01 - ELEMENTOS DA GEOLOGIA

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Elementos de Geologia
Mecanismos de formação de minerais, rochas e solos e caracterização e classificação dos tipos de solo.
Prof. Giuseppe Miceli Junior
1. Itens iniciais
Propósito
Reconhecer os elementos de Geologia necessários para a compreensão dos conceitos de Geotecnia utilizados
em Engenharia Civil.
Objetivos
Reconhecer a formação geológica do planeta Terra.
 
Reconhecer os mecanismos de formação e a classificação das rochas e dos solos.
 
Identificar a constituição dos solos.
 
Classificar um solo.
Introdução
Geologia é uma das ciências que se encarrega do estudo da crosta terrestre, do seu mecanismo de formação
e da matéria que a compõe. Estuda ainda as alterações que ocorrem desde o momento em que a Terra foi
formada.
 
O estudo dos problemas e a aplicação dos conceitos geológicos em obras de engenharia é responsabilidade
da Geologia de Engenharia. Assuntos que interessam a essa área envolvem, mas não se limitam a: formação
dos solos, classificação dos solos e das rochas, condições para fundações, estudos de aterros e de cortes em
obras de terra.
 
A importância de estudar as rochas e os solos no âmbito da Engenharia Geotécnica vai além de conhecer
como nosso planeta foi formado e saber como rochas e solos surgiram. Você aprenderá como identificar,
classificar e caracterizar um solo. Isto é, você vai compor uma “carteira de identidade” do solo, de forma a
usar na sua obra as melhores características que ele pode oferecer. Prepare-se para a caminhada que está
diante de nós – você vai conhecer até as origens da Terra!
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1. A formação geológica do planeta Terra
A Terra e sua estrutura
Assista ao vídeo sobre a estrutura e formação do planeta.
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Teorias geológicas apontam que a Terra se formou há 4,5 bilhões de anos pelo resfriamento de um imenso
esferoide em estado de fusão, composto de gases e resíduos cósmicos.
 
A Terra não é um corpo rígido e estático. Trata-se de um planeta em constante modificação, tanto
internamente em sua estrutura, como na superfície, onde há rochas já formadas e reformadas a todo
momento pelos processos geológicos.
 
A estrutura interna da Terra é composta de três camadas de constituição físico-química bastante distintas:
Crosta superior ou litosfera
É a parte externa da Terra, com espessura avaliada em cerca de 30 a 50km. A litosfera é onde os
fenômenos geológicos relacionados à dinâmica interna terrestre se desenvolvem, por exemplo,
movimentos tectônicos e vulcânicos. Compõe-se de rochas que são definidas como agregados
naturais formados por um, dois ou mais minerais. Nas regiões continentais, a litosfera é formada de
duas zonas:
Superior: predominam as rochas ricas em silício e alumínio, denominada, por isso, Sial.
Inferior: supõe-se haver predominância de silicatos de magnésio e ferro, daí o nome de Sima.
Manto
Camada formada pelo magma, mistura heterogênea e complexa de substâncias minerais no estado
de fusão, contendo ainda gases de diversas naturezas e substâncias voláteis que escapam sob a
forma de vapores. O resfriamento e endurecimento do magma inicia um ciclo de formação, destruição
e transformação das rochas, pela ação de diversos agentes. Entretanto, sob condições especiais de
profundidade, temperatura e pressão, qualquer tipo de rocha pode voltar a um estado de fusão,
fechando o ciclo.
Núcleo
É a camada mais interna, constituída de níquel e ferro (Nife), principalmente. Está relacionado com o
magnetismo da Terra e possui temperaturas muito elevadas em comparação com as camadas
superiores.
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Camadas da Terra.
A Terra e sua atmosfera
A atmosfera é uma camada fina de gases e partículas variadas em suspensão que envolve a Terra. Ela é
essencial para a vida e o funcionamento ordenado dos processos físico-biológicos da Terra. Dessa forma,
essa atmosfera é parte principal dos processos físico-químicos que ocorrem na formação da estrutura do
planeta.
 
Como podemos ver no gráfico a seguir, 99% de sua massa está inserida em uma faixa ínfima de 0,25% do
diâmetro da Terra, ou 32km. Ela é composta principalmente de nitrogênio e oxigênio.
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A atmosfera é dividida em cinco camadas. Três apresentam altas temperaturas e são separadas por duas
camadas com temperaturas mais baixas. A cada duas camadas, os contatos entre elas são chamados de
pausas.
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Conheça mais sobre cada uma das cinco camadas.
Exosfera
É composta de hidrogênio e hélio, mas as moléculas ali são muito esparsas. A termosfera e a exosfera
compõem a ionosfera, que influencia a propagação das ondas de rádio sobre a Terra e é responsável
pelo belo espetáculo das auroras boreais.
Termosfera
A temperatura volta a aumentar com a altitude, atingindo, em média, 1.500°C. O limite superior da
termosfera marca o início do espaço exterior, chamando-se termopausa.
Mesosfera
A temperatura passa a diminuir acentuadamente nessa camada. É nela que os meteoroides entram
em combustão, queimando e formando as chamadas estrelas cadentes. Seu limite superior é a
mesopausa.
Estratosfera
Acima da troposfera está a estratosfera, caracterizada pela circulação horizontal do ar e por uma
temperatura que aumenta conforme a altitude. Essa camada também é importante porque nela se
encontra a camada de ozônio. O limite superior dessa camada se chama de estratopausa.
Troposfera
É a camada atmosférica mais próxima de nós, estendendo-se da superfície da Terra até a base da
próxima camada, com 8 a 14km de espessura. Responde por cerca de 80% do peso total da
atmosfera. É a única camada em que os seres vivos conseguem respirar. Nela, ocorrem os fenômenos
meteorológicos que influenciam o clima e o ambiente em que vivemos. O limite entre a troposfera e a
estratosfera é a tropopausa.
Saiba mais
A importância da camada de ozônio, também chamada de ozonosfera, deve-se ao fato de que é uma
barreira que protege a humanidade das radiações ultravioletas procedentes do Sol. Ela fica na
estratosfera, no intervalo entre 15 a 35km de altitude, embora a espessura varie geograficamente. 
Minerais
Quando falamos das camadas da Terra, as rochas que formam nosso planeta são geralmente compostas por
dois ou mais minerais. Mas você já pensou sobre o que é um mineral? A definição mais aceita de mineral é a
de um corpo inorgânico, com composição química definida, homogêneo, e que pode ser encontrado na
natureza.
O mineral é uma substância de ocorrência natural, com estrutura caracterizada pelo arranjo
particular e regular dos átomos e íons, com composição química que proporciona propriedades
físicas fixas ou variáveis dentro de determinada faixa.
Com raras exceções, os minerais possuem estado cristalino, ou seja, suas moléculas e seus átomos são
dispostos sistematicamente e organizados tridimensionalmente em agrupamentos geométricos, que, às
vezes, manifestam-se exteriormente constituindo sólidos geométricos.
Saiba mais
Elementos físicos iguais podem se organizar em estruturas cristalinas diferentes, originando minerais
diferentes. 
Os minerais podem ser divididos em minerais primários e minerais secundários:
Minerais primários
Formam-se com a rocha, especialmente as
ígneas e metamórficas, e seus processos de
formação serão mais bem explicados à frente.
Minerais secundários
São resultantes do intemperismo ou processos
de cimentação e sedimentação e ocorrem nos
solos e rochas sedimentares.
Principais propriedades dos minerais
São elas:
 
Forma
 
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Clivagem
 
Dureza
 
Tenacidade
 
Entenda cada uma delas a seguir. 
Forma
Tem a ver com o sólido geométrico definido pelas faces naturais do corpo mineral. Estas faces guardam entre
si ângulos bem definidos.
 
Veja, por exemplo, a diferença entre a estrutura cristalina do grafite (à esquerda) e a do diamante(à direita), e
repare na diferença dos ângulos e das faces definidas.
Estruturas do grafite e do diamante.
Clivagem
Propriedade que um mineral apresenta ao se dividir segundo planos paralelos. É uma direção natural de
fraqueza segundo a qual o mineral tende a quebrar. Quando o mineral quebra em uma direção diferente
daquela de clivagem, a superfície criada é chamada de fratura.
Dureza
Resistência que o mineral oferece ao ser riscado. Considera-se um material mais duro aquele que, em contato
com outro, risca-o ou corta-o. Mohs estabeleceu uma escala comparativa de minerais, com durezas
classificadas em ordem crescente.
 
