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GABRYEL RODRIGUES PEREIRA LEITE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PESQUISA: RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO EM SOLOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Patos-PB 
2025 
 
1. DEFINIÇÕES 
A resistência ao cisalhamento dos solos é a capacidade que o solo apresenta de 
resistir a tensões tangenciais antes de ocorrer a ruptura. Esse conceito é 
fundamental na Mecânica dos Solos e na Engenharia Geotécnica, pois os solos 
constituem o meio de apoio e contenção de praticamente todas as obras civis, como 
fundações, taludes, aterros e muros de arrimo. Dessa forma, compreender a 
resistência ao cisalhamento é essencial para garantir a estabilidade e segurança 
das estruturas. 
Segundo Pinto (2006), a resistência ao cisalhamento resulta da combinação de dois 
principais mecanismos: 
● Atrito entre partículas, predominante em solos granulares (areias e 
cascalhos), associado ao rearranjo relativo dos grãos. 
● Coesão, que ocorre principalmente em solos finos (argilas e siltes), 
relacionada às forças de atração físico-químicas entre partículas e à sucção 
capilar em condições não saturadas. 
Já Das (2011) complementa que a resistência ao cisalhamento pode ser definida 
como a tensão de cisalhamento máxima que o solo pode suportar sem sofrer 
deslocamentos irreversíveis ou ruptura. Esse comportamento depende de fatores 
como a natureza do solo (granulometria, mineralogia e estrutura), o índice de 
vazios, a umidade, o grau de saturação, além das condições de carregamento e 
drenagem. 
Em termos práticos, a resistência ao cisalhamento determina a capacidade de 
suporte e a estabilidade de maciços de solo. Para prever esse comportamento, 
diversos modelos matemáticos e critérios de ruptura foram desenvolvidos, sendo o 
mais consagrado o critério de Mohr-Coulomb, que relaciona a resistência ao 
cisalhamento com os parâmetros de coesão (c) e ângulo de atrito interno (φ). 
2. PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA. 
A resistência ao cisalhamento dos solos é expressa, de forma clássica, pelo Critério 
de Mohr-Coulomb, segundo o qual a tensão cisalhante resistente (𝞃) em um plano 
de ruptura é dada por: 
𝞃= c + σ′ ⋅ tanφ 
 
em que: 
𝞃 = resistência ao cisalhamento; 
c = coesão do solo (kPa); 
σ′ = tensão normal efetiva atuante no plano de ruptura (kPa); 
φ = ângulo de atrito interno (°). 
De acordo com Pinto (2006), esses parâmetros (ccc e φ\varphiφ) não possuem um 
valor único e absoluto para cada solo, mas variam em função das condições de 
ensaio, do grau de saturação e do histórico de tensões aplicadas. Assim, o 
entendimento correto de cada parâmetro é essencial para a análise de estabilidade 
e projeto de fundações. 
2.1 Coesão (c) 
A coesão corresponde à parcela da resistência ao cisalhamento que independe da 
tensão normal. Está associada a diferentes mecanismos, como: 
● forças de ligação físico-químicas entre partículas finas (argilas); 
● sucção capilar em solos parcialmente saturados; 
● efeitos aparentes de intertravamento e cimentação. 
Em termos práticos, a coesão é significativa em solos finos argilosos, enquanto em 
solos granulares limpos (areias e cascalhos) tende a ser desprezível. 
2.2 Ângulo de atrito interno (φ) 
O ângulo de atrito interno representa a resistência ao cisalhamento decorrente do 
atrito e do intertravamento entre as partículas sólidas. É um parâmetro fundamental 
em solos granulares, onde predomina o contato direto entre os grãos. 
Fatores que influenciam o valor de φ: 
● forma e rugosidade dos grãos; 
● densidade relativa do solo; 
● histórico de tensões; 
● presença de água (condições drenadas ou não drenadas). 
De modo geral, solos arenosos densos apresentam valores elevados de φ\varphiφ 
 
