mesmo fenômeno ocorre nos solos. Se 
um carregamento é feito na superfície do terreno, as tensões efetivas aumen-
tam, o solo se comprime e alguma água é expulsa de seus vazios, ainda que 
lentamente. Mas se o nível d’água numa lagoa se eleva, o aumento da tensão 
total provocado pela elevação é igual ao aumento da pressão neutra nos va-
zios e o solo não se comprime. Por essa razão, uma areia ou uma argila na pla-
taforma marítima, ainda que esteja a 100 ou 1.000 m de profundidade, pode 
se encontrar tão fofa ou mole quanto o solo no fundo de um lago de pequena 
profundidade.
Água intersticial é a água situada nos poros ou vazios 
do solo, que existem entre as partículas sólidas do 
solo (CAMPOS, 2023). Adensamento é o fenômeno 
pelo qual o recalque (ou rebaixamento) do solo 
ocorre, devido à expulsão da água do interior dos 
vazios do solo. 
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CONCLUSÃO
Esta unidade objetivou apresentar o comportamento dos solos por meio das 
tensões que atuam em um maciço terroso. No instante da realização da car-
ga, o solo deforma-se, causando variações em seus índices de vazios e, con-
sequentemente, modifica sua forma e seu volume. Perceberemos que cada 
tipo de solo se comporta de maneira particular. O estudo das tensões atuan-
tes em um maciço de terra é fundamental para compreender o comporta-
mento do solo em praticamente todas as obras de engenharia. Isso inclui a 
análise de tensões provenientes do peso próprio do solo, bem como aquelas 
causadas por carregamentos em superfície. Além disso, também é impor-
tante considerar as tensões decorrentes da redução de cargas provocada por 
escavações. Por esses motivos, compreender as tensões atuantes em um ma-
ciço de terra é crucial para projetar obras seguras e eficientes 
A distribuição de tensões (pressões) nas várias profundidades abaixo do ter-
reno é uma exigência das obras de engenharia, pois por meio dessa análise é 
possível ter a solução dos mais diversos problemas de solos.
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MATERIAL COMPLEMENTAR
Para saber mais sobre este tema, leia os artigos a seguir:
1. Análise de estabilidade de taludes de barragens de terra. 
2. Comunicação social e mudança tecnológica: um cenário de múltiplos 
desordenamentos.
3. Análise das deformações de um muro de contenção em Terramesh.
4. Medição das forças de usinagem no processo de torneamento através 
da medida das tensões cisalhantes.
5. Análise da capacidade de carga de fundações superficiais por diferentes 
metodologias.
http://periodicos.ceap.br/index.php/rcmc/article/view/30
https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=kJNqDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA81&dq=Comunica%C3%A7%C3%A3o+social+e+mudan%C3%A7a+tecnol%C3%B3gica:+um+cen%C3%A1rio+de+m%C3%BAltiplos+desordenamentos&ots=_YeFUL3JB4&sig=nlQJs92dj4edhgdHv5JFCriJ2Zc#v=onepage&q=Comunica%C3%A7%C3%A3o%20social%20e%20mudan%C3%A7a%20tecnol%C3%B3gica%3A%20um%20cen%C3%A1rio%20de%20m%C3%BAltiplos%20desordenamentos&f=false
https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=kJNqDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA81&dq=Comunica%C3%A7%C3%A3o+social+e+mudan%C3%A7a+tecnol%C3%B3gica:+um+cen%C3%A1rio+de+m%C3%BAltiplos+desordenamentos&ots=_YeFUL3JB4&sig=nlQJs92dj4edhgdHv5JFCriJ2Zc#v=onepage&q=Comunica%C3%A7%C3%A3o%20social%20e%20mudan%C3%A7a%20tecnol%C3%B3gica%3A%20um%20cen%C3%A1rio%20de%20m%C3%BAltiplos%20desordenamentos&f=false
https://repositorio.animaeducacao.com.br/handle/ANIMA/4625
https://revistascientificas.ifrj.edu.br/index.php/revistapct/article/view/959
https://revistascientificas.ifrj.edu.br/index.php/revistapct/article/view/959
https://revista.ufrr.br/rct/article/view/5477
https://revista.ufrr.br/rct/article/view/5477
UNIDADE 2
OBJETIVO 
Ao final desta 
unidade, 
esperamos que 
possa:
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MÊNCANICA DOS SOLOS
> Ampliar o conceito e a 
definição de estrutura da 
capilaridade.