Escala de dureza de Mohs:
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abaixo.
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Tenacidade
Refere-se à resistência dos minerais a esforços. Segundo ela, o mineral pode ser maleável, flexível, elástico,
frágil etc.
Principais minerais existentes na natureza
São eles:
Quartzo
O quartzo (SiO2) está presente em muitos minerais. Ele é transparente e é incolor, mostrando
aparentemente a cor de outros minerais. Podemos encontrá-lo, por exemplo, na areia, na ametista e
na ágata. 
Feldspatos
Possui dois grupos principais: o ortoclásio e o plagioclásio. Podem ter cor clara, rosa, branca ou cinza,
e formam rochas como granito, mármore e gnaisse.
Filossilicatos
Os principais são as micas, as cloritas, os argilominerais e o talco. As micas são importantes na
formação do granito e do gnaisse, e são facilmente reconhecíveis pelo seu brilho intenso e por
permitir ser separada em folhas. Nas rochas, geralmente, aparecem como placas brilhantes.
Calcitas e dolomitas
A calcita é um carbonato de cálcio (CaCO3), de cores claras, como branca e rosa, ou incolor. A
dolomita é um carbonato de cálcio e magnésio, com a mesma aparência que a calcita. Ambos os
materiais são formadores do calcário e podem fazer parte da produção das cais calcíticas e
dolomíticas.
Rochas
Rocha é um agregado natural formado por um, dois ou mais minerais, ou ainda matéria orgânica, fazendo
parte da crosta terrestre. A agregação dos minerais em sua formação obedece a leis físico-químicas definidas
e presentes em processos formativos que serão apresentados em breve. 
 
O critério usado para a classificação das rochas é sua origem ou seu modo de formação, que pode ocorrer por
resfriamento do magma, consolidação de depósitos sedimentares, metamorfismo ou uma combinação de dois
ou três desses mecanismos. 
 
Observe o diagrama a seguir, e conheça também outros mecanismos de formação.
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Magmatismo
Magma é uma mistura complexa, em estado de fusão, com predominância de silicatos, e contendo algumas
substâncias voláteis, podendo ainda ser considerado rocha fundida. O resfriamento e a consolidação do
magma resultam em uma rocha chamada ígnea, magmática ou eruptiva. 
 
Se esse resfriamento ocorrer dentro da crosta, tem-se o fenômeno de intrusão magmática, formando as
rochas magmáticas intrusivas, das quais os principais exemplos são: granitos, sienitos, dioritos e gabros.
 
No fenômeno chamado vulcanismo, o magma chega até a superfície, e, uma vez em contato com a atmosfera,
perde materiais voláteis e passa a se chamar lava. Do resfriamento da lava, resultam rochas como basaltos e
vidros vulcânicos.
Consolidação de depósitos sedimentares
Qualquer rocha pode ser destruída pela ação do intemperismo e fornecer material para a formação de outras
rochas. A rocha intemperizada forma o saprólito, e sobre este se desenvolve o solo. 
 
Em alguns casos, o solo se transforma em um material duro como a laterita ou a bauxita, consideradas rochas
residuais. O solo, em sentido amplo, pode sofrer a erosão. Esse material pode ser transportado e depositado,
dando origem às sedimentares detríticas.
A acumulação de matéria orgânica dá origem a turfeiras. Esses depósitos detríticos, precipitados químicos ou
turfeiras, por meio da diagênese, transformam-se em rochas sedimentares.
Diagênese
É todo processo de transformação de um material solto, como areia, cascalho e lama, que é o sedimento,
em rocha sedimentar.
Metamorfismo
Qualquer tipo de rocha formado em superfície ou em subsuperfície pode ser soterrada por novas camadas
mais recentes. Em profundidade, essa rocha vai sofrer ações de agentes de metamorfismo, como calor,
pressões tectônicas e reações químicas. A ação desses agentes irá transformar a rocha.
 
As transformações verificam-se principalmente na mudança de estrutura e textura, formação de novos
minerais ou recristalização dos já existentes.
Formação das estruturas geológicas
A crosta terrestre é formada por uma superposição de corpos rochosos de diversos tamanhos e formas,
desenhando as estruturas que revelam a história geológica das forças que ali atuaram. 
 
Geralmente, depósitos de sedimentos formam corpos tabulares depositados em camadas horizontais, mas
pelo próprio processo de deposição dos sedimentos, essas camadas podem ter estratificação inclinada. 
 
As rochas oriundas do magmatismo se derramam em camadas, principalmente no vulcanismo de fissura; em
línguas que se estendem segundo a inclinação do terreno; ou em cone vulcânico, sobretudo no vulcanismo de
erupção central. Quando esses estratos se encontram inclinados, geralmente é por uma modificação de sua
posição original por dobramentos ou relacionados a fraturas.
 
As rochas oriundas do metamorfismo trazem estruturas herdadas da rocha original, de origem sedimentar ou
vulcânica, provenientes das tensões aplicadas durante o metamorfismo. Por isso, há bastante variedade em
como essas estruturas são consolidadas e desenvolvidas ao longo do tempo.
 
Ainda com todos esses mecanismos, podem surgir variações de como essas estruturas são formadas. Vamos
estudar, então, algumas delas:
Dobras
As dobras são ondulações, convexidades ou concavidades que aparecem em rochas originalmente
planas. Desenvolvem-se, sobretudo, em rochas sedimentares e metamórficas. 
As causas dos dobramentos podem ser tensões tectônicas (movimentos da crosta) ou atectônicas,
como compactação diferencial e intrusão ígnea. A amplitude de uma dobra pode ser micrométrica ou
até de centenas de quilômetros.
Falhas
Falhas são fraturas em que ocorre um deslocamento perceptível das partes ao longo do plano de
fratura. A amplitude desse deslocamento pode ser de milímetros até muitas centenas de metros. As
falhas podem ser formadas graças a esforços tectônicos ou atectônicos.
Diaclase
Diaclase, também chamada de junta ou fratura, é o plano que separa ou tende a separar em duas
partes um bloco de rocha primitivamente uno, ao longo do qual não houve deslocamento das partes
separadas. As causas das diaclases ou juntas são:
Resfriamento de rochas magmáticas, principalmente vulcânicas.
Secagem de sedimentos argilosos.
Tensões tectônicas de compressão ou cisalhamento.
Alívio de tensões de compressão por erosão das camadas adjacentes.
Variação de temperatura do maciço (intemperismo físico, desplacamentos). 
As diaclases representam um enfraquecimento do maciço; quanto mais fraturado se apresenta o
maciço, mais fraco ele é. Desse modo, elas podem funcionar como canais de percolação de água.
Na descrição das juntas, ainda é importante salientar se são abertas ou fechadas, com preenchimento ou sem
preenchimento. Esse preenchimento pode ocorrer por material argiloso ou por um material cimentante, como
calcita ou óxido de manganês. No primeiro caso, o maciço perde em estabilidade, pois o material argiloso
diminui o atrito entre os blocos de rocha. Frequentemente, forma-se uma película de alteração na superfície
do bloco de rocha que poderá ter um efeito semelhante ao de preenchimento por argila provinda de
horizontes superiores.
Verificando o aprendizado
Questão 1
As causas das fraturas ou diaclases podem estar relacionadas:
A
Ao resfriamento de rochas magmáticas, principalmente vulcânicas.
B
Ao aquecimento de rochas vulcânicas.
C
Ao depósitode sedimentos argilosos.
D
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• 
• 
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À variação de temperatura atmosférica.
E
Às pressões geradas pelo acúmulo de água.
A alternativa A está correta.
O resfriamento de rochas magmáticas cria diferentes tensões internas no material, podendo causar
fraturas, principalmente nas rochas vulcânicas.
Questão 2
De acordo com a escala de dureza de Mohs, o mineral mais duro é:
A
Dolomita
B
Fluorita
C
Calcita
D
Coríndon
E
Talco
A alternativa D está correta.
Dos minerais citados, o mineral mais duro é o coríndon, de grau 9 de dureza de Mohs, que tem grau maior
que os outros.
2. Os mecanismos de formação e a classificação das rochas e dos solos
Tipos de rochas
Assista ao vídeo e conheça a classificação das rochas e dos solos.
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Rochas magmáticas ou ígneas
São formadas pelo resfriamento e endurecimento do magma; com origem nas regiões profundas da crosta
terrestre, o magma pode se movimentar por energia própria ou por forças tectônicas no interior da Terra e,
para atingir a superfície, ele pode transbordar da cratera de vulcões ou de fendas, sendo lançado até longas
distâncias. 
 
