Apostila Mecânica dos Solos I - USP

Prévia do material em texto

i
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA
MECÂNICA DOS SOLOS
Vol. 1
Benedito de Souza Bueno
Orencio Monje Vilar
São Carlos/Viçosa - 1979
ii
INTRODUÇÃO
A nova orientação para o ensino da Mecânica dos Solos, defendida pôr alguns dos maiores
centros de ensino e pesquisa do mundo, estabelece que se devem reforçar, com real ênfase, os conceitos
fundamentais da disciplina, tendo como respaldo uma bibliografia que os enfoque de forma simples e
objetiva.
Baseados no motivo acima e no fato de que há uma carência enorme de bibliografia de
Mecânica dos Solos de cunho didático, em língua portuguesa, resolvemos compilar uma obra, que
constitui a matéria da disciplina Mecânica dos Solos I.
Neste trabalho, selecionamos uma seqüência de capítulos que entendemos ser a mais didática
possível, procurando agrupar os conceitos universalmente conhecidos, às vezes, com forma de
tratamentos já apresentadas por outros autores.
Agradecemos ao Centro de Estudos Geotécnicos Arthur Casagrande - CEGAC, de quem
procuramos conservar o espírito de trabalho e pesquisa, em favor da Geotecnia, e a seus membros,
particulares amigos, pelo constante apoio.
Os Autores.
ALERTA
Esta apostila foi escrita em 1979/1980 e encontra-se esgotada. O aluno PAE Carlos Vinícius dos
Santos Benjamim providenciou esta versão após “escanear” os originais. Não foi possível fazer as
atualizações nem os ajustes que se desejava, porém algumas fórmulas foram reescritas. Em especial,
notar a diferença entre massa específica (ρ) e peso específico (γ), pois γ = ρ.g. Nas Figuras 10 e 11,
quando utilizadas para deduzir as fórmulas de correlação seguintes, substituir os γ por ρ.
Outras atualizações serão comunicadas oportunamente em classe.
São Carlos, março de 2003
Orencio Monje Vilar
Depto. de Geotecnia
EESC-USP
iii
ÍNDICE
I.A MECÂNICA DOS SOLOS E A ENGENHARIA……………....................... 1
1. Introdução………………………………………….....................……..........
2. Histórico………………………………………………..................................
3. A Mecânica dos Solos e as Obras Civis………………............................
II.O SOLO PARA O ENGENHEIRO............... ............................................................... 4
1. Conceituação..........................................................................................
2. Tipos de Solos Quanto à Origem............................................................
3. Tamanho e Forma das Partículas...........................................................
4. Descrição dos Tipos de Solos.................................................................
5. Identificação Visual e Táctil dos Solos...................................................
III. PROPRIEDADES ÍNDICES......................................................................... 10
1. Introdução...............................................................................................
2. índices Físicos ........ .........................................................................................
3. Granulometria…………………………………………….............................
4. Plasticidade e Estados de Consistência……………................................ 25
IV.ESTRUTURA DOS SOLOS.............. .........................................................................
1. Introdução......... ...............................................................................................
2. Estrutura dos Solos Grossos...................................................................
3. Estrutura dos Solos Finos.......................................................................
4. Amolgamento e Sensibilidade das Argilas..............................................
5. Tixotropia.................................................................................................
V.CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS.................................................................. 30
1. Introdução………………………………………………...............................
2. Classificação Dor Tipo de Solo……………………...................................
3. Classificação Genética Geral………………………..................................
4. Classificação Granulométrica……………………….................................
5. Classificação Unificada………………………………................................
6. Classificação HBR…………………………………..…...............................
VI. O PRINCÍPIO DAS TENSÕES EFETIVAS.................................................... 40
1. Definições................................................................................................
2. Implicações..............................................................................................
3. Massa específica Submersa....................................................................
VII.TENSÕES ATUANTES NUM MACIÇO DE TERRA…………...................... 43
1. Introdução...................................... …………………………………….................
2. Esforços Geostáticos ..................... ………………………………….....................
3. Propagação de Tensões no Solo…………………………........................
3.1. A Solução de Boussinesq………………………............................
3.2. Extensão da Solução de Boussinesq…………….........................
3.3.O Gráfico de Newmark……………………………..........................
3.4. A Solução de Westergaard..........................................................
3.5.Comparação entre as Soluções de Boussinesq e
Westergaard e Algumas Simplificações.......…………..................
 3.6. Limitações da Teoria da Elasticidade......………..........................
VIII.PERMEABILIDADE DOS SOLOS............................................................... 61
1. Introdução...............................................................................................
2. Leis de Darcy e de Bernouilli..................................................................
3. Determinação do Coeficiente de Permeabilidade...................................
3.1. Métodos Diretos...........................................................................
3.2. Métodos Indiretos........................................................................
4. Fatores que Interferem na Permeabilidade.............................................
5. Forças de Percolação.............................................................................
iv
6. Areia Movediça........................................................................................
7. Filtros de Proteção..................................................................................
8. Capilaridade............................................................................................
IX.COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO............................................... 75
1. Introdução.…………………………………………………...........................
2. Analogia e Mecânica do Processo de Adensamento..............................
3. Teoria do Adensamento de Terzaghi......................................................
4. Solução da Equação Fundamental do Adensamento.............................
5. Porcentagem de Adensamento...............................................................
6. Ensaio de Adensamento.........................................................................
7. Tensão de Pré-Adensamento..................................................................
8. Determinação do Coeficiente de Adensamento......................................
9. Construção da Curva de compressão do Solo no Campo......................
10. Aplicação da Teoria do Adensamento……………………......................
11. Correções do Recalque de Adensamento……………….......................
12. Noções sobre a Compressão Secundária.............................................
13. Recalques por colapso..........................................................................
X.EXPLORAÇÃO DO SUBSOLO...................................................................97
1 Introdução................................................................................................
2. Informações Exigidas num Programa de Prospecção……......................
3. Tipos de Prospecção Geotécnica...........................................................
4. Prospecção Geofísica.............................................................................
4.1. Processo da Resistividade Elétrica..............................................
4.2. Processos de Sísmica da Refração.............................................
5. Métodos Semidiretos...............................................................................
5.1. Vane Test.....................................................................................
5.2. Ensaio de Penetração Estática do Cone.....................................
5.3. Ensaio Pressiométrico.................................................................
6. Processos Diretos...................................................................................
6.1. Poços...........................................................................................
6.2. Trincheira ....................................................................................
6.3. Sondagens a Trado......................................................................
6.4. Sondagens a Percussão ou de Simples Reconhecimento...........
6.5. Sondagem Rotativa......................................................................
6.6. Sondagem Mista..........................................................................
7. Amostragem............................................................................................
7.1. Introdução....................................................................................
 7.2. Amostras Indeformadas............................................................
XI.COMPACTAÇÃO......................................................................................... 117
1. Definição e Importância...........................................................................
2. Curva de Compactação...........................................................................
3. Ensaio de Compactação.........................................................................
4. Equipamentos de Compactação..............................................................
5. Controle de Compactação.......................................................................
BIBLIOGRAFIA............................................…………………………....................... 125
1
CAPÍTULO I1
A MECÂNICA DOS SOLOS E A ENGENHARIA
1 - Introdução
A Engenharia Civil procurou sempre acompanhar a evolução científica. A dificuldade de um
conhecimento profundo e abrangente, em todo o seu campo de atuação, exigiu sua divisão em áreas
específicas, consoante, principalmente, aos materiais objetos de estudo. Estas áreas não tiveram um
desenvolvimento paralelo, e algumas evoluíram mais cedo que outras.
Historicamente, os ramos básicos que primeiro se desenvolveram e que foram, pôr isso mesmo,
os mais estudados e divulgados são a Teoria das Estruturas e a Hidráulica. O primeiro trabalha com
materiais selecionados, cujos comportamentos são bem conhecidos, entre os quais o concreto, o aço e a
madeira. Este campo utiliza, para solução dos seus problemas, modelos simples, passíveis de tratamento
matemático. A área da Hidráulica estuda os fluidos, em particular a água, principalmente em ambientes
naturais. Os fenômenos hidráulicos podem fugir a um tratamento matemático, mas a utilização de ensaios
em modelos reduzidos permite, quase sempre, uma adequada análise de seus comportamentos.
Um dos campos básicos da Engenharia Civil que por último se desenvolveu foi a Mecânica dos
Solos. Ela estuda o comportamento do solo sob o aspecto da Engenharia Civil. O solo cobre o substrato
rochoso e provém da desintegração e decomposição das rochas, mediante a ação dos intemperismos físico
e químico. Assim, de maneira geral, pôr causa da sua heterogeneidade e das suas propriedades bastante
complexas, não existe modelo matemático ou um ensaio em modelo reduzido que caracterize, de forma
satisfatória, o seu comportamento.
Para o engenheiro civil, a necessidade do conhecimento das propriedades do solo vai além do seu
aproveitamento como material de construção, pois o solo exerce um papel especial nas obras de
Engenharia porquanto cabe a ele absorver as cargas aplicadas na sua superfície, e mesmo interagir com
obras implantadas no seu interior.
De um modo geral, as características mecânicas do solo, em seu estado natural, devem ser aceitas
e só em casos particulares, com o auxílio de técnicas especiais, podem ser melhoradas.
