Natureza, Estado e comportamento do solo

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NATUREZA, ESTADO E 
COMPORTAMENTO DOS SOLOS
2
Bárbara Nardi Melo
Londrina
Editora e Distribuidora Educacional S.A. 
2023
 NATUREZA, ESTADO E COMPORTAMENTO DOS 
SOLOS
1ª edição
3
2023
Editora e Distribuidora Educacional S.A.
Avenida Paris, 675 – Parque Residencial João Piza
CEP: 86041-100 — Londrina — PR
Homepage: https://www.cogna.com.br/
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Revisor
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Editorial
Beatriz Meloni Montefusco
Carolina Yaly
Márcia Regina Silva
Paola Andressa Machado Leal
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)_____________________________________________________________________________ 
Melo, Bárbara Nardi
Natureza, estado e comportamento dos solos/ Bárbara 
Nardi Melo. – Londrina: Editora e Distribuidora Educacional 
S.A., 2023.
33 p.
ISBN 978-65-5903-467-3
1. Tensões no solo. 2. Mapas geológicos. 3. Formações do 
solo. I. Título.
CDD 551.305
_____________________________________________________________________________ 
 Raquel Torres – CRB 8/10534
M528n 
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https://www.cogna.com.br/
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SUMÁRIO
Apresentação da disciplina __________________________________ 05
Origem e estrutura do solo __________________________________ 06
Prospecção geotécnica ______________________________________ 19
Índices físicos e tensões no solo _____________________________ 30
Resistência ao cisalhamento do solo ________________________ 41
NATUREZA, ESTADO E COMPORTAMENTO DOS SOLOS
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Apresentação da disciplina
Seja bem-vindo à disciplina Natureza, estado e comportamento dos 
solos! O estudo dos solos é importante para diversos setores, como 
agronomia, mineração e engenharia, tanto na área de materiais de 
construção civil quanto na de geotecnia. Durante nossos estudos, 
focaremos na geotecnia, que é a ciência que estuda o comportamento 
dos solos e das rochas, abrangendo a engenharia de fundações, de 
túneis, de barragens e de pavimentação e a geotecnia ambiental. São 
muitas as áreas de atuação!
O profissional dessa área deve saber que lidará com um material 
complexo, com características e comportamento diferentes de um 
local para o outro, com observação restrita à amostragem. Isso exigirá 
persistência e curiosidade.
A geotecnia não é uma ciência exata, visto que não conseguimos 
controlar as características e comportamento dos solos como fazemos 
com o aço ou com o concreto. Por isso, nosso estudo percorrerá 
desde a natureza, conhecendo a origem, a mineralogia, o formato, o 
tamanho e as características dos grãos, até como essas partículas estão 
estruturadas em meio ao ar e à água formando o solo.
Os princípios da mecânica dos solos, os ensaios laboratoriais e a 
investigação geotécnica no campo fornecerão todos os parâmetros 
necessários para prever e adotar medidas que proporcionem uma 
base sólida a qualquer construção. Este será o primeiro passo para a 
elaboração de projetos e a construção de obras de todos os portes.
Bons estudos!
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Origem e estrutura do solo
Autoria: Bárbara Nardi Melo
Leitura crítica: Igor Brumano Coelho Amaral
Objetivos
• Conhecer o processo de formação das rochas e dos 
solos.
• Caracterizar e classificar os tipos de solos de 
acordo com a sua origem, tamanho das partículas e 
plasticidade dos solos finos.
• Compreender a influência da natureza das partículas 
e do estado do solo no seu comportamento.
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1. Ciclo das rochas e formação dos solos
O solo é o produto da decomposição das rochas da crosta terrestre. 
Quanto mais entendermos sobre o processo de formação, melhor 
conseguiremos prever o comportamento dos solos para o projeto de 
obras de fundações, estabilidade de taludes, estradas, barragens ou de 
contenção.
As rochas são formadas por um ou mais minerais inorgânicos com 
propriedades físicas e químicas definidas. Por sua vez, os solos são 
formados pela decomposição dessas rochas pela ação do intemperismo.
O intemperismo gera transformações físicas e químicas nas rochas, 
como a quebra física, que pode ocorrer com a abertura de rachaduras 
devido ao congelamento das rochas ou pela redução de pressão 
causada por erosões ou grandes variações de temperatura. Imagine 
que no deserto, entre o dia e a noite, a temperatura pode variar 
até 30 graus. Já no intemperismo químico, a decomposição ocorre 
com as reações químicas promovidas no contato da água no estado 
líquido com a rocha e influenciadas pelo clima e pelo relevo. Vale a 
pena citar que animais, plantas e microrganismos que vivem entre 
as rochas também promovem a quebra física e o ataque químico, o 
que podemos chamar de intemperismo biológico (Wicander; Monroe, 
2010).
Finalmente, com a pedogênese, que é a reorganização estrutural do 
material intemperizado, teremos então o solo.
A geração de magma no interior da crosta terrestre, junto com as 
condições climáticas, o transporte e a deposição na superfície terrestre 
são os responsáveis pelo ciclo das rochas. Nesse ciclo, identificamos 
três tipos de rochas de acordo com a sua formação, sendo as ígneas, as 
metamórficas e as sedimentares (Wicander; Monroe, 2010).
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A rocha ígnea é formada pelo resfriamento e pela solidificação do 
magma e, por isso, também é conhecida como rocha magmática. A 
maior parte é formada sob a superfície, formando as rochas ígneas 
intrusivas ou plutônicas, cujo resfriamento é lento, o que cria uma 
rocha com granulação grossa, como o granito. Uma pequena parte é 
formada pelo magma expelido formando as rochas ígneas extrusivas 
ou vulcânicas, com resfriamento mais rápido formando rocha de 
granulação fina, como o basalto.
A ação do intemperismo nas rochas pode transformá-las em outras 
rochas, chamadas de metamórficas, como o tão conhecido mármore, 
ou então em sedimentos que serão transportados, depositados, 
compactados e cimentados, dando origem às rochas sedimentares, 
como o arenito, o calcário e o gesso.
Até aqui vimos que a ação do intemperismo promove a formação de 
solos e rochas. Em uma análise prática, temos que, quando o solo 
permanece no seu local de origem (solos residuais), ele possui grande 
relação com a rocha sã, sendo mais fácil prever seu comportamento. 
Porém, quando esse solo é transportado pela água, vento, gelo ou 
gravidade, perde a referência da rocha “mãe”.
De acordo com Das (2019), podemos classificar os solos transportados 
conforme o agente principal formador da seguinte forma:
• Coluvionar – ação da gravidade.
• Aluvionar – ação das águas correntes, como nos rios.
• Lacustre – ação das águas paradas, como nos lagos.