Uma rocha magmática expressa as condições geológicas em que se formou por meio de sua textura, isto é,
pelo tamanho e pela disposição dos minerais que a constituem.
 
Existem dois tipos de rochas magmáticas:
Rochas extrusivas
Têm origem no resfriamento rápido do magma,
formando, por exemplo, basaltos. Os
componentes minerais solidificam-se em
pequenos cristais.
Rochas intrusivas
São resfriadas e cristalizadas no interior da
crosta terrestre, formando rochas como granito,
sienito e gabro. Os componentes são bem mais
granulares, solidificando-se em cristais de
granulação de milímetros ou até mesmo
centímetros.
Rochas sedimentares
Após a exposição ao ar, à água ou a outros elementos químicos, as rochas superficiais são reduzidas a
fragmentos de rocha menores, podendo ser carregados por agentes transportadores. Por exemplo, o vento, o
gelo e, mais comumente, a água. 
 
Posteriormente, esse material será depositado em uma bacia de sedimentação do globo terrestre, como as
regiões mais baixas do continente, os fundos dos mares e estuários de rios, por exemplo, e assim passam a
constituir um sedimento estruturado em camadas ou leitos, denominados estratos. 
 
As rochas sedimentares resultam então da compactação e consolidação desses sedimentos sob elevadas
pressões ou de sua cimentação por minerais. Localizam-se na superfície da crosta terrestre, da qual
representam uma pequena espessura. Por outro lado, elas cobrem uma grande parte da superfície da terra,
encontrando-se a maioria em meios aquosos de águas doces, salgadas e salobras. 
 
São exemplos de rochas sedimentares: folhelhos, argilitos, arenitos, siltitos e calcários.
Folhelhos, argilitos, arenitos e siltitos
Esses tipos que se enquadram na categoria de rochas sedimentares originadas de fragmentos de rochas
preexistentes.
Argilito Arenito
Siltito
Calcários
Podem ser de origem orgânica e química. Os calcários de origem orgânica resultam da acumulação de restos
de conchas, corais etc. Os de origem química, da precipitação do carbonato de cálcio. Deve-se destacar a
utilização dessa rocha na produção de cimento, pedra de construção, cal, além da produção de barrilha.
Calcário.
Rochas metamórficas
São formadas de outros tipos de rocha, ígneas ou sedimentares, pela ação da temperatura e pressão,
associadas à atividade química das soluções aquosas e gases que circulam nos vazios das rochas. 
 
As transformações minerais que ocorrem nesses processos de metamorfismo dependem, entre outras razões,
da composição da rocha original, da sua natureza, do seu tipo e, finalmente, do seu grau do metamorfismo. 
 
Sob essas novas condições, haverá mudanças na estrutura cristalina ou, por causa da combinação química
entre dois ou mais minerais, a formação de um novo mineral. 
 
A maioria das rochas metamórficas encontradas na natureza tem a mesma composição químico-mineralógica
das rochas magmáticas. A água, geralmente dissociada, é o agente de metamorfismo mais comum, nestes
processos formativos.
 
As principais rochas metamórficas são as seguintes:
Filitos e xistos
Resultam do metamorfismo de argilas ou de
siltes. Constituídos, na maioria, por cristais de
mica.
Quartzito
Derivada do metamorfismo do arenito; o
quartzo é seu constituinte principal.
Mármore
Provém do metamorfismo do calcário.
Gnaisse
Rocha com uma composição mineralógica
idêntica à do granito, ou seja, contém minerais
como feldspato, quartzo e mica.
Da rocha ao solo: o intemperismo
Intemperismo é o termo usado para descrever o processo de decomposição por agentes atmosféricos e
biológicos, por formas variadas de ação. 
 
Pode-se agrupar os mecanismos de ataque às rochas em dois grandes grupos: intemperismo mecânico ou
físico e intemperismo químico.
Intemperismo mecânico ou físico
Ocorre quando a rocha é reduzida a pedaços menores, por meio de fragmentação e desintegração da rocha,
sem qualquer alteração química dos materiais. Pode ser causado por qualquer um dos fatores a seguir, agindo
por um longo período temporal.
Variação da temperatura
A diferença do coeficiente de dilatação dos diferentes minerais constituintes em uma rocha ocasiona
ciclos intermitentes de aquecimento diurno seguido de resfriamento noturno, causando uma fadiga
térmica desses minerais, o que faz com que eles sejam desagregados e reduzidos a pequenos
fragmentos.
Cristalização de sais
Em climas áridos e semiáridos a precipitação pluviométrica é insuficiente; a pouca água que penetra
no terreno não é suficiente para remover os sais dissolvidos. Eles são trazidos à superfície pela água
em sua ascensão capilar e se precipitam quando a água se evapora. A repetição contínua deste
fenômeno de ascensão capilar, cristalização e expansão do solo faz com que as rochas se
desagreguem lentamente.
Congelamento
O congelamento da água no interior em fraturas, fendas ou diaclases de rochas provocará um
aumento de seu volume. A repetição contínua de congelamento e descongelamento alarga as fendas,
fazendo com que a rocha se desagregue, formando lascas ou blocos de tamanhos variados.
Agentes físico-biológicos
A pressão de crescimento das raízes vegetais e as atividades de vários animais como minhocas,
formigas e cupins podem provocar a desagregação de uma rocha, desde que ela possua fendas por
onde penetrem as raízes e a resistência oferecida pela rocha não seja muito grande.
Intemperismo químico
Caracteriza-se pela ação de agentes químicos que atacam a rocha, modificando sua constituição mineralógica
ou química. O principal agente é a água pluvial, que penetra nos poros e descontinuidades e reage
quimicamente com as rochas. 
 
A água da chuva contém dissolvidos os gases do ar mais importantes para o intemperismo químico: oxigênio e
o gás carbônico. Desse modo, ao infiltrar-se no solo, a água dissolve e carrega substâncias orgânicas e
inorgânicas, muitas vezes de caráter ácido. 
 
As reações de decomposição são as seguintes:
Oxidação
É um dos primeiros fenômenos a ocorrer na decomposição das camadas superficiais do subsolo, pela
ação oxidante do oxigênio e gás carbônico dissolvidos na água.
Hidrólise e hidratação
Pela hidratação, a água é incorporada, passando a fazer parte da estrutura cristalina do mineral; e,
pela hidrólise, ocorre a decomposição pela água com a formação de novas substâncias.
Decomposição pelo ácido carbônico
Trata-se talvez do agente mais importante no intemperismo químico. A água pluviométrica dissolve o
CO2 da atmosfera e uma parte dele se combina com a água para dar ácido carbônico.
Decomposição químico-biológica
Os primeiros atacantes de uma rocha exposta às intempéries são bactérias e fungos microscópicos.
Todos esses organismos segregam gás carbônico, nitratos e outras substâncias orgânicas, que se
incorporam às soluções aquosas que atravessam o solo, atingindo as rochas inferiores.Solos
Formação
Solo é o produto do intemperismo das rochas; e sua natureza depende principalmente da rocha, do clima, da
cobertura vegetal, da topografia e do tempo de duração do processo de intemperização.
 