Atualmente, a Mecânica dos Solos situa-se dentro de um campo mais envolvente que congrega
ainda a Engenharia de Solos (Maciços e Obras de Terra e Fundações) e a Mecânica das Rochas. Esta área
denominada Geotecnia tem como objetivo estudar as propriedades físicas dos materiais geológicos, solos,
rochas e suas aplicações em obras de Engenharia Civil, quer como material de construção, quer como
elemento de fundação.
A Mecânica dos Solos pode ser definida como uma aplicação das leis e princípios da Mecânica e
da Hidráulica aos problemas de Engenharia, que lidam com o solo e a Engenharia de Solos, como uma
utilização dos conceitos da Mecânica dos Solos aos problemas práticos de Engenharia. Assim, a
Engenharia de Solos abrange um campo mais amplo, pois é uma ciência aplicada e não apenas puramente
baseada em conceitos de Física e Matemática. Ela engloba disciplinas, tais como: mecânica e dinâmica
dos solos, geologia de engenharia, mineralogia das argilas e mecânica dos fluidos, entre outras.
Pode-se dizer também que a Mecânica dos Solos ocupa, em relação aos solos, posição análoga
àquela que a resistência dos materiais ocupa em relação aos outros materiais de construção.
Na prática usual, entretanto, os termos Mecânica dos Solos e Engenharia dos Solos geralmente se
confundem.
2 - Histórico
A Mecânica dos Solos surgiu como ciência em 1925, quando Karl Terzaghi publicou a sua
extraordinária obra "Erdbaumechanik Auf Bodenphysikalisher Grundlage", título este que pode ser
traduzido como "Mecânica das Construções de Terra Baseada na Física dos Solos". Nela, põe-se em
 
1 Mecânica dos Solos - vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Monje Vilar – Depto de Geotecnia –
Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo
2
evidência o papel desempenhado pela água, que preenche os poros, no comportamento dos solos.
Historicamente, porém, os precursores de Terzaghi remontam ao período neolítico (idade da pedra polida:
5000 a 2000 anos a.C.) quando, então, se formavam povoações lacustres apoiadas em estacas, as palafitas.
Estas povoações possuíam passarelas que permitiam a circulação das pessoas entre as habitações e faziam
contato com a terra firme. As passarelas tinham também a função de defesa da povoação em face dos
inimigos e animais vindos da terra, pois eram facilmente destruídas.
Deve-se ressaltar, também, o engenho e a arte encontrados, notadamente na área de fundações,
em obras monumentais executadas pôr povos das antigas civilizações. Nos palácios da Babilônia, nas
pirâmides do Egito, nos arquedutos romanos ou na muralha da China, o solo desempenhou um papel de
realce.
Durante muitos séculos, entretanto, o aproveitamento do solo, como elemento de fundação e
materiais de construção/seguiu dentro do empirismo racional, e da observação de métodos empregados
com êxito, em obras similares.
Embora já houvesse tentativas da criação de métodos e processos de dimensionamento,
principalmente em muros de arrimo (pode-se citar as contribuições de Vauban, Bullet, Couplet e Belidor),
porém, somente em 1776 apareceu a primeira obra de valor. Neste trabalho apresentadopelo engenheiro
francês Coulomb são referenciados os parâmetros de resistência dos solos (coesão e ângulo de atrito),e
foram também enunciados os princípios básicos da resistência ao cisalhamento dos solos. O trabalho de
Coulomb abrange ainda análise da estabilidade de taludes, escavações, barragens de terra e aterros e um
estudo da estabilidade de muros de arrimo. A teoria clássica de Coulomb é empregada ainda hoje em
problemas de Engenharia.
Pode-se enumerar ainda importantes contribuições de vários pesquisadores, em ordem
cronológica:
Cauchy (1822) apresentou um estudo sobre o estado de tensão e deformação, em torno de um
ponto no interior de um maciço. Esse trabalho deu outro aspecto ao desenvolvimento das análises de
estabilidade, que até então utilizavam apenas os princípios da estática.
Poncelet (1840) aplicou a teoria clássica de Coulomb a muros de arrimo com paramentos
inclinados.
Alexandre Colin (1846) publicou um livro que continha observações de campo sobre o
deslocamento de camadas de argilas e a descrição de um aparelho capaz de medir a sua resistência ao
cisalhamento.
A Mecânica dos Solos recebeu também contribuições de outras áreas. Em 1856, Darcy
estabeleceu a lei que define "o movimento da, água em meios porosos". Esta lei é de suma importância
no estudo da percolação da água através dos solos. Neste mesmo ano, surge a contribuição de Rankine.
Nela são aplicadas as equações desequilíbrio interno de maciços terrosos.
Atterberg (1908) estabeleceu os limites de consistência dos solos argilosos, com utilização na
Agronomia. Os limites de Atterberg, tais como são conhecidos na Mecânica dos Solos, foram
introduzidos, tempos depois, por Karl Terzaghi.
Otto Mohr (1914) aplicou aos solos a sua teoria de ruptura dos materiais. Esta teoria lança a idéia
das curvas envolventes, que associadas às proposições de Coulomb, segundo as quais a envoltória e uma
reta, estabeleceu o critério de resistência de Mohr-Coulomb, sem dúvida, o mais utilizado, ainda hoje, na
Mecânica dos Solos.
No inicio do século XX, graças ao avanço técnico alcançado peIa Engenharia Civil,
principalmente na área da teoria das estruturas, houve a necessidade de se estudar a Mecânica dos Solos
de maneira mais sistemática. As catástrofes ocorridas em obras projetadas com requinte em cálculo
estrutural tiveram, quase sempre, como causa o mau dimensionamento das fundações. Na Suécia e na
Holanda, países que possuíam estradas e cidades situadas sobre formações geológicas compressíveis, a
necessidade e o interesse peIa investigação geotécnica do subsolo aumentou de tal forma que, em 1913,
na Suécia, pôr exemplo, foi criada a famosa Comissão Geotécnica das Estradas de Ferro da Suécia.
Naquela ocasião, foi feita primeira alusão ao termo "geotécnico".
Entre 1918 e 1926, Fellenius, célebre engenheiro sueco, inventou o método de estudo de
estabilidade de taludes, em que se considera a superfície de escorregamento em forma cilíndrica. Houve,
nessa época, na Suécia, um admirável desenvolvimento na Mecânica dos Solos.
Neste clima de esforços isolados e das primeiras associações e comissões de estudo do
comportamento do solo, é que aparece Terzaghi.
3
Deve-se ressaltar, durante a fase inicial de desenvolvimento da Mecânica dos Solos, o trabalho
incansável de Terzaghi. Este trabalho não foi, só intenso, mas também original. Terzaghi preocupou-se
em enfatizar a importância do estudo das tensões e deformações nos solos. Estabeleceu a diferença entre
pressões totais efetivas e neutras. Criou a teoria do adensamento, aplicada a solos saturados. Concebeu e
esquematizou ensaios e a respectiva aparelhagem e, sobretudo, fez sugestões para a interpretação dos
resultados conseguidos e sua aplicação aos diferentes problemas práticos enfrentados pela Mecânica dos
Solos.
A Mecânica dos Solos apenas se impôs de forma definitiva a partir de 1936, época da realização
da I Conferencia de Mecânica dos Solos na Universidade de Harvard. A partir desta época os
fundamentos e diversos aspectos teóricos da disciplina começaram a ser enunciados, porém deve-se
ressaltar que, a despeito do intenso trabalho já desenvolvido pôr inúmeros pesquisadores, muito resta a ser
explicado adequadamente. Dessa forma, pôr ser uma ciência relativamente nova, a Mecânica dos Solos
encontra-se em continuo e intenso desenvolvimento.
3 - A Mecânica dos Solos
A Mecânica dos Solos foi estabelecida com o propósito de estudar o comportamento dos solos,
segundo formulações teóricas de embasamento científico. Procurou-se, a partir de bases físicas, modelos
reológicos e observações de campo, elaborar teorias explicativas desse comportamento. Algumas dessas
teorias possuem um cunho determinístico, e outras, probabilístico. Embora as teorias determinísticas se
prestem melhor à elaboração de doutrinas, que, sendo de fácil apreensão, fornecem fundamentos racionais
à explicação de fenômenos observados, a heterogeneidade dos solos com propriedades variáveis, de ponto
para ponto, tem conduzido a um uso acentuado de teorias probabilísticas.
No estudo do comportamento dos solos, duas linhas de conduta têm sido utilizadas. A primeira
preocupasse com as propriedades físico-qulmicas, forças intergranulares, efeito dos fluidos intersticiais,
para, a partir de tais fenômenos, explicar o comportamento dos solos. A segunda apoia-se na hipótese
que considera o solo como um meio contínuo, cuja relação tensão-deformação fornece subsídios para
previsão do comportamento do solo.
Nos problemas geotécnicos de ordem prática, o engenheiro civil deve ter consciência das
limitações das teorias utilizadas, e nunca esperar o valor exato nas grandezas obtidas, senão uma ordem
de grandeza.
Neste ponto, um recurso utilizado ria mecânica dos solos, como em todas as ciências é consultar
as soluções dadas a problemas análogos, como primeira referência à solução de um problema proposto.