(35° a 45°), enquanto solos argilosos possuem valores menores (20° a 30°). 
2.3 Tensões Efetivas 
Conforme Terzaghi (princípio das tensões efetivas), a resistência ao cisalhamento 
depende da tensão normal efetiva (σ′), definida por: 
σ′= σ − u 
onde: 
● σ= tensão total aplicada; 
● u = pressão neutra ou poro (pressão da água no interior dos vazios do solo). 
Das (2011) enfatiza que esse conceito é central para compreender o 
comportamento de solos saturados, visto que a presença de água reduz a parcela 
de tensão que efetivamente atua entre os grãos, influenciando diretamente a 
resistência ao cisalhamento. 
Assim, os parâmetros de resistência (c, φ e σ′) constituem a base para a 
modelagem e previsão do comportamento dos solos em situações de carregamento. 
A determinação precisa desses valores, por meio de ensaios laboratoriais ou de 
campo, é indispensável para a prática da engenharia geotécnica. 
 
3. Círculo de Mohr e Critérios de Ruptura. 
Círculo de Mohr é uma representação gráfica das tensões atuantes em um ponto de 
um elemento de solo. Desenvolvido por Christian Otto Mohr, esse recurso 
geométrico permite visualizar a relação entre tensões normais (σ) e tensões 
cisalhantes (𝞃), facilitando a análise de estados de tensões e a determinação da 
condição de ruptura. 
Segundo Das (2011), qualquer estado plano de tensões pode ser representado por 
um círculo no plano cartesiano (σ, 𝞃), sendo que: 
● o centro do círculo está localizado no eixo das tensões normais, na posição 
correspondente à tensão média ( ). σ1+σ3
2
● o raio do círculo é igual à metade da diferença entre a tensão principal maior 
 
(σ1) e a tensão principal menor (σ3). 
A equação do círculo é dada por: 
 (σ − σ1+σ3
2 )
2
+ 𝞃2 = ( σ1+σ3
2 )
2
onde: 
σ1 = tensão principal maior; 
σ3 = tensão principal menor. 
3.1 Critério de Ruptura 
O critério de ruptura em solos estabelece a condição na qual as tensões atuantes 
tornam-se suficientes para mobilizar a resistência máxima ao cisalhamento, levando 
o material ao colapso ou a deformações irreversíveis que configuram falha 
funcional. Em geotecnia, o modelo de referência é o critério de Mohr–Coulomb, 
formulado em termos de tensões efetivas, segundo o qual a tensão cisalhante no 
plano de ruptura atinge um valor limite dado por , em que c′ 𝞃
𝑓
= 𝑐' + σ′
𝑛
 ⋅ 𝑡𝑎𝑛φ'
representa a coesão efetiva, a tensão normal efetiva ao plano, e φ′ o ângulo de σ′
𝑛
atrito interno efetivo. A condição geométrica de ruptura, no diagrama (σ, ), é 𝞃
visualizada quando o círculo de Mohr do estado de tensões tangencia a envoltória 
linear de Mohr–Coulomb; esse contato indica que as tensões cisalhantes 
mobilizadas atingiram a capacidade resistente governada pelos mecanismos de 
atrito intergranular, intertravamento e eventuais ligações físico-químicas (Pinto, 
2006; Das, 2011). 
A formulação em tensões efetivas é central porque a água nos vazios suporta parte 
das tensões totais; assim, a resistência real depende de , em que u é a σ′ = σ − 𝑢
pressão neutra. Em condições drenadas (tipicamente em areias ou em argilas 
carregadas lentamente), as variações de volume são efetivamente permitidas, as 
pressões neutras se dissipam e a ruptura é adequadamente descrita por c′ e φ′. Já 
em condições não drenadas (carregamento rápido em argilas saturadas), as 
deformações volumétricas ficam momentaneamente impedidas, gerando 
incrementos de u; nessa situação, o comportamento resistente costuma ser 
 