Se levantamos os produtos da alteração e de intemperização das rochas, aqueles mais usualmente obtidos
são os seguintes:
Intemperismo do granito
O granito é formado por quartzo, mica e feldspato. A partir de sua afloração na crosta terrestre, sofre
contínuos ciclos de alternância de calor e chuva. Quando fraturado, sofre o ataque químico da água e
do gás carbônico. Os solos gerados são, possivelmente, areias (no caso do quartzo intemperizado) ou
argilas (no caso da mica e do feldspato).
Intemperismo do basalto
Como os basaltos não possuem quartzo, não formam areias. O ataque químico é realizado pelas
águas aciduladas sobre os feldspatos.
Intemperismo do arenito
Dá origem a solos essencialmente arenosos, pois não existem feldspatos e micas em sua composição.
Classificação genética dos solos
Os produtos do intemperismo permanecem, diretamente, sobre a rocha da qual derivaram e, por isso, são
denominados solos residuais. Os solos que continuam sofrendo erosão por ação das águas, do vento e da
gravidade e que são formados depois do transporte e da deposição chamam-se solos transportados.
Solos residuais
Os solos residuais são subdivididos, conforme a zona de intensidade de intemperismo, em horizontes que se
organizam da superfície para o fundo, com uma transição gradativa entre eles.
Solo residual maduro
O solo residual é aquele que perdeu toda a
estrutura original da rocha-matriz e tornou-se
relativamente homogêneo.
Saprólito
Mantém a estrutura original da rocha-matriz,
mas perdeu totalmente sua consistência. Os
materiais formadores da rocha-matriz estão
praticamente todos alterados.
Blocos em material alterado
A transformação de rochas primárias em solos
progrediu ao longo de fraturas ou zonas de
menor resistência, deixando relativamente
intactos blocos da rocha original, envolvidos
por solo de alteração de rocha. Esses blocos
alterados ainda se comportam como rocha,
chamada de rocha alterada.
Atenção
A formação de matacões é um caso especial de resistência de blocos de rocha ao avanço da
intemperização. Ocorre geralmente em rochas maciças, pouco fraturadas. A sua localização é
importante para a engenharia porque indicará dificuldades em escavações e na cravação de estacas,
resistências diferenciadas ou às vezes ilusórias nas fundações de um prédio etc.
Solos transportados
Os solos transportados são oriundos da deposição, em determinado local, de detritos provenientes de outra
área. Classificam-se segundo o agente de transporte nas seguintes classes: coluviões, aluviões, eólicos e
glaciais.
Coluviões
O agente transportador é a ação da gravidade, deslocando solos residuais de níveis mais altos para
os mais baixos de uma encosta.
Aluviões
Incluem depósitos de partículas muito finas (argilas e siltes), areia, pedregulhos e matacões
transportados, essencialmente, pela água em grande quantidade. O agente transportador é a água
fluvial.
Eólicos
O agente transportador é o vento, e seus efeitos diretos podem ser classificados em destrutivos,
transportadores e construtivos. Entretanto, o vento por si só é praticamente incapaz de produzir a
destruição de uma rocha por erosão. Então, os depósitos eólicos se caracterizam pela uniformidade
dos grãos que os constituem. Quando ventos fortes sopram sobre as areias e as carreiam até que
obstáculos diversos, como arbustos e pedras, quebrem sua força, a areia carregada se deposita nas
superfícies, formando morrotes chamados dunas.
Glaciais
São depósitos de materiais erodidos e o agente transportador é o gelo. Uma característica
interessante dos depósitos glaciais é a quase total ausência de alteração química pelo intemperismo
em seus componentes.
Solos orgânicos
Os solos orgânicos podem se formar de três formas:
 
Impregnação de matéria orgânica em sedimentos preexistentes.
 
Transformação carbonífera de materiais de origem vegetal contida em sedimentos.
 
Absorção no solo de carapaças de animais, como moluscos.
Do ponto de vista da Engenharia, os solos orgânicos apresentam características bem indesejáveis.
Por exemplo, destacam-se sua elevada compressibilidade, a baixa resistência e a alta capacidade de
absorção de água.
Você sabia que o primeiro estágio da formação do carvão denomina-se turfa? É formado pela deposição de
detritos vegetais como folhas, caules, troncos e a posterior decomposição dessa matéria orgânica. Como as
turfas se originam em águas estagnadas e pouco arejadas, a decomposição é muito lenta e incompleta,
ficando preservada parte dos vegetais. Forma-se, então, um solo fibroso, essencialmente de carbono, com
baixo peso específico e combustível, quando seco.
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Verificando o aprendizado
Questão 1
São rochas metamórficas:
A
Arenitos e xistos
B
Gnaisses e basaltos
C
Mármores e gnaisses
D
Xistos e basaltos
E
Argilitos e mármores
A alternativa C está correta.
Dentre as opções, a única que representa rochas metamórficas são os mármores e os gnaisses. Basaltos
são rochas ígneas, e arenitos e argilitos são rochas sedimentares.
Questão 2
O depósito de areias e sedimentos no fundo de rios é um exemplo clássico de que fenômeno geológico de
formação de solos?
A
Ação do vento formando depósitos de solos transportados.
B
Atividade vulcânica formando rochas ígneas.
C
Decomposição de rochas metamórficas formando solos argilosos.
D
Decomposição de matacões a partir de rochas alteradas.
E
Ação da água do fundo de rios formando aluviões.
A alternativa E está correta.
A ação da água fluvial transportando as areias e sedimentos e depositando-os no fundo de rios são um
exemplo da origem da formação de aluviões.
3. A constituição dos solos
Constituição dos solos
Ao nos defrontarmos com uma obra de engenharia, é importante estudarmos o solo sobre o qual essa obra
será construída. Saber mais sobre o solo vai fornecer aos engenheiros noções importantes sobre a
complexidade e o tipo de fundação que serão utilizadas, só para citar um exemplo. 
 
As formações de solo constituem-se de um conjunto de grãos – ou partículas sólidas – que podem ou não se
tocar entre si, deixando um espaço vazio entre elas. 
 
Esse espaço pode estar cheio de ar ou outro gás ou parcial ou totalmente preenchido com água. Assim, pode-
se dizer que o solo é um sistema trifásico, formado de materiais nos três estados da matéria – gasoso, líquido
e sólido – como mostrado a seguir, no diagrama de fases do solo.
Diagrama das fases do solo.
 – Volume
 
 – Volume de vazios
 
 – Volume de gás (gasoso)
 
 – Volume de água
 
 – Volume de sólidos
 
 – Massa
 
 – Massa de água
 
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 – Massa de sólidos
 
 – Peso
 
 – Peso da água existente em uma massa de solo
 
 – Peso das partículas sólidas do solo
 
As informações sobre a relação entre essas três fases são importantes, principalmente para os cálculos de
capacidade de carga de fundações, do recalque das construções e da estabilidade de taludes de terra. 
 
Esses índices físicos – índice de vazios, porosidade, grau de saturação, teor de umidade – são definidos a
seguir.
Índice de vazios
Marca a relação entre o volume não ocupado pelas partículas de solo – chamado de volume de vazios – e o
volume de sólidos ocupados pelos grãos. É expresso sempre em forma decimal. Areias naturais possuem
índices de vazios entre 0,5 e 0,8, enquanto as argilas, 0,7 a 1,1.
Em que:
 
 – Índice de vazios
 
 – Volume de vazios
 
– Volume de sólidos
 
 – Volume de gás (gasoso)
Porosidade
Marca a relação entre o volume de vazios, que não é ocupado pelas partículas, e o volume total do solo. É
representada em porcentagem, e está sempre no intervalo entre 0 e 1.
Em que:
 
 – Porosidade do solo
 
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 – Volume de vazios
 
– Volume 
Combinando as duas equações de índice de vazios e de porosidade, pode-se percebera seguinte relação:
Grau de saturação
É a proporção do volume de vazios que contém água com o volume de vazios do solo. É representada em
porcentagem, e está sempre no intervalo entre 0 e 1.
Em que:
 
 - Grau de saturação
 
 - Volume de vazios
 
 - Volume de água
Teor de umidade
Relação, expressa em percentagem, entre o peso da água existente em certa massa de solo e o peso das
partículas sólidas desse solo. O teor de umidade de um solo pode variar de até algumas centenas,
principalmente no caso de algumas argilas orgânicas e marinhas.
em que:
 