Este recurso dá ao engenheiro a liberdade de escolha de soluções que deverão ser adaptadas ao problema
em estudo, pois nunca há repetição de condições anteriores. Os ensaios de campo e laboratórios serão,
portanto, necessários para fornecer as reais propriedades dos solos e os dados exigidos nos cálculos de
dimensionamento e verificação da solução adotada.
O QUADRO I a seguir fornece uma relação dos principais problemas pertinentes ao campo da
Mecânica dos Solos.
QUADRO I – ALGUMAS APLICAÇÕES DA MECÂNICA DOS SOLOS
O solo como fundações
Fundações rasas
Fundações profundas
Fundações em solos moles
Fundações em solos expansivos
O solo como material de
construção
Barragens de terra e enrocamento
Estradas e Aeroportos
Estabilidade dos solos Taludes e escavações
MECÂNICA DOS
SOLOS
Suporte dos solos Estruturas de arrimo
Silos
4
CAPÍTULO II2
O SOLO PARA O ENGENHEIRO
1 - Conceituação
A parte mais externa do globo terrestre, denominada crosta, é constituída essencialmente de
rochas que são agregados naturais de um ou diversos minerais, podendo, eventualmente, ocorrer vidro ou
matéria orgânica.
A ação contínua dos agentes atmosféricos e biológicos (intemperismo) tende a desintegrar e a
decompor essas rochas, dando origem ao solo.
O significado da palavra solo não é o mesmo para todas as ciências que estudam a natureza. Para
fins de Engenharia Civil, admite-se que os solos são misturas naturais de um ou diversos minerais (às
vezes com matéria orgânica) que podem ser separa pôr processos mecânicos simples, tais como agitação
em água ou manuseio. Numa conceituação mais simplista, o solo seria todo material que pudesse ser
escavado, sem o emprego de técnicas especiais, como, pôr exemplo, explosivos.
Esse material forma a fina camada superficial que recobre quase toda a crosta terrestre e no seu
estado natural apresentasse composto de partículas sólidas (com diferentes formas e tamanhos), líquidas e
gasosas. Os solos normalmente são caracterizados pela suafase sólida, enquanto as fases líquida e gasosa
são consideradas conjuntamente como porosidade. Entretanto, na análise de comportamento real de um
solo, há necessidade de se levar em conta as porcentagens das fases componentes, bem como a
distribuição dessas fases através da massa de solo.
2 - Tipos de Solos Quanto à Origem
Ao ocorrer à ação dos mecanismos de intemperização, o material resultante poderá permanecer
ou não sobre a rocha que lhe deu origem.
No primeiro caso, temos os chamados solos residuais. Estes são bastante comuns no Brasil,
sobretudo no Centro-Sul. Como exemplo, cite-se a decomposição dos basaltos que origina as chamadas
"terras roxas" ou a decomposição de rochas cristalinas que originam espessas camadas de solo residual,
como acontece freqüentemente na Serra do Mar.
A separação entre a rocha matriz e o solo residual não é nítida, mas sim, gradual. Pode-se
distinguir, pelo menos, duas faixas distintas entre o solo e a rocha: a primeira, sobre rocha, denominada
rocha alterada ou rocha decomposta e a segunda, logo abaixo do solo, chamada de solo de alteração. A
Figura 1 ilustra um perfil de intemperização típico de rochas ígneas intrusivas.
Se, eventualmente, o produto de alteração for removido de sobre a rocha matriz pôr um agente
qualquer, teremos os chamados solos transportados. Segundo os agentes de transporte, os solos
transportados podem ser aluviais (água), eólicos (vento), coluviais (gravidade) e glaciais (geleiras).
A capacidade de transporte dos agentes determina o tamanho das partículas e a homogeneidade
dos solos transportados. Sirva de exemplo um curso de água que tenderá a selecionar o tamanho das
partículas depositadas. Assim, próximo da cabeceira, em que a velocidade das águas é maior, devem
depositar-se os grãos mais grossos, e as partículas mais finas poderão ser transportadas a longas
distâncias, até que a velocidade da água diminua consideravelmente, e permita que haja deposição.
Dessa forma, os depósitos de solos transportados apresentam geralmente maior
homogeneidade no tamanho das partículas constituintes, o que já não ocorre nos solos residuais, nos quais
aparece uma grande variedade de tamanho das partículas.
Os chamados solos orgânicos são formados pela mistura de restos de organismos (animais ou
vegetais) com sedimentos preexistentes. A ocorrência de solos orgânicos se dá em locais bem
característicos, tais como as áreas adjacentes aos rios, as baixadas litorâneas e as depressões continentais.
 
2 Mecânica dos Solos - vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Monje Vilar – Depto de Geotecnia –
Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo
5
3 - Tamanho e Forma das Partículas
Em função dos agentes de intemperismo e de transporte, os depósitos de solos podem estar
constituídos de partículas dos mais diversos tamanhos. Em termos qualitativos, deve-se frisar que o
intemperismo físico (desintegração) é capaz de originar partículas de tamanhos até cerca de 0,001 mm e
somente o intemperismo químico (decomposição) é capaz de originar partículas de diâmetro menor que
0,001 mm.
Solos cuja maior porcentagem esteja constituída de partículas visíveis a olho nu (φ > 0,074 mm)
são chamados de solos de grãos grossos ou solos granulados. As características e o comportamento
desses solos ficam determinados, em última analise, pelo tamanho das partículas, uma vez que as forças
gravitacionais prevalecem sobre as outras.
Os solos de granulação grossa apresentam-se compostos de partículas normalmente
equidimensionais, podendo ser esféricas (solos transportados) ou angulares (solos residuais).
A forma característica dos solos de granulação fina (↓ < 0,074 mm) é a lamelar, em que duas
dimensões são incomparavelmente maiores que a terceira. Aparece, às vezes, a forma acicular, em que
uma das dimensões prevalece sobre as outras duas. A Figura 2 mostra duas partículas de solo fino.
O mineral constituinte da partícula determina a sua forma, em quanto o comportamento desses
solos é determinado pelas forças de superfície (moleculares, elétricas e eletromagnéticas), uma vez que a
6
relação, entre a superfície da partícula e o seu volume é muito alta. Nos solos finos, a afinidade pela água
é uma característica marcante, e irá influenciar sobremaneira o seu comportamento.
Para descrever o tamanho das partículas, é usual citar a sua dimensão ou fazer uso de nomes
conferidos arbitrariamente a certa faixa de variação de tamanhos. Nesse sentido, existem escalas que
apresentam os nomes dos solos juntamente com a dimensão que eles representam. A Figura 3 apresenta
duas escalas elaboradas pôr duas instituições diferentes: ABNT e o MIT.
Os solos de grãos grossos são subdivididos em pedregulhos e areias, e os de granulação fina em
siltes e argilas. A seguir, apresenta-se uma breve descrição dos principais tipos de solos existentes,
procurando-se ressaltar algumas características que permitam uma fácil identificação desses solos.
4 - Descrição dos Tipos de Solos
PEDREGULHOS - Os pedregulhos são acumulações incoerentes de fragmentos de rocha, com
dimensões maiores que 2 mm (escala MIT). Normalmente, são encontrados em grandes extensões, nas
margens dos rios e em depressões preenchidas pôr materiais transportados pelos rios.
AREIAS - Tem origem semelhante à dos pedregulhos, entretanto, as suas dimensões variam entre
2 mm e 0,05 mm. As areias são ásperas ao tacto, e, estando isentas de finos, não se contraem ao secar,
não apresentam plasticidade e comprimem-se, quase instantaneamente, ao serem carregadas.
SILTES - Os siltes são solos de granulação fina que apresentam pouca ou nenhuma plasticidade.
Um torrão de silte seco ao ar pode ser desfeito com bastante facilidade.
ARGILAS - São solos de granulação muito fina que apresentam características mercantes de
plasticidade e elevada resistência, quando secas. Constituem a fração mais ativa dos solos.
As argilas, quando secas e desagregadas, dão uma sensação de farinha, ao tacto, e, quando
úmidas, são lisas.
Quanto à constituição química das argilas, pode-se dizer que elas se compõem de silicatos de
alumínio hidratados, podendo ocorrer eventualmente silicatos de magnésio, ferro ou outros metais,
também hidratados.
A estrutura desses minerais é bastante complexa, com seus tomos dispostos em forma laminar, a
partir de duas unidades cristalográficas básicas: uma silícica e uma alumínica.
A primeira consiste numa unidade tetraédrica, com um átomo de silício ao centro, rodeado pôr
quatro de oxigênio, conforme se mostra ira Figura 4. Aparece também nessa figura o símbolo utilizado
para representar essa unidade.
7
As lâminas alumínicas formam uma unidade octaédrica, com um átomo de Al ao centro,
envolvido pôr seis átomos de oxigênio ou pôr hidroxilas, como se esquematiza na Figura 5.
De acordo com as associações que essas unidades venham a ter, podem formar-se vários tipos de
minerais argílicos, dos quais as caulinitas, as montmorilonitas e as ilitas constituem três grupos básicos.
As caulinitas estão formadas pela combinação alternada de uma lâmica silícica e de uma
alumínica, que se superpõem indefinidamente e com um vínculo tal entre suas retículas, que não é
possível a entrada de molécula de água entre elas. A Figura 6 esquematiza esse arranjo.