> Compreender as tensões 
e a distribuição das 
tensões no solo.
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2 CAPILARIDADE E ACRÉSCIMO 
DE TENSÕES NO SOLO DEVIDO A 
CARREGAMENTOS EXTERNOS
INTRODUÇÃO DA UNIDADE
Esta unidade abordará os conhecimentos sobre mecânica do solo e suas atri-
buições. Estes são conceitos de grande importância para os estudos sobre o 
solo, em que se busca presumir o comportamento de maciços terrosos quan-
do esses são sujeitos a solicitações provocadas.
Várias são as cargas atuantes no solo, que são geradas pelo peso próprio ou 
por carregamentos aplicadosde forças externas, como exemplo uma cons-
trução civil, que engloba as técnicas usadas para a construção de edifícios, 
sejam eles direcionados para habitação ou comércio. Essas tensões podem 
ser geradas a partir de vários fatores, uma delas é o processo de escavação, 
portanto, é essencial o conhecimento do comportamento dos solos.
Estudaremos também a capilaridade, pois se trata de um fenômeno que in-
terfere diretamente no comportamento dos solos. Por meio desse entendi-
mento sobre o desempenho dos solos, você entenderá como ocorre a distri-
buição das tensões nos maciços terrosos.
Neste texto, você também vai estudar os fenômenos importantes que ocor-
rem no solo em presença da água e de suas propriedades particulares ao 
interagir quimicamente com as partículas de solo. Estudará também a ten-
são superficial da água e os meniscos capilares de forma a entender como a 
presença da água afeta as condições físicas do solo. 
2.1. ESTRUTURA E DEFINIÇÃO DA CAPILARIDADE 
NOS SOLOS
Por capilaridade compreenderemos qual percurso a água encontra e sobe 
quando encontra canalículos. Com isso observe um tubo fino de vidro intro-
duzido em um reservatório, como na figura a seguir. O tudo deve ser fino o 
suficiente para provocar o fenômeno de capilaridade. Nesse contexto, a água 
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sobe pela cavidade e forma em uma determinada posição uma superfície 
curva esférica, interrompendo as paredes com um ângulo que depende das 
propriedades do material do tubo (MURRIETA, 2018).
CANALÍCULOS
Fonte: Freepik (2023). 
#pratodosverem: na figura, observamos um becker (vidro), dentro dele há um líquido azul e 
um tubo fino (canalículos) de vidro.
Segundo Murrieta (2023), os canalículos do solo são como tubos capilares. Nos 
solos grossos tais canalículos têm diâmetros relativamente grandes, logo a al-
tura de ascensão capilar é pequena ou nula. Já nos solos finos, os canalículos 
são de pequenos diâmetros e a ascensão capilar pode ser muito grande.
Nesse sentido, a altura de ascensão capilar será muito variável: desde a me-
nor altura, que corresponderá ao canalículo de maior diâmetro, até a máxima 
altura, correspondente ao canalículo de menor diâmetro. Portanto, todos os 
canalículos levariam a água, no mínimo, até a altura que levou o canalículo 
de maior diâmetro, o que faria com que o solo estivesse saturado por capi-
laridade nessa faixa acima do lençol freático, chamada pelos agrônomos de 
zona vadosa. Acima dessa altura o solo não estaria mais saturado porque nem 
todos os canalículos poderiam ascender à água. A máxima altura de ascensão 
capilar seria aquela que o canalículo mais fino levaria (MURRIETA, 2018). 
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Zona de aeração ou zona vadosa é aquela que está 
situada entre a superfície freática e a superfície 
do terreno, e nela os poros estão parcialmente 
preenchidos por gases (ar e vapor d’água) e por 
água.