• Glacial – ação de geleiras.
• Eólico – ação do vento.
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• Marinho – depositados em bacias e depressões continentais, 
baixadas marginais e baixadas litorâneas, também conhecidas 
como orgânico.
Assim, conhecendo os minerais que constituem suas partículas, 
poderemos classificar os solos a partir da sua origem e acrescentar 
esses parâmetros em nossa análise sobre seu comportamento.
2. Classificação dos solos
Se pensarmos na jornada de formação dos solos, iniciando com o tipo 
de rocha que o originou, se os sedimentos ficaram no local ou foram 
transportados e, nesse último caso, qual foi o agente de transporte, 
poderemos imaginar a grande variedade de tamanho, forma e 
composiçãoquímica das partículas.
Os solos com grande parte das partículas visíveis a olho nu são 
chamados de solos granulares e agrupam os pedregulhos e as 
areias. Esses solos, quando transportados, possuem partículas mais 
esféricas, como se tivessem sido arredondadas por rolarem ao longo 
do caminho ou, no caso de solos residuais, as partículas são angulosas. 
Normalmente os solos granulares fragmentos de rocha são compostos 
por quartzo e feldspato. Já os solos microscópicos são chamados de 
solos finos ou plásticos e representam os siltes e as argilas, em forma de 
placas e lamelas, respectivamente.
No campo, conseguimos realizar uma análise táctil visual como uma 
classificação prévia. Para isso, basta manusear uma porção de solo, 
sentir sua aspereza e observar sua aderência na mão em água corrente, 
sendo:
• Areias – partículas perceptíveis ao tato e limpas rapidamente.
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• Siltes – partículas menos perceptíveis ao tato e certo tempo para 
limpar.
• Argilas – parece uma pasta escorregadia e impregna na pele.
Com uma porção de solo úmido na palma da mão, você verificará a 
dilatância ao bater nas costas desta com a outra mão, causando uma 
vibração. A dilatância é classificada conforme o tempo que a água leva 
para fluir até a superfície (Craig, 2014).
Fazendo cubos de aresta de aproximadamente 1 cm e deixando secar 
por 24 horas, você determinará a resistência a seco do solo tentando 
quebrá-lo entre os dedos polegar e indicador. A dificuldade em quebrá-
lo indica se o solo tem muita coesão (solos argilosos), pouca coesão 
(solos siltosos) ou nenhuma coesão (solos arenosos), pois a resistência à 
compressão aumenta com o aumento da plasticidade.
Outro parâmetro é a ductilidade, analisado moldando uma porção de 
solo com umidade próxima ao limite de plasticidade. Nessa umidade, as 
argilas se apresentam mais resistentes do que os siltes (Pinto, 2006).
2.1 Classificação textural
Em um solo, podemos ter partículas de diversos tamanhos e, por isso, 
precisamos determinar as frações, ou seja, a distribuição granulométrica, 
indicando a porcentagem em peso para cada “diâmetro” de grão.
A análise granulométrica de um solo é obtida por dois ensaios de 
laboratório, iniciando pelo peneiramento com peneiras com abertura de 
malha padronizada, como a da American Society for Testing and Materials 
(ASTM), indicada na Figura 4. O solo seco é inserido na peneira de maior 
malha para então todo o conjunto ser vibrado, retendo frações de solo em 
cada peneira até a peneira mais fina de nº 200 com abertura de 0,075 mm 
(Figura 1a). Todo o solo que passou pela peneira nº 200 é considerado fino 
e é encaminhado para o ensaio de sedimentação (Figura 1b).
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Figura 1 – Ensaios para a análise granulométrica
Fonte: (a) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PeneiradorMecanico.
jpg. Acesso em: 17 ago. 2023; (b) https://commons.wikimedia.org/wiki/
File:EnsaioDeSedimentacao.jpg. Acesso em: 17 ago. 2023.
O ensaio de sedimentação é baseado na medida da velocidade de queda 
das partículas imersas em um fluido e sintetizado pela equação da Lei de 
Stokes, que permite determinar um diâmetro equivalente Ø:
Em que: Z (distância) e t (tempo) – leituras realizadas no ensaio conforme 
o densímetro cede dentro do frasco em decorrência da alteração da 
densidade com a queda das partículas em suspensão; γi – leitura do 
densímetro; γw – massa específica da água; ν – velocidade de queda; e µ – 
viscosidade do fluido.
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Chamada de N a porcentagem de partículas de diâmetro menor que Ø, 
temos:
Em que: V – volume da suspensão (1000 cm³); e M – massa total de 
sólidos.
Os dados obtidos nos dois ensaios são compilados em um gráfico 
monolog, demonstrado na Figura 2, cujo eixo da abscissa representa 
o log dos tamanhos das partículas e a ordenada, a porcentagem em 
peso. O objetivo do ensaio é obter as frações compreendidas dentro 
das faixas granulométricas estipuladas pela Associação Brasileira de 
Normas Técnicas (ABNT), em sua NBR 6502 (ABNT, 2022), e classificá-
las priorizando os solos com as maiores porcentagens. Por exemplo, se 
os valores de porcentagem retida correspondentes às faixas da ABNT 
resultarem em 10% de areia média, 27% de areia fina, 28% de silte e 33% 
de argila, teremos uma argila silto-arenosa.
Figura 2 – Curva granulométrica
Fonte: elaborada pela autora.
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Complementamos a classificação textural com a análise da curva 
de distribuição representada pelos diâmetros correspondentes à 
porcentagem que passa igual a 10 e 60% e pelo coeficiente de não 
uniformidade (CNU).
Segundo Pinto (2006), quanto maior o CNU, mais bem graduado é o solo 
e melhor será o seu comportamento para obras de engenharia, pois 
aumenta o entrosamento entre as partículas pelo fato de as menores 
ocuparem os espaços deixados pelas maiores.
A análise granulométrica é o primeiro passo para caracterizar um solo, 
e em seguida devemos ir mais fundo no estudo dos solos finos para 
obter informações importantes sobre seu comportamento para as obras 
de engenharia. Para isso, determinamos os índices de consistência em 
função da quantidade de água presente no solo, também conhecidos 
como limites de Atterberg (Figura 3a).
Figura 3 – Limites de Atterberg
Fonte: (a) elaborada pela autora. (b) https://commons.wikimedia.org/wiki/
File:CucchiaioCasagrande.Jpg. Acesso em: 15 ago. 2023.
O limite de liquidez é obtido pelo aparelho de Casagrande (Figura 3b) e 
corresponde ao teor de umidade necessário para que a ranhura padrão 
de 2 mm, feita no solo dentro da concha, feche aproximadamente 1 
cm com 25 golpes disparados pela manivela do equipamento. São 
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ensaiados solos com umidades diferentes contando quantos golpes 
são necessários para fechar a ranhura; então, por interpolação dos 
resultados, determinamos o teor de umidade referente aos 25 golpes.