As montmorilonitas, grupo ao qual pertencem as bentonitas, são formadas pela superposição de
uma unidade alumínica, situada entre duas unidades silícicas, como se mostra esquematicamente na
Figura 7.
8
Diferentemente das caulinitas, a união entre os retículos é frágil, o que permite a penetração de
água com relativa facilidade. Assim, tais argilas, com presença de água, experimentam expansões, fonte
de inúmeros problemas para a engenharia de solos.
As ilitas apresentam um arranjo estrutural semelhante ao das montmorilonitas, entretanto, a
presença deíons não permutáveis faz com que a união entre os retículos seja mais estável, e não seja
afetada fortemente pela água. Tais argilas são bem menos expansivas que as montmorilonitas. A Figura
8 mostra o arranjo estrutural esquemático das ilitas.
A identificação dos minerais do tipo, argila, presentes num solo, é feita pôr meio de processos
bastante aprimorados, tais como a análise termodiferencial e a microscopia eletrônica.
Um processo de identificação bastante simples e expedito consiste na utilização de corantes
orgânicos, os quais mudam de coloração, quando em contato com a argila. Os corantes mais utilizados
são a benzidina, a safranina Y e o verde malaquita. Para maiores minúcias a respeito das técnicas de
identificação de minerais da espécie argila, consultar a referência 25.
Além desses quatro tipos fundamentais de solos existem outros com nomes característicos, tais
como: os loess, os saibros e as turfas, contudo, em verdade, nada mais são do que ocorrências particulares
ou combinações dos tipos já citados.
As turfas ou solos turfosos merecem realce, pôr serem depósitos de solos orgânicos bastante
compressíveis e que trazem problemas para a Engenharia de Solos. Consistem no primeiro estádio de
formação do carvão e iniciam-se pelo acúmulo de detritos vegetais em depressões, como, pôr exemplo,
num lago. A sua coloração varia, desde amarela até castanho-escura, e normalmente apresentam-se com
alto teor de umidade.
5 - Identificação Visual e Táctil dos Solos
9
Existem alguns testes rápidos que permitem, a partir das características apresentadas pelos solos,
a sua identificação. Como na natureza os solos normalmente são uma mistura de partículas dos mais
variados tamanhos, busca-se determinar qual o tamanho que ocorre em maior quantidade, e depois as
demais ocorrências. É usual também, na identificação de um solo, citar a sua cor. Assim, pôr exemplo,
alguns nomes que poderiam ocorrer seriam: argila arenosa vermelha; silte argiloso pouco arenoso
marrom; areia grossa, com pedregulhos, cinza etc.
Os testes mais comuns são:
a - Sensação ao tacto: esfrega-se uma porção de solo na mão, buscando sentir a sua aspereza. As areias
são bastante ásperas ao tacto, e as argilas dão uma sensação de farinha, quando seca ou de sabão,
quando úmidas.
b - Plasticidade: tenta-se moldar pequenos cilindros de solo úmido e em seguida, busca-se deformá-los.
As argilas são bastante moldáveis, enquanto as areias e, normalmente também os siltes não são
moldáveis.
c - Resistência do solo seco. Por causa das forças interpartículas que se desenvolvem nos solos finos,
um torrão de solo argiloso apresenta elevada resistência, quando se tenta desagregá-los com os
dedos. Os siltes apresentam alguma resistência, enquanto as areias, quando puras, nem formam
torrões.
d - Mobilidade da água intersticial: consiste em se colocar na palma da mão uma porção de solo úmido.
Fazendo-se bater essa mão fechada, com o solo dentro, contra outra, verifica-se o aparecimento da
água na superfície do solo. Nos solos arenosos, graças à sua alta permeabilidade, a água aparece
rapidamente na superfície. Ao abrir a mão, a superfície brilhante desaparece nesses solos arenosos, e
eles freqüentemente trincam. Nos solos argilosos, a superfície brilhante permanece pôr bastante
tempo e não ocorrem fissuras, quando se abre a mão.
e - Dispersão em água: coloca-se uma amostra de solo seco e desagregado numa proveta (100 ml) e, em
seguida, água, Agita-se a mistura e verifica-se o tempo para deposição das partículas. As areias
depositam-se rapidamente, enquanto as argilas tendem a turvar a suspensão e demoram bastante
tempo para sedimentar.
O Quadro Il procura sintetizar esses procedimentos comuns normalmente utilizados para
identificar os solos:
QUADRO II: IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS
Tipos de Solos Procedimentos e Características
Areias e solos arenosos Tacto (áspero), observação visual incoerente
Areias finas, siltes, areias
siltosas ou pouco argilosas
Tacto-pequena resistência do torrão seco (esfarela facilmente), torrão
seco desagrega rapidamente, quando submerso; dispersão em água
(sedimenta rápido e a água permanece turva, por pouco tempo)
Argilas e solos argilosos
(com pouca areia ou silte)
Tacto (úmidos: saponáceos; secas: farinhosas); torrão seco bastante
resistente, e não desagrega quando submerso; plasticidade; mobilidade da
água intersticial
Turfas e solos turfosos
(orgânicos)
Cor: geralmente cinza, castanho-escura, preta;
Partículas fibrosas, cheiro característico de matéria orgânica em
decomposição;
Inflamáveis, quando secos, e de pouca a média plasticidade
10
CAPÍTULO III3
PROPRIEDADES ÍNDICES
I - Introdução
Os solos em a natureza apresentam-se compostos pôr elementos das três fases físicas, em maior
ou menor proporção.
O arcabouço do solo, constituído do agrupamento das partículas sólidas, apresenta-se entremeado
de vazios, os quais podem estar preenchidos com água e ou ar. O ar é extremamente compressível, e a
água pode fluir através do solo, portanto, quando da avaliação quantitativa do comportamento do solo, há
necessidade de se levar em conta as ocorrências dessas fases físicas.
Para efeito dessa apostila, consideram-se como propriedades índices, determinadas
características, tanto da fase sólida, como das três fases, em conjunto, passíveis de mensuração, seja
mediante relações entre as fases ou pôr meio da avaliação do comportamento do solo, ante algum ensaio
convencional.
A determinação das propriedades índices aplica-se na classificação e identificação do solo, uma
vez que elas podem ser correlacionadas, ainda que grosseiramente, com características mais complexas do
solo, como, pôr exemplo, a compressibilidade.
Neste capítulo, descrevem-se as seguintes propriedades índices: Índices Físicos, Granulometria e
Estados de Consistência.
2 - Índices Físicos
Os Índices Físicos são relações entre as diversas fases, em termos de massas o volumes, os quais
procuram caracterizar as condições físicas em que um solo se encontra.
A Figura 9a apresenta um elemento de solo, constituído das três fases, tal como poderia ocorrer
em a natureza. Para melhor visualização e para facilitar as deduções referentes às relações entre os
diversos índices, o elemento de solo é mostrado esquematicamente, com divisão das três fases, na Figura
9b.
No lado esquerdo da Figura 9b, as fases estão separadas em volumes, e no lado direito, em
massas.
2.1 - Definições
As três relações de volumes mais utilizadas são: a porosidade, o índice de vazios e o grau de
saturação.
 
3 Mecânica dos Solos - vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Monje Vilar – Depto de Geotecnia –
Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo
11
A porosidade (n) é definida pela relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra.
V
V
n v=
O índice de vazios (e) é definido pela relação entre o volume de vazios e volume de sólidos isto é:
s
v
V
V
e =
O grau de saturação (Sr) representa a relação entre o volume de água e o volume de vazios, ou
seja:
v
w
r V
V
S =
A relação entre as massas mais utilizadas é o teor de umidade (w), que é a relação entre a massa
de água e a massa de sólidos presentes na amostra:
s
w
M
M
w =
Esses índices físicos, como se vê, são adimensionais e, com exceção do índice de vazios (e),
todos os demais são expressos em termos de porcentagem.
As relações entre massas e volumes mais usuais são a massa específica natural, a massa
específica dos sólidos e a massa especifica da água.
A massa especifica natural (ρ) é a relação entre a massa do elemento e o volume desse elemento:
V
M=ρ
Por sua vez, a massa específica dos sólidos (ρs) é determinada, dividindo-se a massa de sólidos
pelo volume ocupado por esses sólidos, ou seja:
ws
s
sV
M=ρ
e, por extensão, a massa específica da água (ρw) define-se como:
w
w
w V
M=ρ
que, na maior parte dos casos práticos, é tomada como ρw = 1,0 g/cm3.
O Quadro Ill apresenta os limites extremos de variação desses índices físicos.
12
QUADRO lll: LIMITES DE VARIAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS
1,0 < ρ < 2,5 g/cm3
2,5 < ρs < 3,0 g/cm3
0 < e < 20
0 < n < I00 %
0 ≤ Sr ≤ I00 %
0 < w < I500%
2.2 - Relações entre os diversos índices
Atribuindo ao volume de fase sólida o valor unitário (Vs = 1) é possível relacionar os diversos
índices físicos com o índice de vazios. Se Vs = 1, então, e = Vv e Vw = Sr.e, e dessa forma temos na
Figura 10, o elemento esquemático de solo, em que as massas agora são expressas em termos de produto
entre os volumes e as massas específicas das diversas fases.