 - Teor de umidade do solo
 
 - Peso da água existente em uma massa de solo
 
 - Peso das partículas sólidas do solo
 
A umidade de um solo pode ser ainda determinada em laboratório, pelos métodos a seguir:
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Método em laboratório
Determinação por meio de secagem em estufa.
Esse é o método preciso para a determinação do teor de umidade e, sem dúvida, é o ensaio mais
executado no laboratório. A determinação do teor de umidade é parte integrante de ensaios que
objetivam a determinação de outros parâmetros do solo, tais como os limites de consistência e o
ensaio de compactação. Desse modo, o teor de umidade é dado por:
Em que:
 é o peso da água existente em uma massa de solo
 é o peso das partículas sólidas do solo
Métodos expeditos
A principal aplicação é o controle tecnológico da construção, em campo, da umidade em aterros
compactados, por exemplo. Desse modo, são utilizados métodos expeditos que possibilitam obter a
umidade no campo. O principal desses métodos é o emprego do aparelho Speedy, que, pela ação da
água contida na amostra sobre uma ampola de carbureto de cálcio que é introduzida, possibilita a
obtenção da umidade do solo por meio da pressão do gás produzido dessa reação. 
Atenção
Qualquer outro método expedito deve ser utilizado com cuidado na determinação da umidade do solo.
Por exemplo, o método expedito do álcool, que determina a umidade por meio da adição de álcool etílico
ao solo, só deve ser utilizado com autorização da fiscalização da obra. 
Densidade real de grãos do solo
Representa a relação entre a massa de dado volume do solo e a massa de igual volume de água. Geralmente,
os engenheiros geotécnicos necessitam da densidade das partículas sólidas, isto é, da densidade real dos
grãos de solo , que é dada pela seguinte expressão:
Em que:
 
 é a Densidade real dos grãos do solo
 
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 é a Massa de sólidos
 
 - Volume de sólidos
 
 é a Massa específica da água, igual a 
 
0 valor de ( ) varia em um intervalo muito curto, em função da constituição mineralógica dos grãos. Por
exemplo:
Areias
Apresentam densidade real dos grãos 
 .
Solos argilosos
Apresentam esse valor variando entre 2,65 e
2,80.
Solos altamente orgânicos
Têm os valores entre 2,45 a 2,50.
Para critérios práticos, na falta de um valor, arbitra-se 2,65 ou 2,70 para a densidade real dos grãos.
 
Pode-se correlacionar o índice de vazios e o teor de umidade por meio da relação:
Em que:
 
 é o grau de saturação
 
 é o índice de vazios
 
 é a umidade do solo
 
 é a densidade real dos grãos
Determinação da curva granulométrica
Um solo compõe-se de partículas de variadas formas, tamanhos, formações geológicas e quantidades. A
análise granulométrica tem como objetivo dividir essas partículas pelas suas dimensões, determinando suas
proporções relativas ao peso total da amostra.
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Essa divisão considera sempre uma padronização com base em categorias. A seguir, você vai conhecer as
categorias adotadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT):
Pedregulho
Com partículas de diâmetro entre 2mm e
60mm.
Areia
Com partículas de diâmetro entre 0,06mm e
2mm, podendo se dividir em areia fina, areia
média e areia grossa.
Silte
Com partículas de diâmetro entre 0,002mm e
0,06mm.
Argila
Com partículas de diâmetro menores que
0,002mm.
Desse modo, é fácil perceber que os solos naturais são uma mistura de partículas que não se enquadram
apenas em um intervalo ou fração de solo. Então, para representar essa distribuição de grãos pelas várias
categorias, recorre-se a uma distribuição percentual acumulada. 
 
Para se traçar essa curva granulométrica, marca-se a percentagem de material com dimensões menores do
que determinada dimensão, versus essa dimensão de partícula, em uma escala logarítmica. Assim, pode-se
obter informações sobre as características granulométricas do solo de acordo com a posição da curva na
escala.
Para que fazer uma análise granulométrica?
Na prática da Engenharia Geotécnica, os resultados das análises granulométricas dos solos são importantes
na solução de várias situações:
Seleção de material para aterro
Os solos empregados na construção de aterros e barragens de terra devem estar dentro de
determinados limites, definidos pelas curvas de distribuição granulométrica.
Materiais para pavimentos rodoviários
Cada camada de um pavimento rodoviário ou de aeroportos deve atender a uma granulometria
especificada para que se obtenha uma fundação mecanicamente estável.
Materiais para filtros
As especificações para a granulometria de uma camada de filtro estão relacionadas, de certo modo, à
composição do terreno adjacente ou da próxima camada de filtro. Essas especificações, conhecidas
como critérios para filtros, evitam que as pequenas partículas, carregadas pelas forças de percolação,
ocupem os vazios entre as partículas maiores.
Drenagem do terreno
As características de drenagem de um terreno dependem da proporção de finos (partículas com
dimensões de siltes e argilas) presente no solo.
Processos de análise granulométrica
Existem dois processos distintos para a obtenção da distribuição granulométrica dos solos: análise
granulométrica por peneiramento e análise granulométrica por sedimentação.
Análise granulométrica por peneiramento
A análise por peneiramento é aplicada a solos contendo pequena quantidade de material, passando na
peneira nº 200, desde que não haja interesse em conhecer a distribuição granulométrica da porção da
amostra que passa naquela peneira. O processo consiste em passar a amostra através de um conjunto de
peneiras, empilhadas em ordem decrescente da abertura da malha, e pesar o material retido em cada peneira.
Análise granulométrica por sedimentação
A análise granulométrica por sedimentação tem como objetivo definir a curva granulométrica dos solos que
são muito finos para serem ensaiados por peneiramento. Nessa análise, as partículas são separadas por seus
diâmetros, usando o processo físico da sedimentação. Os diâmetros dos grãos menores do que a peneira no
200, siltes e argilas são calculados pelas distâncias de queda das partículas, e a percentagem dos mais finos
é determinada medindo-se o peso específico da suspensão solo-água.
Índices de consistência dos solos
O termo consistência é usado para descrever o grau de ligação entre as partículas das substâncias. Aplicado
aos solos coesivos ou finos, a consistência está ligada à quantidade de água existente, ou seja, ao seu teor de
umidade.
 
Do mesmo modo, diferentes tipos de solo apresentam comportamentos diferentes que dependem da sua
constituição mineralógica, do tamanho dos grãos e da superfície específica.
Estado líquido
Uma argila amolece quando se acrescenta água
a ela. Se a quantidade for excedente, forma-se
uma lama que se comporta como um líquido
viscoso; diz-se, então, que a argila está no
estado líquido.
Estado plástico
Se a água for gradualmente reduzida, em um
processo controlado de secagem, a argila pode
ser facilmente moldada sem variação de
volume, mantendo sua nova forma sem trincar;
este é o estado plástico.
Estado semissólido
Seguindo a perda de água, a argila sofre uma
diminuição em seu volume e aumenta sua
rigidez até tornar-se quebradiça; este é o
estado semissólido.
Estado sólido
Avançando ainda mais a secagem, a argila
continua a se contrair, mas não ocorrerá
diminuição de volume, pois o ar começa a
entrar nos poros da argila,endurecendo-o; este
é o estado sólido.
As transições de um estado para o seguinte não se fazem
de forma abrupta, mas gradualmente. Para caracterizá-las,
foi necessária a criação de procedimentos empíricos, pelos
quais se determinam teores de umidade que representam
os limites de consistência.
 
Na prática corrente da Engenharia Geotécnica, eles se referem a três limites que devem ser comparados ao
teor de umidade de um solo: ao limite de liquidez (LL), limite de plasticidade (LP) e limite de contração (LC),
conforme ilustrado na imagem a seguir:
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Acesse a versão digital para ver mais detalhes da imagem
abaixo.
Limite de liquidez (LL)
É o teor de umidade na qual se unem, em um centímetro de comprimento, os bordos inferiores de uma
canelura, aberta por um cinzel padronizado, em uma massa de solo colocada em um aparelho chamado
aparelho de Casagrande (na imagem a seguir), sob o impacto de 25 golpes desse aparelho. O limite de
liquidez marca, enfim, a transição do estado líquido para o estado plástico. Quando o LL não puder ser
encontrado, diz-se que o solo é NL (não líquido).
Limite de plasticidade (LP)
É o teor de umidade no qual o solo começa a quebrar em pequenas peças, submetido em condições
específicas de ensaio. O limite de plasticidade é, assim, o menor teor de umidade em que o solo se comporta
de forma plástica, definindo, portanto, a transição entre o estado plástico e o semissólido. Quando o LP não
puder ser encontrado, diz-se que o solo é NP (não plástico).
Limite de contração (LC)
É o teor de umidade a partir do qual qualquer perda de umidade não provocará uma diminuição de volume.
Marca a transição entre o estado semissólido e o estado sólido.
Define-se como índice de plasticidade (IP) a diferença entre o limite de liquidez (LL) e o limite de
plasticidade (LP). Quanto maior o IP de um solo, mais plástica essa argila será.
Identificação tátil-visual
A identificação tátil-visual é feita por meio do manuseio do solo. Passa também pela avaliação da consistência
dos solos.
 