O limite de plasticidade é obtido em um ensaio simples, pois 
corresponde ao teor de umidade no qual um cilindro de solo de 3 mm 
começa a fissurar após ser rolado com a palma da mão sobre uma placa 
esmerilhada.
A partir dos limites, obteremos índices importantes para a análise do 
comportamento dos solos, apresentados a seguir.
IP (índice de plasticidade) = LL – LP
Em que:
• IP = 0 – solo não plástico.
• 1 < IP < 7 – solo pouco plástico.
• 7 < IP < 15 – solo de plasticidade média.
• IP > 15 – solo muito plástico.
IA (índice de atividade) = IP / fração de argila < 0,002 mm
Em que:
• IA < 0,75 – argila inativa (grupo caulinita).
• 0,75 < IA < 1,25 – argila normal (grupo ilita).
• A > 1,25 – argila ativa (grupo montmorilonita).
Os argilominerais, como a caulinita, a ilita e a montmorilonita, 
influenciam muito nas propriedades do solo quando este é usado como 
material na construção civil ou como suporte em obras de estradas e 
geotécnicas.
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2.2 Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS)
A classificação dos solos auxilia na solução de problemas práticos 
de investigação por orientar de forma adequada a previsão de 
comportamento. Foi nesse contexto que surgiu a classificação unificada, 
destinada inicialmente para a construção de aeroportos, passando 
posteriormente a ser utilizada em barragens de terra e em outras obras 
geotécnicas. Esse sistema de classificação representa os solos com duas 
letras, como apresentado no Quadro 1 e apoiado pelo gráfico da Figura 4.
Quadro 1 – Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS)
Critérios para atribuir símbolos aos grupos Símbolo 
de grupo
Solos grossos
Mais de 50% 
de material 
retido na 
peneira nº 200
Pedregulhos
Mais de 50% 
da fração 
grossa retida na 
peneira nº 4
Pedregulhos puros CU ≥ 4 e 1 ≤ CC ≤ 3³ GW
Menos de 5% 
de finos1 CU < 4, e/ou 1 > CC > 3³ GP
Pedregulhos 
com finos
IP < 4 ou abaixo da 
linha A (Figura 7) GM
Mais de 12% 
de finos1,4
IP > 7 e acima ou na 
linha A (Figura 7) GC
Areias
50% ou mais da 
fração grossa 
passa pela 
peneira nº 4
Areias puras CU ≥ 6 e 1 ≤ CC ≤ 3³ SW
Menos de 5% 
de finos² CU<6 e 1 ≤ CC ≤ 3³ SP
Areia com finos IP < 4 ou abaixo da 
linhaA (Figura 7) SM
Mais de 12% 
de finos2,4
IP > 7 e acima ou na 
linha A (Figura 7) SC
Solos finos
50% ou mais 
de material 
que passa na 
peneira nº 200
Siltes e argilas
Limite de liquidez 
menor que 50
Inorgânicos
IP > 7 e acima ou na 
linha A (Figura 7)5 CL
IP < 4 ou abaixo da 
linha A (Figura 7)5 ML
Orgânicos
; Figura 7; zona OL
OL
Siltes e argilas
Limite de liquidez 
de 50 ou mais
Inorgânicos
IP acima ou na linha A (Figura 7) CH
IP abaixo da linha A (Figura 7) MH
Orgânicos
; Figura 7; zona OH
OH
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Solos 
altamente 
orgânicos
Matéria essencialmente orgânica, de cor escura e odor orgânico Pt
1 Pedregulhos com 5 a 12% de finos exigem classificação com 
dois símbolos: GW-GM, GW-GC, GP-GM, GP-GC.
2 Areias com 5 a 12% de finos exigem classificação com dois símbolos: SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC.
3 
4 Se 4 ≤ IP ≤ 7 e é representado na área hachurada na Figura 6, use 
classificação com dois símbolos: GC-GM, ou SC-SM.
5Se 4 ≤ IP ≤ 7 e é representado na área hachurada na Figura 6, use classificação com dois símbolos: CL-ML.
Fonte: adaptado de Das (2019, p. 114).
Os símbolos utilizados representam:
• G (Gravel): pedregulho.
• S (Sand): areia.
• W (Well): material praticamente limpo de finos, bem graduado.
• P (Poorly): material praticamente limpo de finos, mal graduado.
• M: material com quantidades apreciáveis de finos, não plásticos.
• C: material com quantidades apreciáveis de finos, plásticos.
• M: silte.
• C (Clay): argila.
• O (Organic): orgânico.
• H (High): solos com alta compressibilidade apresentando LL > 50%.
• L (Low): solos com baixa compressibilidade apresentando LL < 50%.
• Pt (Peat): turfa.
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Figura 4 – Gráfico de plasticidade
Fonte: adaptada de Das (2019, p. 115).
A partir da análise granulométrica, foram surgindo vários sistemas 
de classificação, o Sistema Unificado é um exemplo, mas há outros, 
como o Sistema Rodoviário de Classificação, desenvolvido pela 
AASHTO, nos Estados Unidos, para a classificação dos solos em obras 
rodoviárias; e a Classificação MCT, baseado no ensaio mini MCT 
(miniatura-compactado-tropical) para o estudo do comportamento e 
a classificação dos solos tropicais.
Cada área da engenharia prioriza a classificação mais apropriada para a 
solução dos problemas específicos, sejam rodoviários, de fundações, de 
barragens, contenções ou outras obras de terra. Lembre-se sempre de 
que as classificações baseadas em experiências regionais também são 
muito importantes.
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Referências
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6502 – Solos e rochas – 
terminologia. Rio de Janeiro: ABNT, 2022.
CRAIG, R. F. Mecânica dos solos. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
DAS, B. M. Fundamentos de Engenharia Geotécnica. São Paulo: Cengage 
Learning, 2019.
PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas. São Paulo: Oficina 
de Textos, 2006.
WICANDER, R.; MONROE, J. S. Fundamentos da geologia. São Paulo: Cengage 
Learning, 2010.
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Prospecção geotécnica
Autoria: Bárbara Nardi Melo
Leitura crítica: Igor Brumano Coelho Amaral
Objetivos
• Conhecer os principais ensaios de campo voltados 
para a geotecnia.
• Compreender a aplicação dos ensaios na prospecção 
do subsolo para obras de engenharia.
• Interpretar relatórios de ensaios e obter os 
parâmetros necessários para os projetos de 
fundações e obras geotécnicas.