A partir dos dados da Figura 10, é possível obter as novas expressões para os diversos índices
físicos, conforme as seguintes relações:
s
wr
s
w .e.S
M
Mw ρ
ρ==
e1
e
V
Vn v +==
e1
.e.S
V
M wrs
+
ρ+ρ==ρ 4
 
4 Lembrar que há diferenças entre massa específica (ρ) e peso específico (γ) e que γ = ρ.g. Nas Figuras 10 e 11,
quando utilizadas para deduzir as fórmulas de correlação seguintes, em lugar dos diversos γ deve-se ler ρ. Caso se
admita g=10 m/s2, para converter ρ, expresso em g/cm3, para γ, expresso em kN/m3, basta fazer γ =10ρ. Por
exemplo, ρ=1,75 g/cm3 equivale a γ = 17,5 kN/m3
13
Em função da quantidade de água presente no solo, podemos definir a massa específica saturada
(γsat), que ocorre quando todos os vazios do solo estão preenchidos com água, ou seja, Sr = l00%:
e
e ws
sat +
⋅+=
1
ρρρ
Da mesma forma, quando o solo se encontra completamente seco (Sr = 0%), sem nenhuma água
em seus vazios, temos a massa específica seca (ρd):
e
s
d += 1
ρρ
É importante notar que essas duas novas relações estão referidas ao volume natural da amostra (1
+ e), isto é, admite-se, quando se faz matematicamente Sr = 0% ou Sr = 100%, que o solo não sofra
variações de volume. Isto não é o que realmente ocorre em a natureza, pois os solos, ao serem secados ou
saturados normalmente passam por variações de volume. A massa especifica natural relaciona-se com a
massa específica seca pôr intermédio da seguinte expressão:
e1
w.
e1e1
.e.S
V
M sswrs
+
ρ++
ρ=+
ρ+ρ==ρ
)w1(d +ρ=ρ
Tanto ρ, como ρd, estão referidos ao volume da amostra natural. Dessa forma é possível colocar a
expressão anterior, em termos de massas, o que é bastante útil, sobretudo em ensaios de laboratório.
( )wMM d += 1
Para relacionar os índices com a porosidade, faz-se, para facilidade de cálculo, V = 1. Da mesma
forma que na Figura 10, temos agora na Figura 11 as massas e volumes para a nova situação. Como V =
1, tem-se n = Vv e Vw = Sr. n.
Assim, podemos colocar os índices físicos de acordo com novas relações:
14
n1
n
V
Ve
s
v
−==
s
wr
s
w
)n1(
.n.S
M
Mw ρ−
ρ==
wrs .n.S)n1(V
M ρ+ρ−==ρ
2.3 - Determinação dos Índices Físicos
Os índices físicos são determinados em laboratório ou mediante formulas de correlação,
desenvolvidas no item anterior.
Em laboratório, são determinados a massa específica natural o teor de umidade e a massa
específica dos sólidos. A seguir, descrevesse resumidamente o procedimento, para determinação desses
três índices físicos.
a. Massa Específica Natural
Toma-se um bloco de solo de forma cúbica, tendo cerca de 8cm de lado e procura-se torneá-lo de
maneira que se transforme num cilindro. Para tanto, utilizasse um berço para alisar a base e o topo, e em
seguida o corpo de prova é levado a um torno, onde lhe dada a forma cilíndrica.
As determinações que se fazem são as medidas do diâmetro da altura do cilindro, para cálculo do
volume e a pesagem do corpo de prova.
Deve-se salientar que a massa especifica natural normalmente determinada em corpos de prova já
talhados para os ensaios usuais de Mecânica dos Solos, isto é, não se talha um corpo de prova para medir
unicamente a sua massa específica natural.
b. Teor de Umidade
Toma-se uma porção de solo (cerca de 50 g), colocando-a numa cápsula de alumínio com tampa:
O conjunto, solo úmido mais cápsula, é pesado com precisão de 0,01 g e, em seguida, a cápsula
destampada é levada a uma estufa até constância de peso. O tempo de permanência da cápsula varia em
função do tipo de solo; como ordem de grandeza, os solos arenosos necessitam de cerca de 6h e os solos
argilosos, às vezes, até de 24 horas.
Pesa-se o conjunto solo seco mais cápsula e, com a tara da cápsula, determinada de início, pode-
se calcular o teor de úmida de pôr meio da seguinte expressão:
%100x
MM
MMw
01
12
−
−=
M2 = Massa do solo úmido mais cápsula
M1 = Massa do solo seco mais cápsula
M0 = Tara da cápsula
c. Massa Específica dos Sólidos
15
Este índice é determinado, usualmente, empregando um frasco de vidro chamado picnômetro
(balão volumétrico). Coloca-se uma porção de solo (cerca de 80g para solos argilosos e 150 para solos
arenosos) no picnômetro e, em seguida, preenche-se o frasco com água destilada até a marca de
referência.
Pesa-se o conjunto picnômetro, água e solo, determina-se a temperatura da suspensão e mediante
a curva de calibração do picnômetro, determinam-se o peso do picnômetro e a água para a temperatura do
ensaio.
A Figura 12 ilustra o cálculo da massa específica dos sólidos.
A massa de água correspondente ao volume deslocado pelos sólidos será:
s
'
ww21 MMMMM −−=− ou
ws21
'
ww MMMMMM ∆=+−=−
Portanto, o volume dos sólidos corresponde a
wws /MV ρ∆=
e, por fim, a massa específica dos sólidos pode ser assim obtida:
w
s21
s
sw
w
s
s
s
s MMM
M;.
M
M
V
M ρ+−=ρρ∆==ρ
Deve-se frisar que normalmente são feitas de três a quatro determinações, fazendo variar a
temperatura e acertando o nível de água na marca de referência, com vistas à obtenção de um valor médio
consistente.
Embora a determinação da massa específica dos sólidos seja simples, muitas vezes adota-se um
valor médio para resolução de problemas, uma vez que a faixa de variação no caso de solos é bem
pequena. Para solos arenosos, pode-se tomar ρs=2,67 g/cm3 (correspondente ao quartzo) e para solos
argilosos, ρs = 2,75 - 2,90 g/cm3.
d. Demais índices
16
Como já foi salientado, os demais índices são determinados mediante fórmulas de correlação. O
Quadro III engloba as várias fórmulas de correlação.
3 - Granulometria
A medida do tamanho das partículas constituintes de um solo é feita pôr meio da granulometria e
a representação dessa medida se dá usualmente por intermédio da curva de distribuição granulométrica.
A Figura 13 apresenta curvas de distribuição granulométrica alguns solos. Pode-se notar que as
curvas são desenhadas em gráfico semilogarítmico. Nas abscissas tem-se o logaritmo do tamanho das
partículas e nas ordenadas, à esquerda, a porcentagem retida acumulada, ou seja, a porcentagem do solo
em massa, que é maior que determinado diâmetro: à direita, tem-se a porcentagem que passa, isto é, a
porcentagem do solo, em massa, que é menor que determinado diâmetro.
17
QUADRO III – FÓRMULAS DE CORRELAÇÃO PARA OS ÍNDICES FÍSICOS
%100S0 r <<
ρ
%100S
sal
r =
ρ
%0S
d
r =
ρ
%100S
'
r =
ρ
sρ rS e n w
e1
eS wrs
+
ρ+ρ
e1
e ws
+
ρ+ρ
e1
s
+
ρ
e1
ws
+
ρ−ρ )e1(d +ρ
w
s
e
w
ρ
ρ 1
d
s −ρ
ρ
e1
e
+ s
wr eS
ρ
ρ
n)S( wrss ρ−ρ−ρ n)( wss ρ−ρ−ρ s)n1( ρ− )()n1( ws ρ−ρ−
n1
d
−
ρ
w
sw
n
n1
ρ
ρ−
n1
n
− s
d1 ρ
ρ−
s
wr
)n1(
nS
ρ−
ρ
)w1(d +ρ
e1
)w1(s
+
+ρ -
e
s
)e1(
)we(
+
−ρ
w
eS wr ρ
)( wsw
dws
ρ−ρρ
ρρ
wr
s
S
w
ρ
ρ
wS
w
swr
s
ρ+ρ
ρds
dswr )(S
ρρ
ρ−ρρ
18
Como foi salientado, as partículas finas de solo têm formas bastante diferentes de uma
esfera. Assim, quando se utiliza alei de Stokes, as partículas finas têm suas dimensões
representadas pôr um diâmetro equivalente.
Para a determinação do tamanho dos grãos de um solo grosso, recorre-se ao ensaio de
peneiramento, no qual se faz passar pôr uma bateria de peneiras, de aberturas sucessivamente
menores, certa quantidade de solo, determinando-se as porções retidas em cada peneira. Para
um solo de graduação fina o peneiramento se torna impraticável. Neste caso, faz-se uso do
ensaio de sedimentação que consiste basicamente em medir indiretamente a velocidade de
queda das partículas em água.
O cálculo do tamanho das partículas finas é feito utilizando-se a lei de Stokes, que diz
ser a velocidade de queda de uma partícula esférica de massa específica ρ, num fluido de
viscosidade µ e massa específica ρw, proporcional ao quadrado do diâmetro dessas partículas, ou
seja:
2
18
Dv ws µ
ρρ −=
Ressalta-se ainda que as partículas coloidais (diâmetro inferior a 0,0002 mm) não
sedimentam, por causa da ação de forças repulsivas entre elas, o que origina o movimento
browniano, de tratamento bastante complexo.