A consistência de solos pode variar em função da textura, da mineralogia e da presença de matéria orgânica e
pode ser observada em campo em três condições diferentes de umidade:
Consistência seca
Grau de resistência à quebra do torrão de solo.
Ela é classificada como solta, macia,
ligeiramente dura, dura, muito dura e
extremamente dura.
Consistência úmida
Grau de esfarelamento do torrão de solo úmido.
Ela é classificada como solta, muito friável,
friável, firme, muito firme, extremamente firme.
Consistência molhada
Avalia-se o grau de plasticidade e de
pegajosidade do solo saturado. A plasticidade
está relacionada com a capacidade do solo de
ser moldado, considerando-o como três tipos:
não plástico, ligeiramente plástico e muito
plástico. A pegajosidade tem a ver com a
capacidade dessa aderência, qualificando-a em
três tipos: não pegajoso, ligeiramente pegajoso
e muito pegajoso.
Conheça algumas regras práticas sobre a identificação de um solo pelo tato, por meio de características como
textura, resistência, impregnação e consistência.
 
Argilas secas são geralmente resistentes à pressão dos dedos. Siltes, ao contrário, são menos
resistentes e tendem a se pulverizar.
 
Nunca tente fazer torrões de uma areia. Você não conseguirá.
 
Molhe o solo. Solos plásticos vão permitir que você molde bolinhas ou cilindros neles. Mesmo úmidas,
areias nunca serão moldáveis.
 
Esfregue o solo entre os dedos. Você vai conseguir facilmente sentir aspereza, em virtude dos grãos
de silicatos presentes na areia.
 
Se você esfregar um silte na palma de sua mão, sentirá algo como se esfregasse talco, algo sedoso e
não pegajoso.
 
Se você esfregar uma argila na palma da mão, ao contrário, sentirá algo não sedoso, plástico e bem
pegajoso. Você sentirá os grãos finos se impregnando em sua mão, e mesmo após lavagem, eles não
saem com facilidade.
 
Pressione suas mãos na superfície do solo. Em solos argilosos, o impacto das mãos não provoca o
aparecimento de água. Em siltes, a água surge de forma lenta da superfície. Aperte o solo com os
dedos polegar e indicador, você perceberá a água refluindo para o interior da pasta. Em areias, a água
aparece rapidamente na superfície, para desaparecer em seguida.
Exercícios sobre índices físicos e de consistência de solos
Assista ao vídeo a seguir.
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Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Vamos fazer uns exercícios agora para fixar os conhecimentos adquiridos.
Questão 1
(Adaptado de LIMA, 2001, p. 23) Moldou-se um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso, com altura 
 e diâmetro , determinando-se sua massa . Após secagem em estufa, a
massa passou a pesar . Sabendo-se que a densidade dos grãos sólidos é , determinar:
 
Teor de umidade;
 
Índice de vazios;
 
Porosidade;
 
Grau de saturação.
Chave de resposta
Primeiro, vamos consolidar alguns dados:
A massa do corpo de prova úmido é de 448,25g e a massa do corpo de prova seco é de 418,32g. Se
considerarmos o diâmetro de 5cm e a altura de 10cm, veremos que o volume do corpo de prova é de
196,25cm3.
Vamos, agora, decompor o solo no diagrama de fases.
Massa de água: 
Volume de água:
Volume ocupado pelos sólidos :
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Volume de vazios:
Assim, temos:
Umidade dada pela massa de água dividida pela massa do corpo de prova seco:
Índice de vazios, dado pelo volume de vazios dividido pelo volume ocupado pelos sólidos:
Porosidade, dada pelo volume de vazios dividido pelo volume do corpo de prova total:
Grau de saturação, dado pelo volume de água dividido pelo volume de vazios:
Questão 2
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Um solo argiloso possui e . Calcule o indice de plasticidade do solo.
Chave de resposta
O índice de plasticidade, conforme estudamos, é dado pela subtração do limite de liquidez pelo limite de
plasticidade. Assim:
Verificando o aprendizado
Questão 1
Um solo siltoso possui e . A umidade com que esse solo passa do estado líquido para
o estado plástico é:
A
3%
B
5%
C
10%
D
15%
E
20%
A alternativa E está correta.
O limite de liquidez é o limite em que o solo passa do estado líquido para o estado plástico. O limite de
plasticidade é o limite em que o solo passa do estado plástico para o estado semissólido. Desse modo,
essa umidade corresponde ao limite de liquidez desse solo.
Questão 2
Se um solo possui teor de umidade de e índice de vazios 0,6, isso significa que seu grau de
saturação é:
A
50%
B
75%
C
100%
D
67,5%
E
82,5%
A alternativa D está correta.
Pode-se correlacionar o índice de vazios e o teor de umidade por meio da relação , em que: 
é o grau de saturação; e, o índice de vazios; é a umidade do solo; e é a densidade real dos grãos.
Então: e, o que leva a: , o que corresponde a .
4. Classificação de solo
Sistemas de classificação de solos
A importância de se classificar um solo, em Mecânica dos Solos, está no fato de que muitos cálculos de
engenharia envolvendo solos são baseados nas propriedades específicas de sua classificação. Então, apesar
das vantagens e desvantagens a que cada classificação está sujeita, elas se apresentam como um meio
indispensável para a identificação dos solos.
 
Neste módulo, você aprenderá três formas diferentes de classificar um solo. Verá, também, como classificá-lo
de acordo com certas características de resistência, muito importantes no cálculo de fundações. Vamos às
três classificações, então:
 
O Sistema Unificado de Classificação de Solos – SUCS (Unified Soil Classification – USC).
 
O Sistema de Classificação Rodoviária do TRB (Transportation Research Board).
 
A Classificação MCT (Miniatura Compactado Tropical), voltada a solos tropicais brasileiros,
desenvolvida por Nogami e ViIlibor (1995).
Sistema unificado de classificação de solos
O SUCS identifica os solos de acordo com a sua plasticidade e sua textura, agrupando-os de acordo com seu
comportamento. 
 
Consideram-se as seguintes características dos solos:
 
Porcentagensde pedregulhos, areia, siltes e argilas (fração de solo que passa na peneira no 200,
fração de silte e fração de argila);
 
Forma da curva granulométrica, determinada por coeficientes específicos;
 
Características de plasticidade e compressibilidade, determinadas pelo índice de plasticidade. 
 
Nesse sistema, as iniciais adotadas nos símbolos têm as seguintes significações:
Letra Significado Tradução Letra Significado Tradução
G Gravel
Cascalho ou
Pedregulho
M
Mo (Palavra sueca que
significa limo, material
intermediário entre
silte e areia.)
Limo
S Sand Areia O Organic Orgânico
C Clay Argila L Low compressibility
Baixa
compressibilidade
W
Well
graded
Bem
graduado
H High compressibility
Elevada
compressibilidade
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Letra Significado Tradução Letra Significado Tradução
P
Poor
graded
Malgraduado Pt Peat Turfa
F Fines Fino 
 
Sequência para classificar um solo
Classificar o solo
De posse da curva granulométrica, deve-se classificar o solo como Pedregulho (G), Areia (S), Silte (M) e Argila
(C), de acordo com os seguintes resultados encontrados na curva granulométrica:
 
Pedregulho: Se a maior parte da fração graúda é retida na peneira nº 4;
 
Areia: Se a maior parte da fração graúda passa na peneira nº 4;
 
Silte ou Argila: Se a maior parte do solo passa pela peneira nº 200. Passe para o próximo caso para
analisar.
Solos bem-graduados ou malgraduados
As curvas granulométricas dos solos permitem a determinação dos coeficientes de uniformidade e de
curvatura necessários a esse sistema de classificação. Assim, definem-se dois coeficientes, que são
chamados de:
Coeficiente de uniformidade Coeficiente de curvatura
Nessas fórmulas, e são os valores dos diâmetros correspondentes a e em
peso passando nas curvas granulométricas.
Para que um solo possa ser classificado como GW, deve apresentar maior ou igual a 4 e Cc entre 1 e 3 .
Para que um solo possa ser classificado como SW, deve apresentar Cun maior ou igual a 6 e Cc entre 1 e 3.
Solos plásticos
Deve ser utilizado o ábaco de Casagrande, em que os solos finos (argilas e siltes) podem ser classificados
como de baixa ou de alta plasticidade. Para se consultar o ábaco, basta ter o índice de plasticidade e o limite
de liquidez do solo; destes dois índices, os solos devem ser classificados como CL, CH, ML ou MH.
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Carta de Casagrande.
Resumo visual de classificação de solos
Para auxiliá-lo na tarefa de classificar um solo, siga os fluxogramas demonstrados a seguir:
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Sistema rodoviário de classificação de solos
Esse sistema, desenvolvido pelo TRB (Transportation Research Board), baseia-se em quatro parâmetros
básicos:
 