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1. Programa de investigação
Quando vamos ao médico, primeiro ele solicita uma série de exames 
para então diagnosticar e solucionar o problema. Usaremos essa mesma 
lógica na nossa atuação profissional e teremos o levantamento de dados 
geológicos e geotécnicos como uma das primeiras etapas na elaboração 
de um projeto, vindo logo após do estudo topográfico da área. Esse 
levantamento requer um planejamento, ou seja, um programa de 
investigação baseado em etapas, sendo elas: preliminar, de projeto e de 
execução.
Entendem-se por dados geológicos e geotécnicos:
• Área em planta, profundidade e espessura das camadas de solo 
identificadas.
• Entrosamento das partículas, expresso em compacidade para os 
solos granulares e consistência para os solos finos (coesivos).
• Profundidade do topo rochoso e as características da rocha como 
litologia (tipo), grau de decomposição etc.
• Profundidade do nível d’água.
• Amostragem para ensaios laboratoriais de caracterização.
A fase preliminar tem o objetivo de conhecer as principais características 
do subsolo, podendo ser utilizada até em estudos de viabilidade, 
pois pode identificar particularidades que demandarão estruturas de 
fundações e contenções complexas que não são compatíveis com o 
planejamento financeiro da obra. Na fase de projeto, a quantidade de 
sondagens deve atingir no mínimo a recomendação da ABNT NBR 8036 
(ABNT, 1983), buscando esclarecer características específicas do projeto. 
Se durante a execução você identificar alguma situação divergente à 
levantada na fase de projeto, a investigação poderá ser ampliada.
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A complexidade da estrutura também deve ser considerada no 
planejamento do programa de investigação, conforme citado por 
Schnaid e Odebrecht (2012, p. 14):
Categoria I: estruturas simples e de pequeno porte, nas quais o projeto é 
baseado em experiência e investigação geotécnica qualitativa.
Categoria II: estruturas convencionais que não envolvem riscos 
excepcionais, em condições geotécnicas normais e cargas dentro dos 
padrões conhecidos.
Categoria III: estruturas que não pertencem às categorias I e II, incluindo 
estruturas de grande porte associadas a risco elevado, dificuldades 
geotécnicas excepcionais, cargas elevadas e eventos sísmicos, entre outros 
fatores.
Atenção, pois, quanto mais abrangente e detalhado for o programa, 
menos “surpresas” haverá na obra, e os fatores de segurança poderão 
ser otimizados. Já programas mais limitados levam a fatores de 
segurança mais conservadores.
2. Métodos de ensaios
Ao longo da sua trajetória profissional, você perceberá que há ensaios 
específicos para cada tipo de obra. Por exemplo, para obras de 
fundações, é imprescindível a execução de ensaios do tipo SPT (Standard 
Penetration Test), mas, se o solo for argila mole, outros ensaios são 
indicados, como o CPT (Cone Penetration Test), o DMT (Dilatometer 
Marchetti Test) e o Vane Test. Caberá a você, como projetista, escolher os 
ensaios mais adequados para a campanha de sondagem.
Há três métodos de ensaio que têm a amostragem e a penetração no 
solo como seus principais diferenciais.
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Primeiro, temos os métodos indiretos, que não fornecem diretamente os 
tipos de solo, mas correlações entre estes e suas resistividades elétricas 
ou velocidades de propagação de ondas sonoras. Esses ensaios são 
conhecidos como métodos geofísicos (Figura 1), podendo ser o ensaio 
de resistividade elétrica ou eletrorresistividade (Figura 1a), que mede as 
resistências elétricas entre os diferentes tipos de solos, rochas e fluidos, 
incluindo plumas de contaminação, ou o ensaio de sísmica de refração, 
baseado nas medidas da velocidade das ondas sísmicas diferentes 
em cada material. Essas ondas são geradas por explosões ou golpes 
e captadas por geofones (ensaios em terra, como na Figura 1.b) ou 
hidrofones (ensaios na água), comuns para a prospecção de minérios, 
gás natural e petróleo. Podemos citar ainda o GPR (Ground Penetrating 
Radar), que utiliza ondas eletromagnéticas para determinar camadas de 
solos, de rocha, lençol freático e até mesmo tubulações enterradas.
Figura 1 – Métodos geofísicos
Fonte: a) Chiossi (2013, p.121); b) Queiroz (2016, p.133).
Os métodos semidiretos fornecem características mecânicas dos solos 
prospectados. Os valores obtidos nos ensaios possibilitam por meios 
de correlações indiretas as informações sobre as naturezas dos solos. 
Entre os ensaios semidiretos, podemos citar o principal, o ensaio do 
cone (CPT), que, além de obter informações similares aos ensaios 
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geofísicos, mede também as resistências do solo quanto à ponta (qc) e 
ao atrito lateral (fs) por meio da aplicação decargas estáticas (Figura 2a). 
Consiste na cravação de uma ponteira cônica no terreno, sob velocidade 
constante e obtenção dos dados a partir de sistemas elétricos que fazem 
a medição e a transmitem à superfície. Com elementos filtrantes na 
ponteira e na luva, podemos obter medidas de pressão neutra (Figura 
2b), e esse ensaio recebe o nome de piezocone (CPTU).
Figura 2 – Ensaio de cone e piezocone
Fonte: elaborada pela autora.
Temos também o Ensaio da Palheta (Vane Test), empregado para 
determinar a resistência ao cisalhamento não drenada das argilas 
moles (Su); o Ensaio Pressiométrico (PMT – Pressuremeter test), útil na 
determinação em campo do comportamento tensão versus deformação 
de solos; e o Ensaio Dilatométrico (DMT), que possibilita a estimativa de 
parâmetros de resistência dos solos (Schnaid; Odebrecht, 2012).
Por fim, temos os métodos diretos, que permitem o reconhecimento do 
solo prospectado mediante a análise de amostras obtidas por meio de 
24
escavações. As amostras possibilitam o exame táctil visual e ensaios de 
caracterização em laboratório. Alguns ensaios têm como único objetivo 
a retirada de amostras deformadas, no caso dos poços e das trincheiras, 
conforme as etapas apresentadas na Figura 3, ou indeformadas, como 
nas sondagens a trado manual (Figura 4).
Figura 3 – Retirada de amostra indeformada no terreno
Fonte: adaptada de Queiroz (2016, p. 138).
Figura 4 – Trados usuais (A) helicoidal e (B) cavadeira
Fonte: Chiossi (2013, p. 127).
25
Já a sondagem de simples reconhecimento, conhecida simplesmente por SPT 
(Standard Penetration Test), é o ensaio mais comum no Brasil. Além de coletar 
amostras, também oferece medidas de resistência do solo. Porém, em casos de 
suspeita de solos contaminados, o SPT não é recomendado devido ao contato 
do sondador com as amostras. Nesses casos, o ensaio mais indicado é o CPT.