representado por um critério de tensão total do tipo , conhecido como τ𝑓≈𝑠
𝑢
(𝑠
𝑢
 ≈0)
critério de Tresca na prática geotécnica: a falha ocorre quando a máxima tensão 
cisalhante atinge a resistência não drenada , equivalente, em compressão triaxial, 𝑠
𝑢
a . A escolha entre a descrição “efetiva” (Mohr–Coulomb) e a “total” σ1 − σ3 = 2𝑠
𝑢
(Tresca) não é apenas formal: ela decorre da condição de drenagem, do tempo de 
carregamento e da saturação, que governam a geração e a dissipação de pressões 
neutras (Das, 2011). 
Embora a envoltória de Mohr–Coulomb seja linear e útil para projeto, diversos solos 
apresentam não linearidade: a resistência cresce com a confinante efetiva a σ’
3
taxas diferentes em regimes de baixa e alta tensão, de modo que a envoltóriareal é, 
com frequência, curva. Na prática, adota-se um segmento linear representativo do 
intervalo de tensões relevante ao problema (por exemplo, ao nível de tensões 
esperado em uma fundação específica), evitando extrapolações. Em areias limpas, 
costuma-se admitir e tratar a resistência essencialmente por φ′; em argilas, c′ 𝑐′≈0
pode refletir tanto ligações estruturais (cimentação) quanto efeitos aparentes 
decorrentes do recorte linear de uma envoltória curvilínea (Pinto, 2006). Esse 
cuidado conceitual é importante para não atribuir “coesão verdadeira” a solos onde 
o mecanismo predominante é friccional. 
Outro aspecto crucial é distinguir resistência de pico, crítica e residual. Em areias 
densas e argilas superconsolidadas, a resposta pode exibir endurecimento até um 
pico, seguido de amolecimento pós-pico, associado a dilatância ou à perda de 
estrutura. A resistência em estado crítico corresponde à situação de cisalhamento 
contínuo sob volume constante, na qual a taxa de dilatação se anula e o solo 
mantém deformação com tensões estáveis; o atrito associado é frequentemente 
denotado por . Em argilas sensíveis e em materiais com minerais lamelares φ
𝑐𝑠
(p.ex., esmectitas), a persistência de grandes deformações pode conduzir a uma 
resistência residual significativamente inferior à de pico, devido ao reorientamento 
das partículas e ao cisalhamento ao longo de superfícies polidas; essa distinção tem 
implicações diretas em análises de reescorregamento de taludes e na definição de 
superfícies de deslizamento pré-existentes (Das, 2011). 
 
A rota de tensões até a ruptura oferece uma leitura complementar. Em termos 
invariantes, usando p′=(σ1′+σ2′+σ3′)/3 e como medida de desvio (no triaxial, 𝑞
), muitos solos alcançam a falha aproximando-se de uma linha de 𝑞 = σ1′ − σ3′ 
estado crítico , em que relaciona-se a φ′ por . Essa ótica, 𝑞 = 𝑀 𝑝′ 𝑀 𝑀 = 6𝑠𝑖𝑛 φ′
3−𝑠𝑖𝑛 φ′ 
típica da Mecânica do Estado Crítico e dos modelos do tipo Cam-Clay, explica por 
que argilas normalmente adensadas tendem a contrair (gerar +u sob carregamento 
não drenado), reduzindo σ′ e precipitando a ruptura, enquanto argilas 
superadensadas podem dilatar (gerar −u), elevando momentaneamente a 
resistência aparente. A posição inicial do estado no espaço —função do (𝑝′, 𝑞)
histórico de tensões e do índice de vazios—controla tanto o valor de pico quanto a 
proximidade do regime crítico (Pinto, 2006; Das, 2011). 
Fatores de anisotropia e estrutura também modulam o critério efetivo observado. 
Depósitos naturais herdam orientações preferenciais e cimentações locais que 
fazem a resistência depender do plano de cisalhamento e da direção de aplicação 
das tensões principais. A taxa de deformação e a temperatura podem influenciar 
argilas sensíveis por efeitos viscosos (creep e thixotropia), alterando em 𝑠
𝑢
condições não drenadas. Por isso, critérios simples como Mohr–Coulomb e Tresca 
devem ser vistos como modelos de projeto—convenientes, robustos e calibráveis—, 
mas que, quando necessário, podem ser refinados por envoltórias não lineares, por 
critérios Drucker–Prager (aproximação lisa em invariantes) ou por formulações de 
estado crítico, sobretudo quando o problema envolve grandes deformações, ciclos 
de carga ou faixas muito amplas de tensões (Das, 2011). 
Em síntese, o critério de ruptura utilizado no projeto deve ser coerente com o tipo de 
solo, o estado (índice de vazios, saturação e OCR), a condição de drenagem no 
tempo de carregamento e a faixa de tensões relevante. Em problemas drenados ou 
em análises de longo prazo, emprega-se tipicamente Mohr–Coulomb em tensões 
efetivas com (c′,φ′) obtidos de ensaios apropriados; já em verificações de curto 
prazo em argilas saturadas, adota-se critérios não drenados em tensões totais 
baseados em . A seleção correta do critério e dos parâmetros—bem como a 𝑠
𝑢
distinção entre resistências de pico, crítica e residual—é determinante para 
estimativas seguras de capacidade de carga, empuxos e estabilidade de taludes 
 