Limite de liquidez;
 
Índice de plasticidade;
 
Granulometria;
 
Índice de grupo, com valor entre 0 e 20, obtido pela equação:
Em que:
 
 é o percentual que passa na peneira , subtraído de 35 , com valor máximo de 40;
 
 é o percentual que passa na peneira , subtraído de 15 , com valor máximo de 40;
 
 é o limite de liquidez, subtraído de 40, com valor máximo de 20;
 
 é o índice de plasticidade, subtraído de 10, com valor máximo de 20.
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Quanto maior for o índice de grupo, mais fino o solo é.
De posse da proporção percentual da granulometria, do LL, do IP e do índice de grupo (IG), deve-se obedecer
ao quadro abaixo, para definir a classificação do solo em questão.
Classificação geral Solos granulares
Ensaios Subgrupos
A-1-
a
A-1-
b
A-3 A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7
Passante nas
peneiras
nº 10 =50 
nº 200 40 40
IP 10 >10
IG 0 0 0 0 0 0 35 >35 > 35 > 35 > 35
LL 40 40 >40
IP 10 >10 >10
IG LL -30
Tabela: Vieira Lima, 1998, p. 98 adaptado por Giuseppe Miceli Junior.
Classificação MCT
A Classificação MCT (Miniatura Compactado Tropical) foi desenvolvida a partir de pesquisas desenvolvidas
pelos engenheiros Job Shuji Nogami e Douglas Fadul Villibor, na década de 1980. O objetivo é, a partir de uma
metodologia particular de ensaios, classificar solos de forma a enfatizar o comportamento laterítico de solos
tropicais.
Saiba mais
Laterização é um tipo de intemperismo químico específico que atua nos solos tropicais brasileiros. É o
responsável pelo surgimento de uma crosta ferruginosa sobre eles, indicando um enriquecimento da
superfície com óxidos hidratados de ferro ou de alumínio, mantendo uma coloração vermelha, amarela,
marrom ou alaranjada. Os solos formados por esse processo são chamados de lateríticos e possuem um
bom comportamento mecânico para bases de rodovias de revestimentos primários. 
Classes de solos são sempre definidas por duas letras: 
 
A primeira letra pode ser:
 
L “laterítico”, ou seja, solos com comportamento geotécnico conveniente para aplicações rodoviárias;
ou
 
N, ou seja, solos sem comportamento geotécnico adequado para aplicações rodoviárias; 
 
A segunda letra pode ser:
 
A, para classificar areias;
 
A’, para classificar solos arenosos;
 
S, para classificar solos siltosos; e
 
G, para classificar solos argilosos.
 
Observe os sete grupos de classificações no quadro a seguir:
N – Solos de comportamento não laterítico L – Solos de comportamento
laterítico
NA NA’ NS’ NG’ LA LA’ LG
Areias
Solos
arenosos
Solos
siltosos
Solos
argilosos
Areias
Solos
arenosos
Solos
argilosos
Areias
Areias
siltosas
Siltes Argilas
Areias
com
pouca
argila
Areias
argilosas
Argilas
Areias
siltosas
Areias
argilosas
Siltes
arenosos e
argilosos
Argilas
arenosas e
siltosas
Argilas
arenosas
Argilas
arenosas
Siltes 
Tabela: Giuseppe Miceli Junior.
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Um solo importante para utilização em bases rodoviárias com tráfego leve a médio é o chamado
SAFL – Solo Arenoso Fino Laterítico. Trata-se de um solo tropical com ocorrência em várias regiões
brasileiras.
Classificação de solos
Assista ao vídeo sobre a classificação de solos.
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Investigações de resistência de solos
As construções no Brasil sempre necessitam de investigações para levantar a capacidade de resistência ou de
suporte de solos. Assim, a importância de conhecer esses métodos está ligada à avaliação do que cada
método pode fornecer.
 
Essas investigações podem se realizar por meio de amostras deformadas ou de amostras indeformadas:
Amostras deformadas
São as amostras de solos extraídas por meio de
ferramentas como o trado e em seguida
utilizadas para caraterização de solo. Obtidas
com mais facilidade, à custa da desagregação
do solo, são representativas da textura e da
composição, podendo a umidade natural ser
determinada à parte.
Amostras indeformadas
São extraídas conservando a estrutura, a
textura, a composição, umidade natural,
compacidade ou consistência naturais.
O principal requisito das amostragens é que elas sejam representativas. Por isso, devem ser coletadas por
técnicos habilitados. Agora, você vai estudar dois métodos de investigação que buscam avaliar a resistência
do solo que se deseja estudar.
Standard Penetration Test (SPT)
O método Standard Penetration Test (SPT), ou ensaio de penetração padrão, está normalizado pela ABNT na
NBR 6484 – Execução de sondagens de simples reconhecimento dos solos.
É um método para investigação de solos em que a perfuração é obtida por meio do golpeamento do furo por
peças de aço cortantes. É utilizadatanto para a obtenção de amostras de solo (por meio de amostradores
adequados), como de seus índices de resistência à penetração. Permite, ainda, a retirada de amostras
deformadas e a verificação do nível da água. 
 
O meio de penetração padronizado é um ensaio executado durante uma sondagem a percussão, com o
propósito de obter índices de resistência à penetração no solo. O número (N), representativo do SPT, equivale
ao número de golpes correspondentes à cravação de um martelo de 65kg caindo em queda livre de uma
altura de 75cm, para penetração de 30 centímetros do amostrador padrão.
 
As amostras devem ser examinadas e identificadas por meio das características a seguir:
No caso de solos grossos
Granulometria; plasticidade; compacidade.
No caso de solos finos
Consistência.
No caso de solos residuais, orgânicos e
marinhos, ou aterros
Cor e origem do solo.
Para avaliar a compacidade e consistência do solo pode-se utilizar a tabela a seguir, de acordo com o número
de golpes que cada solo recebeu. Quanto maior a resistência à penetração (SPT) de um terreno, maior a
capacidade de carga de fundação nele apoiada e maior o número de golpes de um martelo de bate-estacas
necessários para cravar as estacas.
Solo Índice de resistência à penetração (N) Designação
Areias e siltes arenosos
0-4 Fofa
5-8 Pouco compacta
9-18 Medianamente compacta
19-40 Compacta
>=40 Muito compacta
Argilas e siltes argilosos
0-2 Muito mole
3-5 Mole
6-10 Média
11-19 Rija
20-30 Muito rija
>30 Dura
Tabela: Giuseppe Miceli Junior.
Tratando-se de um processo empírico de investigação, sua utilização depende de correlações entre o número
de golpes e a tensão admissível, parâmetros que permitem avaliar as deformações das fundações.
Cone Penetration Test (CPT)
O Cone Penetration Test (CPT) consiste em determinar o esforço, estático e contínuo, necessário para fazer
penetrar no terreno um cone colocado na extremidade de uma haste. 
 