3. Sondagem SPT
O ensaio consiste em perfurar primeiramente um metro de solo a partir da 
superfície para então iniciar a sequência de perfurar o solo por tradagem 
ou circulação de água, cravar um amostrador padrão de metro em metro, 
obtendo o número de golpes necessário para avançar 45 cm finais e a amostra 
deformada de solo (Figura 5). O valor do NSPT é a soma de golpes dos últimos 30 
cm de cravação. Durante esse processo, além de identificar as camadas de solo, 
tipo de solo e espessura, também é possível obter a posição do nível d’água.
Figura 5 – Ensaio SPT
Fonte: Albuquerque e Garcia (2020, p. 47).
26
O valor do NSPT é fundamental para o dimensionamento de obras de 
fundação e geotécnicas, pois expressa a resistência dos solos ao longo 
da sondagem. De acordo com a Tabela 1, podemos utilizá-lo para 
determinar a compacidade dos solos granulares e a consistência dos 
solos finos.
Tabela 1 – Estado de compacidade e consistência conforme a NBR 
6484
Solo Índice de resistência 
à penetração N Designaçãoa
Areias e siltes 
arenosos
≤ 4 Fofa(o)
5 a 8 Pouco compacta(o)
9 a 18 Medianamente compacta(o)
19 a 40 Compacta(o)
> 40 Muito compacta(o)
Argilas e siltes 
argilosos
≤ 2 Muito mole
3 a 5 Mole
6 a 10 Média(o)
11 a 19 Rija(o)
20 a 30 Muito rija(o)
>30 Dura(o)
aAs expressões empregadas para a designação da compacidade das areias (fofa, 
compacta etc.) são referências à deformabilidade e à resistência desses solos, sob 
o ponto de vista de fundações, não podendo ser confundidas com as mesmas 
denominações empregadas para a designação relativa das areias ou para a 
situação perante o índice de vazios críticos, definidos na mecânica dos solos.
Fonte: adaptada de ABNT (2020, p. 28).
Complementarmente ao NSPT, ao final da penetração do amostrador 
padrão, pode-se optar por obter a medida de torque máximo e residual, 
instalando um torquímetro na haste; nesse caso, denominamos de 
ensaio SPT-T. O torque expressa a aderência entre o solo e o amostrador 
padrão, usado complementarmente em dimensionamentos de 
fundações.
27
4. Sondagens rotativas
Quando a sondagem à percussão atinge solos de alta resistência, 
matacões ou topo rochoso, os equipamentos de SPT são retirados 
dando lugar aos equipamentos e às ferramentas da sonda rotativa. 
Nesse caso, quando complementamos o ensaio SPT com a sondagem 
rotativa, chamamos de sondagem mista.
A sonda rotaciona um conjunto de hastes dentro do furo com um 
barrilete oco na extremidade para receber o testemunho, que são as 
amostras de rocha (Figura 6), munido de uma coroa de diamante para 
cortar a rocha.
Figura 6 – Amostras de rocha
Fonte: Shutterstock
Pelas amostras, podemos analisar o tipo de rocha, o grau de alteração 
e a qualidade do maciço rochoso (Tabelas 2 e 3) e pelo parâmetro RQD 
28
(Rock Quality Designation), que corresponde à soma dos comprimentos de 
testemunhos de sondagem com tamanho superior a 10 cm dividido pelo 
comprimento total perfurado do trecho (manobra) analisado (ABNT, 2022).
Tabela 2 – Qualidade da rocha
Qualidade da rocha RQD (%)
Muito pobre 0 a 25
Pobre 25 a 50
Regular 50 a 75
Boa 75 a 90
Excelente 90 a 100
Fonte: DNER (1997, p. 14).
Tabela 3 – Graus de faturamento de acordo com a NBR 6502
Estado da rocha Número de fraturas por metro
Ocasionalmente fraturada 1
Pouco fraturada 1 – 5
Medianamente fraturada 6 – 10
Muito fraturada 11 – 20
Extremamente fraturada 20
Em fragmentos Torrões ou pedaços de 
diversos tamanhos
Fonte: adaptada de ABNT (2022, p.14).
Você viu que pode contar com uma grande quantidade de ensaios 
nos seus estudos geotécnicos. Todos esses ensaios possuem normas 
nacionais e/ou internacionais de execução e interpretação dos 
resultados para que os parâmetros obtidos possam ser utilizados 
com segurança nas metodologias de cálculo consagradas entre os 
engenheiros. Fique atento às especificidades da obra, aos ensaios 
adequados e às respectivas normas, a fim de garantir o sucesso do 
seu trabalho.
29
Referências
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6484 – Solo – Sondagem 
de simples reconhecimento com SPT – Método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 
2020.
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6502 – Solos e Rochas – 
Terminologia. Rio de Janeiro: ABNT, 2022.
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8036 – Programa de 
sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. 
Rio de Janeiro: ABMS, 1983.
ALBUQUERQUE, P. J. R.; GARCIA, J. R. Engenharia de fundações. Rio de Janeiro: LTC, 
2020.
CHIOSSI, N. J. Geologia de engenharia. São Paulo: Oficina de Textos, 2013.
DNER. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Sondagem de 
reconhecimento pelo método rotativo. DNER-PRO 102. Brasília: DNER, 1997.
QUEIROZ, R. C. Geologia e geotecnia básica para engenharia civil. São Paulo: 
Blucher, 2016.
SCHNAID, F.; ODEBRECHT, E. Ensaios de campo e suas aplicações à Engenharia 
de Fundações. São Paulo: Oficina de Textos, 2012.
30
Índices físicos e tensões no solo
Autoria: Bárbara Nardi Melo
Leitura crítica: Igor Brumano Coelho Amaral
Objetivos
• Conhecer as fases do solo e as relações entre seus 
volumes e pesos.
• Determinar os índices físicos e aplicar em problemas 
de engenharia.
• Conhecer conceitos de tensão para aplicar em 
estudos do comportamento tensão e deformação 
dos solos.
31
1. As fases do solo
O solo é composto por três fases: sólida, líquida e gasosa, como na 
Figura 1a. As fases líquida e gasosa (ar) constituem o volume de vazios 
(Vv) presente no solo. Na Figura 1b, as três fases estão separadas 
proporcionalmente aos volumes e pesos.
Figura 1 – Fases do solo em função de seus volumes e pesos
Fonte: elaborada pela autora.
Em que:
• P (peso) = M (massa) . g (gravidade).
• V (volume total) = Vs (volume dos sólidos) + Vv (volume de vazios).
• Vv = Va (volume de ar) + Vw (volume de água).