(Pinto, 2006; Das, 2011). 
4. ENSAIOS DE RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO EM SOLOS 
A determinação da resistência ao cisalhamento dos solos é feita, em grande parte, 
por meio de ensaios de laboratório que simulam condições de carregamento e 
drenagem. Esses ensaios buscam estabelecer parâmetros fundamentais, como 
coesão c, ângulo de atrito interno φ, resistência não drenada e módulo de 𝑠
𝑢
deformabilidade. Os métodos mais empregados são o ensaio de compressão 
simples, o ensaio de cisalhamento direto e o ensaio de compressão triaxial, este 
último em suas diferentes modalidades (CD, CU e UU). 
4.1 ENSAIO DE COMPRESSÃO SIMPLES 
O ensaio de compressão simples (também conhecido como Unconfined 
Compression Test – UCS) é utilizado principalmente em solos coesivos, como 
argilas. O procedimento consiste em submeter um corpo de prova cilíndrico, sem 
confinamento lateral, a um carregamento axial de compressão até a ruptura. A 
tensão axial máxima suportada pelo solo é denominada resistência à compressão 
simples, que equivale a duas vezes a resistência não drenada . 𝑠
𝑢
Esse ensaio apresenta simplicidade e baixo custo, mas só é aplicável a solos com 
certa coesão, já que materiais granulares não conseguem manter a forma sem 
confinamento. Além disso, não é possível controlar as condições de drenagem, o 
que limita sua utilização em análises mais complexas. 
No Brasil, o procedimento é descrito na ABNT NBR 5739:2018 (embora voltada 
para concreto, sua metodologia é adaptada em mecânica dos solos), e 
internacionalmente pela ASTM D2166/D2166M-16 – Standard Test Method for 
Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil. 
 
 
 
 
4.2 ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO 
O ensaio de cisalhamento direto é um dos métodos mais tradicionais para a 
determinação da resistência ao cisalhamento. O corpo de prova, geralmente 
cilíndrico ou cúbico, é colocado em uma caixa bipartida que permite o deslocamento 
relativo entre suas duas metades. Aplica-se uma tensão normal constante sobre a 
amostra, enquanto uma força horizontal progressiva provoca o deslocamento até a 
ruptura. 
Esse ensaio fornece diretamente o valor da tensão cisalhante e da deformação 
correspondente, permitindo a construção da envoltória de Mohr-Coulomb e a 
obtenção dos parâmetros de resistência c e φ. Apesar de sua simplicidade, 
apresenta limitações, como o plano de ruptura pré-definido pela caixa de 
cisalhamento, o que pode não representar fielmente as condições reais do solo no 
campo. 
A execução é regulamentada no Brasil pela ABNT NBR 12004:1990 – Solo – 
Determinação da resistência ao cisalhamento direto, enquanto em nível 
internacional é regida pela ASTM D3080/D3080M-11 – Standard Test Method for 
Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions. 
4.3 ENSAIO DE COMPRESSÃO TRIAXIAL 
O ensaio triaxial é considerado o mais completo e versátil para determinação da 
resistência ao cisalhamento. O corpo de prova, geralmente cilíndrico, é envolvido 
por uma membrana de borracha e submetido a uma pressão confinante aplicada por 
meio de uma câmara triaxial cheia de fluido. Posteriormente, aplica-se um 
carregamento axial até a ruptura. 
A grande vantagem do ensaio triaxial é a possibilidade de reproduzir diferentes 
condições de drenagem e consolidação, de acordo com o tipo de carregamento ao 
qual o solo será submetido em campo. Com isso, é possível avaliar não apenas os 
parâmetros de resistência, mas também o comportamento tensão-deformação e o 
efeito da pressão neutra na ruptura. 
Existem três modalidades principais do ensaio triaxial: 
● Triaxial Consolidado Drenado (CD): o solo é completamente consolidado sob 
 