2.1.1 ESTRUTURA DA ÁGUA E TENSÃO 
SUPERFICIAL
A água é um componente essencial para a vida, carrega uma infinidade de 
propriedades e particulares, podendo ser físicas, químicas ou biológicas. Além 
do mais, a água está presente em praticamente todos os processos da enge-
nharia (CAPUTO; CAPUTO, 2023).
Por meio das suas propriedades, a água influencia aspectos químicos, físicos 
e biológicos no solo; transporta íons capazes de alterar as estruturas quími-
cas; proporciona plasticidade às argilas; propicia a nutrição de vegetais; entre 
outras coisas. As interações solo-água determinam suas taxas de perda por 
lixiviação, escoamento superficial e evapotranspiração, tal como o equilíbrio 
entre o ar e a água nos poros do solo, a taxa de mudança na temperatura do 
solo, a taxa e o tipo de organismos encontrados no solo. Como você pode ob-
servar, a água possibilita a vida orgânica e modifica o inorgânico; nesse con-
texto, você pode inserir o solo (MURRIETA, 2018).
A estrutura da molécula da água, por meio da sua capacidade, influencia as 
propriedades do solo e determinada de modo fundamental o tipo da estrutu-
ra da molécula. A estrutura química de que estamos falando é também res-
ponsável pelo fato de a água estar presente no planeta muito mais na forma 
líquida e não na gasosa (FLORIANO, 2016).
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MOLÉCULA DE ÁGUA
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 100). 
#pratodosverem: na figura observamos a estrutura da molécula da água e uma composição 
simples de dois átomos de hidrogênio ligados a um de oxigênio de forma covalente.
A água apresenta uma composição simples, ou seja, cada átomo de hidrogê-
nio compartilha seu único elétron com o de oxigênio e é assim que esse com-
posto se apresenta na natureza (FLORIANO, 2016). A água sofre um processo 
de mudança bastante considerável em suas propriedades do maciço terroso, 
por isso ocorrem a influência intensa e o dimensionamento das obras de terra 
ou das estruturas de fundação que descarregam sua carga no solo.
ÁGUA NO SOLO
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 100).
#pratodosverem: a imagem apresenta camadas do solo.
O efeito da sucção e a coesão são fatores que influenciam a presença ou au-
sência de água no solo. Por isso que esses fatores são importantes até mesmo 
para a estrutura do solo.
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O efeito da sucção nos solos é refletido 
macroscopicamente como uma coesão aparente. 
Chamamos essa coesão de aparente porque basta 
que o solo sofra saturação (preenchimento com 
água dos vazios) para essa força coesiva desaparecer 
(FLORIANO, 2016).
A água tem a capacidade de transformar as propriedades do solo por meio 
das ligações diretas com sua estrutura molecular e tem ligação direta com a 
modificação das propriedades do solo. Essa estrutura é construída pelo arran-
jo assimétrico dos três átomos que constituem sua molécula formando um 
“V” (conforme Figura Molécula da água).
Para Floriano (2016), a capacidade da água de influenciar as propriedades do 
solo é determinada de modo fundamental pelo tipo de estrutura da molécula 
da água. 
2.1.2 DEFINIÇÃO E TEORIA DO TUBO CAPILAR
Podemos definir capilaridade como o movimento da água que ocorre de ma-
neira ascendente, ou seja, a ação capilar é a propriedade física que os fluidos 
têm de subir ou descer em tubos extremamente finos, sendo ocasionada por 
duas forças distintas:
• a tensão superficial da água; e
• a atração da água em superfícies sólidas.
CAPILARIDADE
Fonte: adaptada de Pinto (2006, p. 100).
#pratodosverem: ilustração de esquema demonstrativo da capilaridade do solo.
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A partir do momento que posicionamos um tubo na água, ela naturalmente 
subirá por ele, e quanto mais delgado, ou seja, quanto mais fino ele for, maior 
a altura de ascensão (CAPUTO; CAPUTO, 2023). Na figura a seguir podemos 
observar esse posicionamento dos tubos na água.