Já que massa é quantidade de matéria e, portanto, imutável, e peso é 
uma força, seu valor é o produto da massa pela aceleração da gravidade, 
que vale cerca de 9,8 m/s², adotando-se na prática 10m/s².
32
O teor de umidade (w) é o primeiroa ser determinado em laboratório. 
Basta pesar o solo úmido, a massa total (M), secar em estufa a 105⁰C 
e pesar novamente para obter a massa seca (Ms). Consequentemente, 
a massa de água (Mw) será a massa total menos a massa seca. As 
recomendações normativas para esse ensaio estão no Anexo A da NBR 
6457 (ABNT, 2016a).
• Teor de umidade – (0 < w < 1500%).
As relações de volumes usualmente empregadas são:
• Porosidade – (0 < n < 100%).
• Índice de vazios – (0 < e < 20).
• Grau de saturação – (0 < Sr < 100%).
As relações entre massas e volumes mais usuais são:
• Massa específica natural – (1,0 < ρ < 2,5 g/cm³).
• Peso específico natural – (10 < γ < 25 kN/m³).
• Massa específica dos sólidos – (2,5 < ρs < 3 g/cm³).
• Peso específico dos sólidos – (25 < γs < 30 kN/m³).
• Massa específica da água – sendo ρw = 1 g/cm³.
• Peso específico da água – sendo γw = 10 kN/m³.
Para determinar o peso específico natural dos solos, moldamos o 
solo úmido, natural, num cilindro de dimensões conhecidas, fixando 
o volume (V), e pesamos o solo (M) descontando a massa do cilindro 
vazio.
33
No campo, podemos obter a massa e o volume total do solo natural pelo 
ensaio do frasco de areia, de acordo com as recomendações da norma 
NBR 7185 (ABNT, 2016b), que consiste na escavação de um buraco no 
solo, pesando cuidadosamente o solo escavado e preenchendo o buraco 
com areia de um funil com características e pesos predeterminados para 
que possamos, a partir de correlações, determinar o volume do buraco 
com a areia necessária para preenchê-lo. Outro ensaio indicado para o 
campo com os mesmos objetivos é o cilindro de cravação, normatizado 
pela NBR 9813 (ABNT, 2016c), no qual um cilindro de volume conhecido 
é cravado no solo, sacando-o com o solo retido no seu interior e 
pesando-o.
Figura 2 – Processo do frasco de areia
Fonte: Caputo e Caputo (2022, p. 38).
O peso específico dos sólidos ou dos grãos é obtido determinando o 
volume dos sólidos num picnômetro completo com água e aferindo 
o peso total (P1). Pesa-se também uma amostra de solo seco (P2) e o 
34
picnômetro com esta amostra é completo com água (P3), conforme a 
Figura 3.
Figura 3 – Ensaio para determinação do volume dos sólidos
Fonte: Pinto (2006, p. 37).
• P1 + P2 – P3 = Massa da água deslocada (Mw).
Como a massa da água é conhecida (1 g/cm³), conseguimos obter o 
volume de água deslocada, que representa o volume de sólidos (Vs).
Adotando o volume dos sólidos igual a 1, como na Figura 4, é possível 
relacionar os diversos índices físicos com o índice de vazios. Os índices 
apresentados a seguir são calculados a partir dos determinados em 
laboratório.
Figura 4 – Fases do solo adotando o volume de sólidos igual a 1
Fonte: elaborada pela autora.
Se Vs = 1, logo e = Vv
35
 → 
 → → ou então 
Quando Sr = 0%, tem-se o peso específico aparente seco (γd), que é a 
relação entre o peso específico dos sólidos e o volume total.
 → w = 0 → 
Quando Sr = 100%, tem-se o peso específico saturado (γsat).
 → → 
O peso específico submerso (γsub) corresponde ao peso específico 
saturado menos o peso específico da água.
2. Tensões nos solos
O estudo das tensões que atuam num maciço de solo é imprescindível 
para qualquer projeto geotécnico, sendo basicamente as tensões 
geostáticas, correspondentes ao peso do próprio solo, o alívio de 
tensões provocado pelas escavações ou erosões e os acréscimos de 
tensão oriundos de cargas externas, como edificações ou aterros.
Como é o comportamento do solo quando submetido a um 
carregamento? Primeiro, temos que lembrar que o solo é um sistema 
trifásico composto por sólidos, líquidos e gases (ar); assim, podemos 
imaginar que parte das tensões é transmitida de partícula a partícula, 
enquanto a outra parte é suportada pela água contida nos vazios (Pinto, 
2006).
36
Pelo conceito de tensão efetiva (Figura 5), as tensões de cisalhamento 
deverão ser suportadas pelo esqueleto sólido, já que a água e o ar 
não oferecem resistência. Quanto às tensões normais, estando o solo 
saturado, parte dessa tensão será suportada pelo esqueleto sólido do 
solo e parte será suportada pela água presente nos vazios. Ou seja, a 
tensão normal total (σ) considera o solo em uma única fase (partículas 
sólidas, água e ar).
Figura 5 – Conceito das tensões efetivas
Fonte: adaptada de Gercovich (2016, p. 50).
A pressão transmitida pelo contato entre as partículas e que responde 
a todas as características de resistência e de deformabilidade do 
solo é chamada de tensão efetiva (σ’). A pressão exercida pela água 
é conhecida por pressão neutra ou poropressão (u). Assim, Terzaghi 
estabeleceu que a tensão normal total num plano qualquer deve ser a 
soma da parcela de pressão neutra e de tensão efetiva (Pinto, 2006).
37
A tensão vertical correspondente ao peso próprio do solo é 
simplesmente o peso de solo acima da profundidade de interesse 
calculado pelo produto do peso específico natural (γ) e da cota do ponto 
desejado (z).
Se houver água na camada de solo, a pressão neutra (u) é obtida 
multiplicando o peso específico da água pela cota do ponto considerado 
até a superfície do nível d’água.
Na natureza, as camadas de solos apresentam-se estratificadas, ou seja, 
diversas camadas sobrepostas (Figura 6). Assim, cada camada terá o seu 
valor de peso específico, e o cálculo das tensões se dará pela somatória 
das tensões de cada camada e da pressão neutra dependendo da 
posição do lençol freático.
Figura 6 – Perfil de solo e diagrama de tensões
Fonte: adaptado de Freepik. Disponível em: https://br.freepik.com/vetores-gratis/
subterraneo-com-gramado-na-sujeira_4931663.htm#query=perfil%20de%20
solo&position=0&from_view=search&track=ais.
38
Quando o solo estiver saturado, a tensão efetiva poderá ser calculada 
diretamente utilizando-se o peso específico submerso (γ’ ou γsub).