a pressão confinante, e o carregamento é aplicado de forma suficientemente 
lenta para permitir a drenagem completa da água. Fornece parâmetros c′ e φ′ 
em termos de tensões efetivas. 
● Triaxial Consolidado Não Drenado (CU): o soloé consolidado sob pressão 
confinante, mas o carregamento axial é aplicado sem drenagem. Permite a 
medição das pressões neutras durante o carregamento, sendo útil para 
análises de estabilidade a curto prazo. 
● Triaxial Não Consolidado e Não Drenado (UU): o carregamento é aplicado 
sem consolidação prévia e sem drenagem, representando condições 
extremas e rápidas, como em taludes submetidos a carregamentos súbitos. 
No Brasil, o ensaio triaxial é descrito nas normas ABNT NBR 12023:2012 – Solo – 
Ensaio triaxial não consolidado e não drenado e ABNT NBR 12025:1990 – Solo 
– Ensaio de adensamento triaxial. Já no âmbito internacional, as normas 
aplicáveis são a ASTM D2850-15 (ensaio UU), a ASTM D4767-11 (ensaio CU) e a 
ASTM D7181-11 (ensaio CD). 
5. IMPORTÂNCIA DE UMA PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA E OBJETIVOS DA 
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO 
A investigação geotécnica constitui uma das etapas mais importantes no 
desenvolvimento de projetos de engenharia civil, pois possibilita conhecer as 
condições do subsolo e prever o comportamento do maciço de solo ou rocha frente 
às solicitações a que será submetido. De acordo com Pinto (2006), a variabilidade 
dos solos, associada à sua natureza heterogênea e à dificuldade de caracterização 
apenas por observação visual, exige que a prospecção seja conduzida de forma 
criteriosa e sistemática. Das (2011) reforça que qualquer falha em reconhecer 
adequadamente as condições do terreno pode comprometer a segurança e a 
viabilidade econômica de uma obra, levando a recalques excessivos, rupturas de 
fundações ou instabilidade de taludes. 
A prospecção geotécnica torna-se necessária em praticamente todas as obras de 
engenharia de porte significativo, como edifícios de múltiplos andares, barragens, 
pontes, rodovias, ferrovias e obras de contenção, além de situações específicas em 
que a natureza do solo é desconhecida ou apresenta indícios de baixa resistência. 
 