FORMAÇÃO DO MENISCO EM TUBO CAPILAR
Fonte: Marinho (2020, p. 5). 
#pratodosverem: formação de um “menisco” na extremidade da água no interior do tubo. 
Esse menisco apresenta concavidade voltada para cima e, no ponto de contato com o 
tubo, forma um “ângulo de tensão capilar”.
Essa circunstância acontece porque há atração entre a água e a superfície do 
tubo, ao mesmo tempo a água não se separa, ou seja, as moléculas se man-
têm unidas por causa das forças de coesão. As moléculas de água subirão 
pelo tubo capilar até que ocorra o equilíbrio de seu peso e da diferença de 
pressão, criando nesse ponto um menisco. 
A distribuição dos líquidos subindo nos tubos capilares é chamada de capila-
ridade ou ação capilar, isso ocorrecomo consequência da tensão superficial. 
Observamos que, quando um tubo capilar de vidro é imerso em água ou em 
qualquer líquido no qual tenha a tendência de aderir ao vidro. ocorre o fenô-
meno conhecido como elevação capilar.
Segundo Caputo e Caputo (2023), a altura atingida pela elevação capilar é in-
versamente proporcional ao raio do tubo. Isso também está condicionado à 
densidade do líquido, porém para os principais problemas que envolvem me-
cânica dos solos podemos considerar que o líquido é a água a uma temperatu-
ra de 20° C. Assim, podemos calcular a ascensão capilar pela equação a seguir:
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h = 
Onde: h é a altura da ascensão capilar (em cm); e r é o raio do tubo (em cm).
Considere que a tensão superficial da água a 20° C é de 0,073 N/m² (BOTE-
LHO, 2014).
Ao analisamos os vazios no solo observamos que são relativamente peque-
nos, portanto, estão ligados. Ainda que isso ocorra de maneira irregular, pode-
mos considerá-los como tubos capilares.
TUBOS CAPILARES
Fonte: Marinho (2020, p. 100). 
#pratodosverem: as forças capilares ocorrem como consequências da tensão superficial da 
água interagindo com as paredes dos poros.
Em nosso dia a dia é fácil encontrar evidências que 
comprovem a tensão superficial da água, basta que 
sejam observados fenômenos como a formação 
de gotas ou a movimentação de insetos sobre a 
superfície da água (CAPUTO; CAPUTO, 2023).
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2.1.3 FORÇAS CAPILARES 
Ao colocar a água em contato com solo seco, esta, por capilaridade, ocupará 
os vazios dos solos até uma altura que varia de acordo com o diâmetro dos 
espaços vazios (MARANGON, 2018).
Por meio da ação da gravidade o fluxo de água se move no solo. É comum, 
no entanto, ocorrerem movimentos de água contrários à ação da gravidade. 
A água sobe do nível freático do terreno podendo chegar até sua superfície, é 
o conhecido fenômeno da ascensão capilar (MURRIETA, 2018). 
De acordo com Botelho (2014), há uma altura máxima de ascensão capilar, 
que depende da ordem de grandeza dos vazios e das suas partículas. Per-
cebe-se, portanto, que em terrenos pedregulhosos a altura não é maior que 
alguns centímetros, em solos arenosos de um a dois metros, e em terrenos 
argilosos pode chegar a dezenas de metros.
A figura a seguir mostra uma relação muito significativa sobre capilaridade: o 
gráfico A demonstra a equação da capilaridade em relação ao diâmetro dos 
tubos capilares; o gráfico B compara a ascensão capilar em dois solos arenosos; 
já o gráfico C demonstra que quanto mais fino o solo, menor o diâmetro médio 
dos tubos capilares, por isso, maior será a ascensão capilar. Contudo, por cau-
sa da maior força de atrito em solos mais finos, essa ascensão demora mais a 
ocorrer.
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COMPARAÇÃO DE ASCENÇÃO CAPILAR
Fonte: Leão e Paiva (2018, p. 100).
#pratodosverem: as forças capilares ocorrem como consequências da tensão superficial da 
água interagindo com as paredes.