Qualquer acréscimo de resistência do solo só pode ser justificado 
em termos de tensões efetivas, pois, se um carregamento for feito 
na superfície do solo, o aumento será de tensão efetiva, já que, 
se houver água nos vazios do solo, ela será expulsa, mesmo que 
lentamente.
3. Acréscimos de tensões no solo
Os acréscimos de tensão dentro de um maciço de solo ocorrem 
quando estes recebem cargas externas, ou seja, carregamentos em sua 
superfície. A teoria da elasticidade é empregada para a estimativa dessas 
tensões.
O emprego dessa teoria aos solos é questionável, pois o comportamento 
dos solos não satisfaz os requisitos de material elástico. No entanto, 
ainda é a melhor alternativa, porque tem apresentado uma 
avaliação satisfatória das tensões atuantes no solo pela análise de 
comportamento de obras.
Podemos estudar a dissipação do acréscimo de tensões no solo pelo 
bulbo de pressões formado por um conjunto de linhas de mesma 
pressão, conhecidas como isóbaras (Figura 7).
39
Figura 7 – Bulbo de pressões
Fonte: Pinto (2006, p. 164).
Segundo Pinto (2006), para determinar o acréscimo de tensão no maciço 
de solo devido a carregamentos de diversas magnitudes e formatos, 
temos as seguintes metodologias:
• Carga concentrada na superfície do terreno – Solução de 
Boussinesq.
• Carregamento para áreas retangulares – Solução de Newmark.
• Carregamento uniforme sobre faixa de comprimento infinito – 
formulação desenvolvida por Carothers e Terzaghi.
• Carregamento uniformemente distribuído sobre área circular – 
Solução de Love.
Os índices físicos dos solos nos ajudam a prever como o maciço se 
comportará após aplicação de um carregamento oriundo de qualquer 
40
obra de engenharia. Essa análise será fundamental para a previsão de 
recalques.
Referências
ABNT. Associação Brasileira de normas técnicas. NBR 6457 – Amostras de solo – 
Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de 
Janeiro: ABNT, 2016a.
ABNT. Associação Brasileira de normas técnicas. NBR 7185 – Solo – Determinação 
da massa específica aparente, in situ, com emprego do frasco de areia. Rio de 
Janeiro: ABNT, 2016b.ABNT. Associação Brasileira de normas técnicas. NBR 9813 – Solo – Determinação 
da massa específica aparente, in situ, com emprego de cilindro de cravação. 
Rio de Janeiro: ABNT, 2016c.
CAPUTO, H. P.; CAPUTO, A. N. Mecânica dos solos – Teoria e aplicações. Rio de 
Janeiro: LTC, 2022.
GERSCOVICH, D. Estabilidade de taludes. São Paulo: Oficina de textos, 2016.
PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas. São Paulo: Oficina 
dos Textos, 2006.
41
Resistência ao cisalhamento do 
solo
Autoria: Bárbara Nardi Melo
Leitura crítica: Igor Brumano Coelho Amaral
Objetivos
• Conhecer os conceitos de resistência dos solos por 
atrito interno e coesão.
• Compreender o critério de ruptura de Mohr-
Coulomb.
• Conhecer os ensaios laboratoriais de obtenção dos 
parâmetros de resistência ao cisalhamento dos 
solos.
42
1. Atrito interno e coesão
A resistência é um parâmetro fundamental para a análise de projetos 
em que o solo é submetido a tensões de cisalhamento, como em 
obras de arrimo, taludes em solos, sapatas de fundações, estacas 
e túneis, cujos projetos visam estabelecer uma segurança contra a 
ruptura do solo. Podemos separar a resistência ao cisalhamento dos 
solos em duas parcelas: a resistência entre partículas, que envolve 
o atrito e a coesão, e o imbricamento. Segundo Gerscovich (2016), o 
imbricamento é a resistência adicional necessária para movimentar 
a partícula ascendentemente no rearranjo do solo que está se 
movimentando horizontalmente.
Há diversas formas de representar a resistência de um solo, sendo 
a utilização de envoltórias, como a de Mohr, uma das mais comuns 
na mecânica dos solos por melhor retratar seu comportamento. 
Na teoria de Mohr, afirma-se que os materiais rompem quando a 
tensão de cisalhamento em um determinado plano, função da tensão 
normal, iguala ou supera a resistência ao cisalhamento do material. 
Para um determinado solo, vários corpos de prova serão ensaiados 
com solicitações distintas, gerando círculos de Mohr com tensões 
correspondentes ao momento da ruptura.
Para estudarmos a parcela de resistência entre as partículas, 
representamos num sistema cartesiano ortogonal os valores obtidos 
experimentalmente no plano de ruptura, conforme Figura 1, em que 
nas abscissas estão as tensões normais (σ) e, nas ordenadas, a tensão 
de cisalhamento (τ).
43
Figura 1 – Plano de ruptura
Fonte: elaborada pela autora
A adequação de uma reta, pelo critério de Coulomb, aos pontos situados 
no diagrama σ versus τ, dentro de uma determinada faixa de tensões de 
interesse ao problema em estudo, permite obter uma envoltória que segue 
a expressão geral s = r1 + σ . r2, sendo s a resistência ao cisalhamento; r1 e r2 
parâmetros de resistência; e σ a tensão normal. Na envoltória, temos que 
r1 é a coesão (c) e r2, o coeficiente de atrito interno (tg Ø). Assim, a equação 
geral de resistência do solo por Mohr-Coulomb assume a forma s = c + σ . tg 
Ø, em que as tensões consideradas podem ser totais ou efetivas.
Definir resistência para um solo não é tão simples, devido, sobretudo, 
à dificuldade de definir a ruptura. A ruptura em um solo é um conceito 
complexo, pois envolve ruptura propriamente dita (brusca) e deformação 
excessiva (plástica), conforme a Figura 2.
Figura 2 – Tipos de ruptura em solos
Fonte: Queiroz (2016, p. 175).
44
2. Estado de tensões
Conhecidas as tensões atuantes nas faces do elemento, é possível 
conhecer as tensões geradas em um plano com inclinação α em relação 
ao eixo x: normal σα e tangencial τα (Figura 3).
Figura 3 – Elemento de solo sujeito a um plano de tensões
Fonte: elaborada pela autora.
Se aplicarmos as equações de equilíbrio, na direção horizontal e vertical, 
obtemos as seguintes relações entre tensões:
Elevando as duas expressões ao quadrado e somando-as, obtemos:
45
Essa expressão corresponde à equação de um círculo representado na 
Figura 4, sendo P o polo ou origem dos planos.
Podemos conhecer as tensões de qualquer plano de interesse 
traçando uma reta de mesma inclinação a partir do polo e verificando 
as tensões no ponto de intersecção com o círculo, conforme o ponto 
M da Figura 4.