Como, freqüentemente, os solos são uma mistura de partículas dos mais diversos
tamanhos, costuma-se conduzir conjuntamente os ensaios de peneiramento e sedimentação ,ou
seja, faz-se uma análise granulométrica conjunta, para determinação dos diâmetros e das
respectivas porcentagens de partículas que ocorrem num solo.
3.1 - Noções sobre o Ensaio de Análise Granulométrica
A experiência tem mostrado que a amostra a ser ensaiada deve conter de 40 a 70g de
sólidos, passando na peneira #100. Como as partículas finas de solo tendem a aglutinar-se, há
necessidade de dispersá-las com o auxílio de um defloculante (silicato de sódio,
hexametafosfato de sódio etc.), para que o resultado de ensaio seja efetivamente representativo
dos tamanhos de partículas que ocorrem no solo.
A mistura solo e defloculante é peneirada, com o auxílio de lavagem, na peneira #100.
O material que passa é recolhido numa proveta graduada para 1000 ml e será destinada ao
ensaio de sedimentação.
O material retido, após secagem em estufa, é passado pôr uma bateria peneiras, com o
auxílio de vibração. Determina-se a massa retida em cada peneira e, em seguida, calculam-se as
porcentagens retidas e as acumuladas. Com esses valores pode-se determinar a parte da curva
granulométrica relativa à fração grossa do solo, utilizando o logaritmo de abertura da peneira e a
porcentagem retida acumulada nessa peneira.
No ensaio de sedimentação, a velocidade de queda da partícula é obtida indiretamente,
determinando-se densidade da suspensão, em intervalos de tempos espaçados. Agita-se a
suspensão contida na proveta para homogeneizá-la, em seguida, são feitas leituras periódicas de
densidades, ao longo do tempo. A leitura do densímetro (δi) é correlacionada com a queda da
partícula (z), ou seja, a distância entre a superfície da suspensão e o centro de volume do bulbo
(Figura 14).
Dessa forma, a velocidade de uma partícula de diâmetro D, que percorreu uma
distancia z, num tempo t, pode ser determinada pela lei de Stokes:
t
zDv ws =−= 2
18µ
ρρ
19
Resulta então, que:
t
zD
ws
⋅−= ρρ
µ18
Se admitirmos a uniformidade da suspensão, é óbvio que, após o tempo t, todas as
partículas com diâmetro maior que D, dado pela fórmula anterior, deverão estar a uma
profundidade -abaixo de z ou, em outras palavras, acima de z não haverá partículas de diâmetro
maior que V. Chamando de N a porcentagem de partículas de diâmetro menor que D, pode-se
demonstrar que:
( )wi
ws
s
M
VN δ−δρ−ρ
ρ=
em que:
V - volume da suspensão (1000 ml, geralmente);
M - massa total de sólidos;
δi - leitura do densímetro;
δw - massa específica da água.
Se fizermos V = 1000 ml e ρw = 1g/cm3, teremos:
%100
M
LN c
ws
s
ρρ
ρ
−=
em que Lc = 1000 (δi - 1).
Assim, com os valores de diâmetro D e N, porcentagem que passa (porcentagem de
partículas com diâmetro menor que D) é possível traçar a curva correspondente à fração fina do
solo e que complementa a curva obtida do peneiramento.
3.2 - Considerações sobre a Curva de Distribuição Granulométrica
20
A curva de distribuição granulométrica de um solo, freqüentemente, é representada pôr
dois parâmetros. São eles o diâmetro efetivo (De ou D10) e o coeficiente de não uniformidade
(Cu).
Dado que as partículas finas são as que mais interferem no comportamento do solo,
definiu-se o diâmetro no sentido de dar medida dessa característica do solo. Assim, o diâmetro
efetivo é õ diâmetro tal que I0% do solo, em massa, têm diâmetros menores que ele. A Figura
13 mostra quatro curvas granulométricas e para o solo representado pela curva 3, pode-se notar
que o diâmetro efetivo (De) é de 0,12 mm. O coeficiente de não uniformidade Cu dá uma idéia
da inclinação da curva granulométrica, e é definido como:
10
60
D
DCu =
sendo que D60 tem definição análoga ao diâmetro efetivo. Para a curva 2 da Figura 13,
46
0026,0
12,0 ==uC
Um solo em que Cu = 1 está composto de partículas de mesmo tamanho (mal graduado).
Por outro lado, valores de Cu maiores do que a unidade indicam uma variedade no tamanho das
partículas, podendo o coeficiente de não uniformidade atingir valores da ordem de 300 ou 400,
no caso dos solos residuais, sem que isso signifique que o solo seja bem graduado. Um solo
bem graduado apresenta uma distribuição proporcional do tamanho de partículas, de forma que
os espaços deixados pelas partículas maiores sejam ocupados pelas menores. Tais solos,
quando bem compactados, normalmente apresentam alta resistência, o que é de bastante
interesse para aplicação, na prática.
Deve salientar-se que o diâmetro efetivo e o coeficiente de não uniformidade não são
suficientes para representar sozinhos a curva de distribuição granulométrica, uma vez que
curvas distintas podem ter os mesmos De e Cu, como facilmente é possível visualizar pelas
curvas 2 e 4 da Figura 13. Assim, resulta que somente a curva de distribuição granulométrica
pode identificar um solo quanto à sua textura.
A curva de distribuição granulométrica encontra aplicação prática na classificação do
solo quanto à textura, na estimativa do coeficiente de permeabilidade e no dimensionamento de
filtros de proteção.
4 - Plasticidade e Estados de Consistência
4.1 - Noções sobre a Plasticidade dos Solos
Desde épocas remotas, sabe-se que alguns solos, ao serem trabalhados, fazendo variar a
sua umidade, atingem um estado de consistência característico denominado estado de
consistência plástico. Em cerâmica, tais solos são chamados de argilas, palavra que foi
incorporada à Mecânica dos Solos com o mesmo significado.
Sabe-se também que a forma lamelar das partículas é a responsável pelas características
de plasticidade e de compressibilidade dos solos finos. Por sua vez, a forma dessas partículas
determinada, em última análise, pelo mineral argila, presente, ou seja, ela depende da estrutura
cristalina de cada argilo-mineral Como a estrutura cristalina é própria de cada mineral, seria
lícito supor, que, em função do argilo-mineral presente, cada sol apresentasse distintas
características de plasticidade.
Isso é o que realmente ocorre em a natureza, com os argilo-minerais de estrutura
cristalina mais complexa, tais como as montimorilonitas, apresentando maior plasticidade.
21
A plasticidade pode ser definida em Mecânica dos Solos, com a propriedade que um
solo tem de experimentar deformações rápidas, sem que ocorra variação volumétrica apreciável
e ruptura. Para que essa propriedades possa manifestar-se, compreendes que a forma
característica das partículas finas permita que ela deslizem, uma pôr sobre as outras, desde que
haja quantidadesuficiente de água para atuar como lubrificante. Entretanto, se quantidade de
água for maior que a necessária para que tal ocorra, é evidente que se formara uma suspensão,
com característica de um fluido viscoso. Ocorreu, portanto, uma alteração do estado de
consistência do solo, assunto que será tratado no próximo item.
Em resumo, pode-se dizer que a plasticidade está associada aos solos finos, e depende
do argilo-mineral, e da quantidade de água no solo.
4.2 - Estados de Consistência
A plasticidade, portanto, é um estado de consistência circunstancial, que depende da
quantidade de água presente no solo.
Assim, em função da quantidade de água presente no solo, podem-se ter vários estados
de consistência, os quais, em ordem d crescente de teor de umidade, são:
a - estado liquido: o solo apresenta as propriedades e a aparência de uma suspensão e, portanto,
não apresenta nenhuma resistência ao cisalhamento;
b - estado plástico: no qual ele apresenta a propriedade de plasticidade;
c - estado semi-sólido: o solo tem a aparência de um sólido, entretanto, ainda passa pôr
variações de volume, ao, ser secado
d - estado sólido: não ocorrem mais variações de volume, peIa secagem do solo.
A Figura 15 ilustra os diversos estados de consistência de um solo.
4.3 - Limites de Consistência
A passagem de um estado para outro não é repentina, mas sim, gradual, o que torna
difícil estabelecer um critério, para demarcar os limites entre os diversos estados. De fato, esses
limites são estabelecidos arbitrariamente, a partir de ensaios padroniza dos. Os limites de
consistência são também conhecidos como limites de Atterberg, que foi quem primeiro se
preocupou em estabelecê-los. As idéias iniciais de Atterberg, baseadas em conceitos
22
estritamente empíricos permaneceram, entretanto, houve necessidade de realizar algumas
modificações na técnica de obtenção dos limites para que se tivesse um resultado padronizado.
a. Limite de Liquidez
A fronteira convencional entre o estado líquido e o estado plástico (teor de umidade – w1) foi
chamada pôr Atterberg de limite de liquidez (LL, ou wL) o a sua obtenção foi padronizado por
Casagrande. A Figura 16 mostra o aparelho de Casagrande, com as dimensões padrão, para
determinação do limite de liquidez.