O fenômeno da capilaridade pode ser explicado de forma ascendente. En-
tretanto, é importante conhecer o movimento gerado pela capilaridade que 
pode acontecer em qualquer direção, afinal podem ser formados meniscos 
tanto na horizontal como na vertical.
Os meniscos capilares são uma expressão da ação capilar, visto que a adesão 
à superfície empurra um líquido junto à dita superfície para cima, formando 
um menisco côncavo, ou a coesão interna pulsa o líquido para baixo, forman-
do um menisco convexo. Esse fenômeno é importante no arraste transpira-
cional em plantas.
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MENISCOS CAPILARES
Fonte: Leão e Paiva (2018, p. 100). 
#pratodosverem: a linha indica o nível correto de medição, no tubo A observasse a fundo 
um menisco côncavo, no tubo B observasse a fundo um menisco convexo. 
Os meniscos côncavos formam-se quando as partículas do líquido são atraí-
das mais fortemente pelo recipiente (adesão) do qual se atraem entre si (co-
esão), originando o líquido “trepe” pelas paredes do recipiente. Isso é o que 
ocorre entre o cristal e a água. Contrariamente, originam-se meniscos conve-
xos quando as partículas no líquido têm uma atração mais forte entre elas do 
que com o material do recipiente. Com isso, produzem-se meniscos convexos. 
Para Marangon (2018), o solo não saturado ou parcialmente saturado é forma-
do por um sistema trifásico, constituído de partículas sólidas (grãos), uma fase 
líquida (água) e uma fase gasosa. Caputo e Caputo (2023) propuseram uma 
quarta fase, denominada membrana contráctil, formada pela interação do ar 
com a água.
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ELEMENTO DE SOLO NÃO SATURADO
Fonte: adaptada de Fredlund e Xing (1994, p. 521).
#pratodosverem: a linha indica o nível correto de medição, no tubo A observasse a fundo 
um menisco côncavo, no tubo b observasse a fundo um menisco convexo.
Essa membrana contráctil tem uma importante propriedade, que denomi-
namos como tensão superficial. Ela se comporta como “capa elástica”, com 
a capacidade de exercer uma tensão de tração entre as partículas dos solos, 
influenciando seu comportamento. 
Em solos saturados a tensão efetiva é obtida subtraindo-se da tensão devido 
ao peso próprio os valores de poropressão. Porém, essa relação não 
vale para solos não saturados.
Em uma praia sempre é possível ver crianças 
brincando com a areia, criando esculturas e 
construindo castelos. A propriedade que permite 
que os solos sejam moldados é a coesão, que, como 
sabemos, é uma propriedade dos solos argilosos. 
Como, então, podemos moldar as areias?
Quando hidratamos os solos arenosos de maneira 
a promover a “coesão aparente”, podemos moldar 
também os solos arenosos, permitindo que 
realizemos as famosas esculturas na areia. Essas 
esculturas são desfeitas naturalmente pelo processo 
de secagem ou saturação das areias (CAPUTO; 
CAPUTO 2023).
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Solos arenosos têm facilidade em perder ou adquirir 
água por causa do tamanho (diâmetro) dos seus 
vazios e pelo formato das partículas sólidas; em 
contrapartida, os solos argilosos, por terem vazios 
de menor diâmetro, têm maior dificuldade em 
ganhar ou perder umidade. Por outro lado, por 
causa da estrutura, o índice de vazios (relação entre 
sólidos e vazios) em solos argilosos é maior que 
em solos arenosos, fazendo com que os efeitos 
que dependem da umidade, como a capilaridade, 
ocorram lentamente nos solos argilosos.
2.2 TENSÕES DEVIDO A CARGAS EXTERNAS — 
PROPAGAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO
As tensões devido a cargas externas além do peso próprio da massa de solo 
podem ser originadas por carregamentos externos. A determinação das ten-
sões devido a cargas externas e à sua distribuição no subsolo é muito impor-
tante na avaliação de deformações e da capacidade de carga dos terrenos 
onde são instaladas obras de engenharia (MARANGON, 2018).