O esforço medido, dividido pela seção da base do cone, é denominado resistência de ponta e é calculado pela
fórmula:
Em que é a carga aplicada no equipamento, veja:
Detalhe do CPT.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Os principais resultados de ensaios de granulometria e plasticidade de um solo estão
disponíveis no quadro abaixo. De acordo com a classificação rodoviária (TRB), esse solo deve
ser classificado como:
 
Peneira nº 200 53%
LL 32%
LP 15%
IG 9
A
A-5
B
A-4
C
A-6
D
A-7-6
E
A-7-5
A alternativa C está correta.
Conforme a tabela do Sistema rodoviário de classificação de solos, adaptada de Vieira (2008), sendo o
percentual passante na peneira nº 200 53%, maior do que 35%, se o LL do solo é 32%, abaixo de 40%, ele
pode ser A-4 ou A-6. Como o IP é dado por LL - LP, pelos dados, 32% - 15% são 17%, que é maior que 10%,
portanto, ele pode ser A-6. Por fim, o IG é 9, menor que 12 e maior que 4, então, confirma-se A-6 como a
classificação do solo.
Questão 2
Você tem uma amostra de silte argiloso que possui Então, ela é:
A
Compacta
B
Rija
C
Mole
D
Fofa
E
Dura
A alternativa B está correta.
Correspondendo ao ensaio SPT executado na amostra, vemos que esse silte argiloso é rijo. O Índice de
resistência à penetração (N) 12 está na faixa de 11-19, designada rija.
5. Conclusão
Considerações finais
Neste tema, vimos os elementos de Geologia necessários para compreensão da Geotecnia. No primeiro
módulo, conhecemos a estrutura e a formação do planeta Terra, e o mecanismo de formação das rochas. 
 
No segundo módulo, estudamos os mecanismos de formação dos solos, e a classificação de solos e rochas.
No terceiro módulo, aprendemos a como identificar e caracterizar um solo, os índices físicos e de consistência
em solos. 
 
Por fim, compreendemos como classificar um solo, de acordo com a classificação unificada de solos, a
classificação rodoviária de solos e as teorias sobre os ensaios SPT e CPT de avaliação da resistência de solos.
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Para saber mais sobre os assuntos tratados neste tema, leia: 
 
Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos, de Nogami e Villibor, para estudar sobre a
classificação MCT. É um sistema de classificação muito interessante e importante para os solos
tropicais brasileiros, que possui vários ensaios de classificação, além dos que foram estudados aqui.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6484 – Execução de sondagens de simples
reconhecimento dos solos. Rio de Janeiro: ABNT, 2001. 
 
CHIOSSI, Nivaldo José. Geologia de engenharia. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2013. 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 041/94 Solos: preparação de amostras
para caracterização. Rio de Janeiro: DNER, 1994. 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 051/94 Solos: análise granulométrica. Rio
de Janeiro: DNER, 1994. 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 082/94 Solos: determinação do limite de
plasticidade. Rio de Janeiro: DNER, 1994. 
• 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 093/94 Solos: determinação da
densidade real. Rio de Janeiro: DNER, 1994. 
 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 122/94 Solos: determinação do limite de
liquidez – método de referência e método expedito. Rio de Janeiro: DNER, 1994. 
 
LIMA, Maria José C. P. Prospecção geotécnica do subsolo. 1. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos
Editora, 1979. 
 
LIMA, Maria José C. P. Apostila da disciplina de Mecânica dos Solos. Rio de Janeiro: Instituto Militar de
Engenharia, 1998a, 2 volumes. 
 
LIMA, Maria José C. P. Apostila da disciplina de Obras de Terra. Rio de Janeiro: Instituto Militar de Engenharia,
1998b, 2 volumes. 
 
LIMA, Maria José C. P. Apostila da disciplina de Mecânica dos Solos. Rio de Janeiro: Instituto Militar de
Engenharia, 2001, 2 volumes. 
 
LIMA, Maria José C. P.; VIEIRA, Álvaro. Convênio IME/DNER. Curso de tecnologia de solos. Rio de Janeiro:
Instituto Militar de Engenharia, 1998, 2 volumes. 
 
MACIEL FILHO, Carlos Leite. Introdução à geologia de engenharia. Santa Maria: Universidade Federal de Santa
Maria, 1997. 
 
NOGAMI, J. S.; VILLIBOR, D. F. Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. São Paulo: Villibor, 1995.
	Elementos de Geologia
	1. Itens iniciais
	Propósito
	Objetivos
	Introdução
	Conteúdo interativo
	1. A formação geológica do planeta Terra
	A Terra e sua estrutura
	Conteúdo interativo
	Crosta superior ou litosfera
	Manto
	Núcleo
	A Terra e sua atmosfera
	Conteúdo interativo
	Conteúdo interativo
	Exosfera
	Termosfera
	Mesosfera
	Estratosfera
	Troposfera
	Saiba mais
	Minerais
	Saiba mais
	Minerais primários
	Minerais secundários
	Principais propriedades dos minerais
	Forma
	Clivagem
	Dureza
	Conteúdo interativo
	Tenacidade
	Principais minerais existentes na natureza
	Quartzo
	Feldspatos
	Filossilicatos
	Calcitas e dolomitas
	Rochas
	Conteúdo interativo
	Magmatismo
	Consolidação de depósitos sedimentares
	Metamorfismo
	Formação das estruturas geológicas
	Dobras
	Falhas
	Diaclase
	Verificando o aprendizado
	2. Os mecanismos de formação e a classificação das rochas e dos solos
	Tipos de rochas
	Conteúdo interativo
	Rochas magmáticas ou ígneas
	Rochas extrusivas
	Rochas intrusivas
	Rochas sedimentares
	Folhelhos, argilitos, arenitos e siltitos
	Argilito
	Arenito
	Siltito
	Calcários
	Rochas metamórficas
	Filitos e xistos
	Quartzito
	Mármore
	Gnaisse
	Da rocha ao solo: o intemperismo
	Intemperismo mecânico ou físico
	Variação da temperatura
	Cristalização de sais
	Congelamento
	Agentes físico-biológicos
	Intemperismo químico
	Oxidação
	Hidrólise e hidratação
	Decomposição pelo ácido carbônico
	Decomposição químico-biológica
	Solos
	Formação
	Intemperismo do granito
	Intemperismo do basalto
	Intemperismo do arenito
	Classificação genética dos solos
	Solos residuais
	Solo residual maduro
	Saprólito
	Blocos em material alterado
	Atenção
	Solostransportados
	Coluviões
	Aluviões
	Eólicos
	Glaciais
	Solos orgânicos
	Verificando o aprendizado
	3. A constituição dos solos
	Constituição dos solos
	Índice de vazios
	Porosidade
	Grau de saturação
	Teor de umidade
	Método em laboratório
	Métodos expeditos
	Atenção
	Densidade real de grãos do solo
	Areias
	Solos argilosos
	Solos altamente orgânicos
	Determinação da curva granulométrica
	Pedregulho
	Areia
	Silte
	Argila
	Para que fazer uma análise granulométrica?
	Seleção de material para aterro
	Materiais para pavimentos rodoviários
	Materiais para filtros
	Drenagem do terreno
	Processos de análise granulométrica
	Análise granulométrica por peneiramento
	Análise granulométrica por sedimentação
	Índices de consistência dos solos
	Estado líquido
	Estado plástico
	Estado semissólido
	Estado sólido
	As transições de um estado para o seguinte não se fazem de forma abrupta, mas gradualmente. Para caracterizá-las, foi necessária a criação de procedimentos empíricos, pelos quais se determinam teores de umidade que representam os limites de consistência.
	Conteúdo interativo
	Limite de liquidez (LL)
	Limite de plasticidade (LP)
	Limite de contração (LC)
	Identificação tátil-visual
	Consistência seca
	Consistência úmida
	Consistência molhada
	Exercícios sobre índices físicos e de consistência de solos
	Conteúdo interativo
	Verificando o aprendizado
	4. Classificação de solo
	Sistemas de classificação de solos
	Sistema unificado de classificação de solos
	Sequência para classificar um solo
	Classificar o solo
	Solos bem-graduados ou malgraduados
	Coeficiente de uniformidade
	Coeficiente de curvatura
	Solos plásticos
	Conteúdo interativo
	Resumo visual de classificação de solos
	Conteúdo interativo
	Conteúdo interativo
	Sistema rodoviário de classificação de solos
	Classificação MCT
	Saiba mais
	Classificação de solos
	Conteúdo interativo
	Investigações de resistência de solos
	Amostras deformadas
	Amostras indeformadas
	Standard Penetration Test (SPT)
	No caso de solos grossos
	No caso de solos finos
	No caso de solos residuais, orgânicos e marinhos, ou aterros
	Cone Penetration Test (CPT)
	Verificando o aprendizado
	Os principais resultados de ensaios de granulometria e plasticidade de um solo estão disponíveis no quadro abaixo. De acordo com a classificação rodoviária (TRB), esse solo deve ser classificado como:
	5. Conclusão
	Considerações finais
	Podcast
	Conteúdo interativo
	Explore+
	Referências