A técnica do ensaio consiste em colocar na concha do aparelho uma pasta de solo, que
passou na peneira #40. Faz-se com o cinzel uma ranhura e, em seguida, gira-se a manivela, a
razão de duas revoluções, pôr segundo, fazendo com que a concha caia em queda livre e bata
contra a base do aparelho.
Conta-se o número de golpes para que a ranhura se feche, numa extensão de 12 mm, e,
em seguida, determina-se o teor de umidade do solo. O processo é repetido, para diferentes
teores de umidade. Os valores obtidos são lançados em um gráfico semilogarítmico em que as
ordenadas se têm os teores de umidade e nas abcissas o numero de golpes.
Traça-se a reta média, que passa pôr esses pontos, e determina-se o teor de umidade
correspondente a 25 golpes, o qual ser o limite de liquidez do solo. A Figura 17 ilustra a forma
de obtenção do limite de liquidez.
23
b. Limite de Plasticidade
O teor de umidade que determina a fronteira entre o estado plástico e o estado semi-
sólido é chamado de Limite de plasticidade (LP ou wp).
Para sua determinação, faz-se uma pasta com o solo que passa na peneira # 40, e em
seguida procura-se rolar essa pasta, com auxilio da palma da mão, sobre uma placa de vidro
esmerilhado, fim de formar pequenos cilindros. Quando o cilindro assim forma do atingir um
diâmetro de 3 mm, e começar a apresentar fissuras interrompe-se o ensaio e determina-se o teor
de umidade do sol formador do cilindro.
Repete-se a operação algumas vezes, para se obter um valor médio do teor de umidade,
o qual será o limite de plasticidade do solo.
Neste ensaio, se o solo estiver com muita água, obtêm-se cilindros com diâmetros
inferiores a 3 mm sem que ocorram fissura. Será necessário então remoldar o solo e rola-lo
novamente, par que só vão eliminando a água, até que se consiga o resultado desejado. Em caso
contrário (solo muito seco) é necessário acrescentar água e reiniciar o ensaio, até que se
consigam “rolinhos" de solo que fissurem com um diâmetro de 3 mm.
c. Limite de Contração
A fronteira convencional entre o estado de consistência semi-sólido e o sólido é
chamada de limite de contração (LC).
A observação de que a maior parte dos solos não apresenta redução de volume, quando
submetidos à secagem abaixo do limite d contração, permite determinar esse limite mediante
medida de massa e do volume de uma amostra de solo completamente seca. Quando tal ocorre,
o limite de contração corresponde ao teor de umidade que satura os vazios da amostra de solo.
A Figura 18 esquematiza determinação do limite de contração, nesse caso:
w
s
s
w
s
w MVM
M
MLC ρρ 


 −==



 −=
ss
w M
VLC ρρ
1
24
É óbvio que para tal determinação é necessário conhecer a massa específica dos sólidos
do solo. A determinação padronizada desse limite em laboratório é feita, partindo-se dê uma
pasta de solo (cujo teor de umidade (w) corresponde, geralmente, a 10 golpes no aparelho de
Casagrande) que e colocada num recipiente do qual se conhece o volume (V).
Em seguida, o solo é deixado secar lentamente, à sombra, e depois é levado à estufa até
constância do peso (Ms). Determinasse volume do solo seco (V1), utilizando o recipiente
esquematizado na Figura 19, em que se obtém o peso de mercúrio deslocado (MHg ):
6,131
MHgV =
O limite de contração é obtido pôr meio da seguinte expressão:
w
sM
VVwLC ρ⋅−−= 0
Como é possível observar, o LC assim determinado depende do teor de umidade inicial
(w) do ensaio.
25
4.4 - Índices de Consistência
A partir dos limites de consistência, são calculados vários índices, dentre os quais
sobressaem os índices de plasticidade (IP) e de consistência (IC) por causa de sua maior
utilização, na prática.
O índice de plasticidade é definido como a diferença entre o limite de liquidez e o de
plasticidade, ou seja:
IP = LL - LP
Tal índice tenta medir a maior ou menor plasticidade do solo, e fisicamente
representaria a quantidade de água que seria necessário acrescentar a um solo, para que ele
passasse do estado plástico ao líquido.
O índice de consistência procura colocar a consistência de um solo em função do teor
de umidade (w) e é definido como:
LPLL
wLLIC −
−=
Esse índice busca situar o teor de umidade do solo no intervalo de interesse para a
utilização na prática, ou seja, entre o limite de liquidez e o de plasticidade. Entretanto, tem-se
notado que tal índice não acompanha, com fidelidade, as variações de consistência de um solo,
fazendo com que esteja gradativamente caindo em desuso.
26
CAPÍTULO IV5
ESTRUTURA DOS SOLOS
1 - Introdução
Define-se a estrutura do solo como a forma pela qual estão dispostas as suas partículas,
formando um agregado. Na verdade a estrutura constituiria a propriedade que proporciona a
integridade do solo, o que torna o conceito mais amplo e abrangente. Dentre os principais
componentes da estrutura do solo, destacar-se-iam então: a mineralogia, o tamanho e arranjo
físico, bem como as proporções relativas das articulas tamanho dos poros e distribuição das
fases fluidas nesses poros; a química das três fases constituintes do solo, com ênfase nas forças
existentes entre as partículas.
2 - Estrutura dos Solos Grossos
No caso das areias, supondo-se formadas de grãos esféricos e uniformes, compreende-
se facilmente que a disposição dos grãos só poderá variar entre uma estrutura fofa e uma
estrutura compacta, conforme se vê na Figura 20.
Essas estruturas são chamadas do tipo intergranular e a força que atua (prevalece)
quando do processo da sedimentação, é a de gravidade (peso próprio dos grãos).O comportamento mecânico desses solos grossos fica determina da fundamentalmente
pela condição de compacidade com que ele se encontra. Para medir essa condição foi
introduzido o conceito de compacidade relativa (Dr) e definida por:
%100
min
⋅−
−=
ee
eeD
máx
natmáx
r
Nessa expressão:
emáx = Índice de vazios correspondente ao estado mais fofo possível.
emin = índice de vazios correspondente ao estado mais compacto possível.
enat = índice de vazios natural.
 
5 Mecânica dos Solos - vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Monje Vilar – Depto de
Geotecnia – Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo
27
A compacidade relativa pode ser obtida em laboratório, se bem que exista uma série de
divergências acerca da forma de executar o ensaio. Um dos mais utilizados métodos atualmente
é o D 2049-69 da ASTM (ASTM Test for the Relative Density of Cohesionless Soils - ref. 01).
3 - Estrutura dos Solos Finos
Em se tratando dos solos finos, a situação torna-se muito mais complexa, uma vez que
agora passa a interferir uma série de fatores, tais como as forças de superfície entre as partículas
e a concentração de íons, no líquido em que se deu a sedimentação.
As concepções clássicas acerca da estrutura dos solos finos devem-se a Terzaghi que
sugeriu a estrutura alveolar e a floculenta.
Na estrutura alveolar, característica de solos com partículas da ordem de 0,02 mm, a
força da gravidade e as forças de superfície quase se equivalem. As partículas sedimentando em
água ou em ar podem aderir-se tendendo a formar uma estrutura semelhante a um favo de
abelhas, conforme se mostra na Figura 21.
No caso de partículas menores que 0,02 mm, estas não sedimentam isoladamente por
causa do seu pequeno peso. Entretanto, estas partículas ainda -em suspensão podem vir a tocar-
se e unir-se, for mando grumos de peso maior que podem vir a sedimentar. Completada a
sedimentação, os diversos grumos formam a chamada estrutura floculenta, semelhante à
alveolar, mas agora os alvéolos são compostos por esses grumos, conforme se mostra na Figura
22.
28
Como em a natureza o processo de sedimentação envolve partículas dos mais diversos
tamanhos, as estruturas anteriormente descritas raramente ocorrem isoladamente.
A estrutura composta é formada por grãos grossos e por conjuntos de partículas finas
que proporcionam uma ligação entre as diversas partículas. A estrutura mostrada na Figura 23
ocorre, freqüentemente, quando a sedimentação se dá em ambiente marinho ou Iacustre, com
acentuada concentração de sais.
Interpretações mais recentes sugerem novas idéias sobre o mecanismo de formação da
estrutura floculada.
Imaginando partículas de solo fino sedimentado em meio aquoso, tem-se que essas
partículas carregadas negativamente podem estar envolvidas por cátions, os quais estarão livres
(os mais distantes) ou adsorvidos. Isso gera potenciais de atração e de repulsão que tendem a
variar com a distancia, com a concentração de íons e com a temperatura. Dessa forma, em
função desses potenciais de atração e repulsão, podem originar-se situações distintas, como a
que ocorre no estado disperso, em que as forças de repulsão fazem com que as partículas se
sedimentem separadamente, e adotem uma disposição paralela.
Quando os potenciais de atração prevalecem, as partículas tendem a aglutinar-se
formando o estado floculado. Tal pode se dar quando ocorre a sedimentação em água salgada,
pois a concentração de íons tende a aglutinar as partículas, formando os flóculos , que agora
sedimentam, sob a ação da gravidade, e originam a estrutura floculada.