Ao aplicar uma carga na superfície de um terreno, em uma área bem definida, 
os acréscimos de tensão numa certa profundidade não se limitam à projeção 
da área carregada. Nas laterais da área carregada também ocorrem aumen-
tos de tensão, que se somam às anteriores devido ao peso próprio (BOTELHO, 
2014).
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DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES COM A PROFUNDIDADE
Fonte: Campos (2023, p. 521).
#pratodosverem: a figura (a) indica, qualitativamente, como se dá a distribuição dos 
acréscimosdas tensões em planos horizontais a diferentes profundidades. Na figura (b) 
está representada a variação dos acréscimos da tensão vertical ao longo da linha vertical, 
passando pelo eixo de simetria da área carregada.
2.2.1 ISÓBAROS E BULBO DE TENSÕES
Os bulbos de tensões também são conhecidos como isóbaros e superfícies 
que unem os pontos de mesmo acréscimo de tensões, ou seja, a união de 
pontos do maciço de solo solicitados por tensões iguais gera superfícies de 
distribuição de tensão. Para Campos (2023), ao unir os pontos no interior do 
subsolo em que os acréscimos de tensão são de mesmo valor (um mesmo 
percentual da tensão aplicada na superfície), têm-se linhas, como as indica-
das na figura a seguir, que são chamadas de bulbos de tensões. 
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BULBOS DE TENSÕES COM CARGAS DISTRIBUÍDAS
Fonte: Campos (2023, p. 521).
#pratodosverem: bulbos de pressões de uma carga distribuída.
O acréscimo de tensão devido ao carregamento nas regiões do subsolo, em 
alguns casos, é considerado como referência ao “bulbo de tensões”. No entan-
to, essa definição é incorreta, pois na realidade há tantos bulbos de tensões 
quantos níveis de acréscimo de tensão. 
BULBO DE TENSÕES COM CARGA CONCENTRADA
Fonte: Romanini (2017, p. 521).
#pratodosverem: bulbos de pressões de uma carga concentrada.
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Para efeitos de projetos, a envoltória, ou seja, o bulbo mais afastado do carre-
gamento é considerado aquele que corresponde a 10% da carga aplicada. 
O bulbo de pressões ou de tensões é a definição dada à região abaixo da base, 
dentro da qual valores significativos de tensões são induzidos ao subsolo. Ten-
sões inferiores a 10% da aplicada pela fundação ou placa são geralmente ne-
gligenciáveis para os problemas práticos. Isso significa que o bulbo de tensões 
atinge profundidades da ordem de 1,5 a 2,0 vezes a largura da área carregada, 
sendo este último valor adotado com frequência (CAPUTO; CAPUTO , 2023).
EDIFÍCIO NÚNCIO MALZONI (SANTOS – SP)
Fonte: Dias (2010).
#pratodosverem: Edifício Mahembi à esquerda da foto, inclinado em direção ao Paineiras, é 
possível visualizar a inclinação acentuada do edifício Mahembi, com 1,18 metros de desaprumo.
Uma prática corrente para estimar o valor das tensões a uma certa profundi-
dade consiste em considerar que as tensões se espraiam segundo áreas cres-
centes, mas sempre se mantendo uniformemente distribuídas.
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EDIFÍCIO NÚNCIO MALZONI (SANTOS – SP)
Fonte: Dias (2010).
#pratodosverem: ilustração com informações referentes ao recalque no edifício Núncio 
Malzoni em Santos, com algumas informações pertinentes a esse caso específico, bem 
como a superposição dos bulbos.
2.2.2 MÉTODO DO ESPRAIAMENTO DAS 
TENSÕES
O método de espraiamento é contraditório consigo mesmo, pois não satis-
faz o princípio da superposição dos efeitos. De fato, consideremos que a faixa 
carregada seja constituída de duas faixas distintas. Para cada uma delas, as 
tensões numa certa profundidade seriam determinadas pela regra citada.
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ESPRAIAMENTO DE TENSÕES COM CARGA DIVIDIDA EM DUAS FAIXAS
Fonte: Campos (2023, p. 521).