Em linhas gerais, seus principais objetivos são: identificar os tipos de solos 
presentes, delimitar suas camadas e espessuras, determinar o nível d’água 
subterrâneo, obter parâmetros de resistência e deformabilidade, e fornecer 
subsídios para o dimensionamento seguro e econômico das fundações e demais 
estruturas. 
5.1 ENSAIOS DE PROSPECÇÃO MAIS UTILIZADOS 
Dois dos métodos mais empregados em prospecção geotécnica são o SPT – 
Standard Penetration Test e o CPT – Cone Penetration Test, que apresentam 
características distintas, mas complementares. 
O SPT, normatizado no Brasil pela NBR 6484:2020 – Solo – Sondagens de simples 
reconhecimento com SPT – Método de ensaio, é amplamente utilizado em função 
de sua simplicidade e baixo custo. O ensaio consiste na cravação de um amostrador 
padrão no solo, por meio de golpes de um martelo padronizado, sendo registrado o 
número de golpes necessários para a penetração de 30 cm após uma cravação 
inicial de 15 cm. Esse número, denominado índice NSPT, constitui um parâmetro 
empírico de grande aplicação em engenharia geotécnica, permitindo correlações 
com a resistência do solo, a compacidade de areias e a consistência de argilas. As 
principais vantagens do SPT são sua ampla difusão, o acúmulo de dados 
comparativos em todo o território brasileiro e a obtenção de amostras deformadas 
que permitem a caracterização visual e tátil do solo. Contudo, suas limitações 
envolvem a baixa precisão, a dependência da habilidade do operador, a dificuldade 
de repetibilidade e a limitação em solos muito moles ou muito resistentes. 
Já o CPT, conhecido como ensaio de piezocone quando equipado com medição de 
poropressão (CPTu), é normatizado pela NBR 12069:1991 – Solo – Ensaio de 
penetração de cone in situ (CPT). Nesse ensaio, um cone metálico é cravado no 
solo a velocidade constante, registrando-se de forma contínua a resistência de 
ponta (qc) e a resistência lateral ao atrito (fs). Quando associado à medição da 
pressão neutra, obtém-se também a poropressão, ampliando significativamente a 
confiabilidade dos resultados. As principais vantagens do CPT residem na rapidez 
de execução, na obtenção de um perfil contínuo de resistência do solo e na maior 
precisão dos dados, especialmente em solos granulares, nos quais o SPT pode 
 
apresentar dispersão. Além disso, não depende da ação manual do operador e 
apresenta boa repetibilidade. Em contrapartida, suas desvantagens são o custo 
mais elevado, a necessidade de equipamentos especializados e a impossibilidade 
de coleta de amostras para análise laboratorial. 
Portanto, tanto o SPT quanto o CPT desempenham papéis essenciais em uma 
investigação geotécnica, sendo muitas vezes empregados de forma complementar. 
Enquanto o SPT se destaca pela tradição e pelo vasto acervo de dados 
correlacionáveis no Brasil, o CPT oferece informações mais detalhadas e contínuas 
sobre o perfil do subsolo. A escolha do método mais adequado depende das 
características da obra, dos recursos disponíveis e das condições específicas do 
terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739:2018 – 
Concreto – Ensaio de compressão simples de corpos-de-prova cilíndricos. Rio 
de Janeiro, 2018. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12004:1990 – Solo – 
Determinação da resistência ao cisalhamento direto. Rio de Janeiro, 1990. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12023:2012 – Solo – 
Ensaio triaxial não consolidado e não drenado (UU). Rio de Janeiro, 2012. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12025:1990 – Solo – 
Ensaio de adensamento triaxial (CD e CU). Rio de Janeiro, 1990. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6484:2020 – Solo – 
Sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de ensaio. Rio de 
Janeiro, 2020. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12069:1991 – Solo – 
Ensaio de penetração de cone in situ (CPT). Rio de Janeiro, 1991. 
DAS, Braja M. Fundamentos de engenharia geotécnica. Tradução da 7. ed. 
americana. São Paulo: Cengage Learning, 2011. 
PINTO, Carlos de Souza. Curso básico de mecânica dos solos. 3. ed. São Paulo: 
Oficina de Textos, 2006. 
 
 
 
 
 
 
 
 
	2.1 Coesão (c) 
	2.2 Ângulo de atrito interno (φ) 
	2.3 Tensões Efetivas 
	3.1 Critério de Ruptura 
	4.​ENSAIOS DE RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO EM SOLOS 
	4.1 ENSAIO DE COMPRESSÃO SIMPLES 
	4.2 ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO 
	4.3 ENSAIO DE COMPRESSÃO TRIAXIAL 
	5.​IMPORTÂNCIA DE UMA PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA E OBJETIVOS DA INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO 
	5.1 ENSAIOS DE PROSPECÇÃO MAIS UTILIZADOS

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