Figura 4 – Círculo de Mohr genérico
Fonte: elaborada pela autora.
Existem dois planos perpendiculares entre si, nos quais as tensões de 
cisalhamento são nulas. Esses planos são chamados de principais, bem 
como as tensões normais que neles atuam, sendo σ1 a tensão principal 
maior e σ2 a tensão principal menor (Figura 5), determinados pela 
seguinte expressão:
46
Figura 5 – Planos principais
Fonte: elaborada pela autora.
As situações particulares da equação de Mohr-Coulomb s = c e s = σ. 
tg Ø correspondem aos chamados solos puramente coesivos e solos 
puramente arenosos, respectivamente.
3. Ensaios para determinar a resistência dos 
solos
A medida da resistência dos solos pode ser feita em laboratório ou em 
campo. Os ensaios de campo mais utilizados são: o ensaio da palheta 
ou Vane Test, usado para medir a resistência não drenada de argilas 
saturadas, e os ensaios de penetração, como o SPT e o CPT.
Dois ensaios de laboratório são costumeiramente empregados: o ensaio 
de cisalhamento direto e o ensaio de compressão triaxial.
O ensaio de cisalhamento direto é o processo mais antigo de 
determinação da resistência ao cisalhamento e se baseia diretamente 
no critério de Coulomb. Nesse ensaio, o corpo de prova é colocado 
entre dois anéis iguais impendentes, sendo um fixo e outro livre para 
se movimentar durante a aplicação das tensões normais e cisalhantes 
47
(Figura 6a). Durante o ensaio, podemos controlar as tensões e medir 
as deformações (tensão controlada) ou controlar as deformações e 
medir as tensões (deformação controlada) referentes à ruptura. A 
adequação de uma reta aos pontos obtidos permite definir a envoltória 
de resistência do solo (Figura 6b).
Figura 6 – Ensaio de cisalhamento direto
a. Aparelho b. Envoltória
Fonte: Caputo e Caputo (2022, p. 248).
Duas pedras porosas são colocadas entre a amostra e os anéis para 
permitir a drenagem. Assim, consideramos que nas areias a drenagem 
irá ocorrer e o problema será tratado em termos de tensões efetivas. 
Já no caso das argilas, o ensaio pode ser lento e drenado ou rápido, 
impedindo a saída de água para a condição não drenada.
O ensaio triaxial é realizado em um aparelho (Figura 7) que permite 
a aplicação de um estado de tensão pelo fato de conter uma câmara 
com água ao redor de um corpo de prova cilíndrico protegido por uma 
membrana de borracha impermeável. A pressão confinante (σ3) será 
exercida pela água ao redor de todo o corpo de prova. As pedras porosas 
instaladas nas extremidades do corpo de prova permitem (ou não) a 
drenagem da água contida no solo, ou seja, o adensamento. Após a etapa 
de confinamento, a pressão hidrostática é mantida constante, e é iniciado o 
carregamento axial, podendo controlar a tensão ou a deformação.
48
Figura 7 – Aparelho de compressão triaxial
Fonte: Caputo e Caputo (2022, p. 249).
Como não existem tensões cisalhantes na base e na geratriz do corpo 
de prova, os planos horizontais e verticais são os planos principais. 
Se o ensaio é de carregamento, o plano principal maior será o plano 
horizontal, estando o polo situado no mesmo ponto da tensão 
confinante (σ3), ou seja, P = σ3.
O ensaio triaxial é composto de duas fases: a fase de confinamento 
e a fase de cisalhamento. Basicamente, existem três maneiras de se 
conduzir um ensaio triaxial convencional, a saber:
• Ensaio lento (CD – consolidated drained ou S – slow): permite-se 
a dissipação de pressões neutras em todas as fases de ensaio 
(no preparo, na aplicação da pressão confinante e na ruptura). 
Tensões são efetivas em todas as fases.
• Ensaio adensado rápido (CU – consolidated undrained ou R–rapid): 
permite-se a dissipação das pressões neutras originadas pelo 
confinamento do corpo de prova. Drenagem impedida durante a 
49
fase de ruptura, porém essas pressões podem ser medidas nesse 
momento (leitura de pressõesneutras).
• Ensaio rápido (UU – unconsolidated undrained ou Q – quick): não se 
permite a dissipação de pressões neutras durante a aplicação de 
tensão confinante (σ3) nem durante o cisalhamento do corpo de 
prova. É possível medir as pressões neutras desenvolvidas.
Por fim, o ensaio de compressão simples é prescrito pela NBR 12770 
(ABNT, 2022), no qual, ao contrário do ensaio triaxial, a pressão 
confinante é atmosférica; logo, σ3 = 0. Isso faz com que a resistência à 
compressão (Rc) na ruptura se torne igual a σ1 e que o ensaio só seja 
possível em solos coesivos devido às condições de moldagem.
O ensaio pode fornecer uma estimativa da resistência não drenada em 
ensaios do tipo UU.
A Figura 8 ilustra a curva tensão-deformação do ensaio e os respectivos 
círculos obtidos para a compressão simples e a envoltória não drenada 
para ensaios UU, sendo Su a resistência não drenada.
Figura 8 – Ensaio de compressão simples.
Fonte: elaborada pela autora.
50
Com esses conceitos, estamos preparados para elaborar estudos de 
diversos tipos de obra em que as tensões potenciais de ruptura são de 
cisalhamento.
Referências
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12770 – Solo – 
Determinação da Resistência à compressão não confinada de solo coesivo. Rio 
de Janeiro: ABNT, 2022.
CAPUTO, H. P.; CAPUTO, A. N. Mecânica dos solos – Teoria e aplicações. Rio de 
Janeiro: LTC, 2022.
GERSCOVICH, D. Estabilidade de taludes. São Paulo: Oficina de textos, 2016.
QUEIROZ, R. C. Geologia e geotecnia básica para engenharia civil. São Paulo: 
Blucher, 2016.
51
	Sumário
	Origem e estrutura do solo
	Objetivos
	1. Ciclo das rochas e formação dos solos
	2. Classificação dos solos
	Referências
	Prospecção geotécnica
	Objetivos
	1. Programa de investigação
	2. Métodos de ensaios
	3. Sondagem SPT
	4. Sondagens rotativas
	Referências
	Índices físicos e tensões no solo
	Objetivos
	1. As fases do solo
	2. Tensões nos solos
	3. Acréscimos de tensões no solo
	Referências
	Resistência ao cisalhamento do solo
	Objetivos
	1. Atrito interno e coesão
	2. Estado de tensões
	3. Ensaios para determinar a resistência dos solos
	Referências