#pratodosverem: a figura superior indica, qualitativamente, como se dá a distribuição 
dos acréscimos das tensões em planos horizontais a diferentes profundidades. Na figura 
inferior está representada a variação dos acréscimos da tensão vertical ao longo da linha 
vertical, passando pelo eixo de simetria da área carregada.
A resultante das duas faixas seria a somatória dos valores determinados para 
cada uma. Essa solução, ainda que apresente uma tensão na parte central 
maior do que nas laterais, o que seria coerente, é diferente da anterior, que 
considera o efeito simultâneo de toda a faixa. A aplicação dessa regra poderia 
indicar tensões na parte central, em pequena profundidade, maior do que a 
tensão aplicada na superfície, o que é totalmente inaceitável.
Para saber mais sobre como funciona o método 
do espraiamento das tensões, assista a este vídeo: 
https://www.youtube.com/watch?v=fKqptiBSMnI
2.2.3 TEORIA DA ELASTICIDADE
A Teoria da Elasticidade tem sido empregada para a estimativa das tensões 
atuantes no interior da massa de solo em virtude de carregamentos na super-
fície, e mesmo no interior do terreno.
O emprego da Teoria da Elasticidade aos solos é questionável, pois o com-
portamento dos solos não satisfaz os requisitos de material elástico, princi-
https://www.youtube.com/watch?v=fKqptiBSMnI
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palmente no que se refere à reversibilidade das deformações quando as ten-
sões mudam de sentido. Entretanto, quando ocorrem somente acréscimos 
de tensão, justifica-se a aplicação da teoria. 
Por outro lado, até determinado nível de tensões, existe uma certa propor-
cionalidade entre as tensões e as deformações, de forma que se considera 
um módulo de elasticidade constante como representativo do material. No 
entanto, a maior justificativa para a aplicação da Teoria de Elasticidade é o 
fato de não se dispor ainda de melhor alternativa e, também, porque ela tem 
apresentado uma avaliação satisfatória das tensões atuantes no solo, pelo que 
se depreende da análise de comportamento de obras. 
Um corpo tem comportamento elástico se após a retirada das ações que so-
bre ele atuam retomar a sua forma inicial.
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RELAÇÃO FORÇA-DESLOCAMENTO NUMA BARRA À TRAÇÃO
Fonte: Campos (2023, p. 521).
#pratodosverem: na figura superior, indica-se qualitativamente como se dá a distribuição 
dos acréscimos das tensões em planos horizontais a diferentes profundidades. Na Figura 
inferior, está representada a variação dos acréscimos da tensão vertical ao longo da linha 
vertical, passando pelo eixo de simetria da área carregada.
A matéria que constitui um corpo é considerada sempre homogénea, de tal 
forma que o menor elemento retirado do corpo tem as propriedades físicas 
específicas desse corpo. Um corpo será também considerado isotrópico, isto 
é, as suas propriedades elásticas são consideradas iguais em todas as direções.
Quando as propriedades elásticas do material são diferentes em direções dis-
tintas, de que é exemplo a maior parte dos materiais compósitos (BOTELHO, 
2014), o material pode apresentar comportamento ortotrópico ou anisotrópico. 
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Materiais têm comportamento ortotrópico 
quando as propriedades num plano são iguais, mas distintas das que 
ocorrem numa direção ortogonal a esse plano.
Materiais têm comportamento anisotrópico 
quando as propriedades diferem com a direção considerada.
No geral, todas as atividades humanas, seja de construção ou de produção 
agrícola (por exemplo, a utilização de maquinários e implementos), descar-
rega sua carga no solo. Assim, conhecer o comportamento das tensões apli-
cadas ao solo é de suma importância para garantir a estabilidade de nossas 
estruturas e produções agropecuárias.
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MECÂNICA DOS SOLOS
CONCLUSÃO
Esta unidade objetivou-se a apresentar o comportamento dos solos. Por meio 
desse conhecimento, você pôde entender como ocorre a distribuição das ten-
sões nos maciços terrosos. Dessa forma, estará apto a realizar um dimensio-
namento adequado dos mais