Entretanto, como foi salientado, podem ocorrer situações intermediárias, em virtude da
concentração de íons. A Figura 24 mostra três estruturas que ocorrem por causa da
concentrarão de íons. No caso (a) tem-se uma estrutura floculada constituída em ambiente
salino de sedimentação (35 g/l de NaCl); em (b), a estrutura floculada constituída em ambiente
não salino e em (c) estrutura dispersa.
Como é fácil visualizar, nota-se que as estruturas dos solos finos, dada a forma e a
disposição das partículas que as compõem são bastante porosas, isto é, possuem um grande
volume de vazios o que confere a esses solos uma considerável compressibilidade. O aumento
de peso graças à disposição de novas camadas faz com que seja reduzido o volume de vazios,
com a conseqüente expulsão da água contida nesses vazios.
Compreende-se intuitivamente, que qualquer acréscimo de cargas (por causa de uma
construção por exemplo) sobre um solo desse tipo, tenderá a provocar uma diminuição do
volume de vazios dada a expulsão da água, uma vez que para a faixa de pressões normalmente
29
utilizadas na prática, as partículas sólidas do solo são praticamente incompreensíveis. Tal
fenômeno, de particular interesse para a Engenharia, constitui o fenômeno de adensamento do
solo, que será tratado futuramente (CAPÍTULO IX).
4 - Amolgamento e Sensibilidade das Argilas
Entende-se por amolgamento a operação de amassado da argila em todas as direções,
sem que ocorra alteração do teor de umidade. O amolgamento tende a destruir a estrutura
original do solo, isto é, elimina as ligações existentes desde a sua formação, e provoca uma
redução da resistência.
A maior ou menor perda de resistência de uma argila, que ocorre pelo amolgamento, é
medida pela sensibilidade dessa argila que é definida, como a relação entre resistências à
compressão simples (CAPÍTULO XIII) do estado indeformado e do estado amolgado, isto é:
c
c
t R
RS
'
=
St - sensibilidade
Rc - amostra indeformada
R’c - amostra amolgada
As argilas, quanto à sensibilidade, classificam-se em:
St = 1 sem sensibilidade
2 < St < 4 pequena e média sensibilidade
30
St > 8 extra-sensíveis
Uma amostra amolgada comprime mais que a amostra indeformada, embora o seu
índice de compressão (CAPITULO IX) seja menor. O que realmente ocorre é que o
amolgamento elimina o pré-adensamento do solo e este passa agora a comprimir-se sob efeito
de seu próprio peso. Outra alteração importante é com referência à permeabilidade, que se torna
menor, quando o solo é amolgado.
5 - Tixotropia
A recuperação da resistência perdida pelo efeito do amolgamento recebe o nome de
tixotropia. Quando se revolve a argila, desequilibram-se as forças interpartículas, porém,
permanecendo a argila em repouso, gradualmente, os potenciais de atração e repulsão tendem a
um estado de equilíbrio mais estável, de maneira a recompor parte da resistência inicial.
O efeito da tixotropia é mais flagrante nas argilas montmoriloniticas. Tal propriedade
encontra grande utilização na prática como, por exemplo, na estabilização dos furos de paredes
diafragmáticas, dos furos de sondagens e de poços de petróleo por meio do emprego de lamas
bentoníticas.
31
CAPÍTULO V1
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
1 - Introdução
Tem havido na Mecânica dos Solos um considerável esforço no sentido de criar um
sistema de classificação que, de fato, permita o agrupamento de solos dotados de
características similares, quer sob o aspecto genético, quer de comportamento. A grande
variedade de sistemas de classificação existente procura, quase sempre, em bases mais ou
menos arbitrárias, encontrar um princípio qualificador universal que possibilite agrupar a
grande variedade de solos existentes em classes, com o objetivo de não se facilitar os estudos
de caracterização, senão também antever o comportamento diante das solicitações, a que serão
submetidos.
Diferentemente das outras ciências, deve interessar à Mecânica dos Solos um sistema de
classificação que prefira o comportamento dos solos à 'sua constituição, à origem, à formação
etc. Não se quer, com isso, criar um desinteresse por estes ultimes aspectos. Eles terão uma
considerável importância,à medida que interferirem de forma significativa no comportamento
do solo.
Sob o aspecto mais prático pode-se dizer que e necessário lia ver várias classificações,
que possam atender mais especificamente aos vários campos da Geotecnia. Pode-se imaginar
que um sistema de classificação que atenda aos interesses da área de estradas não pode atender
com a mesma eficiência à área de fundações.
Em resumo, deve-se utilizar os sistemas de classificação existentes, com certa reserva,
tendo em conta para que fim o sistema foi proposto e sobre que solos o processo foi elaborado.
Ainda sob este último aspecto pode-se dizer que nós brasileiros devemos ter um cuidado
maior, visto que os países criadores destes sistemas de classificação possuem climas bem
diferentes do nosso, e portanto solos com condições particulares.
Vale ainda lembrar as palavras de Nogami, quando se refere aos sistemas de
classificação. Diz ele que nos países de origem, geralmente do Hemisfério Norte com climas
temperados, a fração areia e silte é quase totalmente composta por quartzo, enquanto nos solos
tropicais podem ocorrer minerais como feldspatos, micas, limonitas, magnetita, ilmenita etc.,
além de fragmentos de rochas e concreções lateríticas e que, por vezes, o mineral quartzo pode
mesmo estar ausente da fração areia de muitos destes solos.
De acordo com o que se espera dos sistemas de classificação, eles devem obedecer aos
seguintes quesitos.
a. ser simples, facilmente memorizável e permitir uma rápida determinação do grupo a que
o solo pertence, permitindo a classificação por meio de processos simples de análise
visual-táctil.
b. ser flexível, para tornar-se geral ou particular, quando o caso exigir.
c. ser capaz de permitir, uma expansão a "posteriori", permitindo subdivisões.
Dentre os vários sistemas de classificação existentes vale citar:
- classificação por tipos de solos;
- classificação genética geral;
 
1 Mecânica dos Solos - vol. 1 – Benedito de Souza Bueno & Orencio Monje Vilar – Depto de
Geotecnia – Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo
32
- classificação granulométrica;
- classificação unificada (U.S. Corps of Engineers);
- classificação H.B.R. (Highway Research Board).
2 - Classificação Por Tipos De Solos
É um sistema classificação descritivo em que o reconhecido a que determinado grupo
pertence é baseado em análise visual-táctil (Capítulo II).
3 - Classificação Genética Geral
É um sistema de classificação também de natureza descritiva, sendo necessário para a
sua utilização um conhecimento da gênese dos solos, ou de uma forma que seja mais simples,
fazer uma análise de sua macroestutura da cor e da posição de coleta da amostra no perfil do
subsolo.
Foi proposta com a finalidade de ser usada em problemas de estradas: divide os solos
em três categorias, isto é:
a. Solo Superficial
Solo que constitui o horizonte superficial, normalmente contendo matéria orgânica.
Nesse horizonte concentra-se o campo de estudo da pedologia. Possui estrutura, cor e
constituição mineralógica diferentes das camadas inferiores. A espessura varia de alguns
decímetros a alguns metros.
b. Solo de Alteração
Solo proveniente da decomposição das rochas graças aos processos de jntemperismo.
Em condições normais, acha-se subjacente ao solo superficial. r um solo residual e pode,
freqüentemente, no Brasil, atingir até dezenas de metros. São solos de granulometria crescente
com a profundidade.
c. Solo Transportado
Solo originado do transporte e deposição de material, por meio dos processos
geológicos de superfície. A granulometria é mais ou menos uniforme, de acordo com o agente
transportador. Em condições normais, pode constituir as camadas aflorantes ou estar subjacente
ao solo superficial. Atinge, por vezes, espessuras de centenas de metros.
4 - Classificação Granulométrica
A composição granulométrica do solo, como foi visto no Capítulo lll, não só
corresponde à sua aparência visual e sensível, como determina, especialmente para os solos
grossos, as características de seu comportamento.
33
A determinação da curva granulométrica de um solo é tarefa simples e os métodos
atuais conduzem a uma exatidão razoável. NeIa os solos são designados pelo nome da fração
preponderante.
Esta última afirmação deve ser analisada com maior rigor, pois sabe-se que as
definições não deveriam ser baseadas simplesmente nas frações preponderantes, porquanto nem
sempre são elas que ditam o comportamento de um solo. Neste caso, preferindo-se agrupar os
solos quanto ao comportamento em detrimento das constituições, a classificação deveria
denominá-lo de acordo com a fração mais ativa, no seu comportamento.
Embora hoje recomendada mais para os solos grossos, a classificação granulométrica
tornou-se universalmente empregada. Não existe, entretanto uma concordância entre os
geotécnicos quanto ao intervalo de variação dos diâmetros de cada uma das frações que
compõem os solos. A Figura 25 dá uma idéia deste fato2.
Além das escalas granulométricas, foram grandemente utilizados no passado os
diagramas triangulares (triângulo de FERET), Figura 26, em que o solo era dividido em três
classes, isto é, areia, silte e argila. A soma das porcentagens destas três frações é 100%, e
conduzem a um ponto no interior do triângulo. Este ponto cai em áreas, nas quais o triângulo é
dividido, e que fornece a classificação do solo.
 
2 A faixa granulométrica especificada pela ABNT 6502/95 é diferente da antiga apresentada na Figura 26
e é semelhante à do MIT da mesma figura. Considerar, adicionalmente, que entre 0,06 e 0,2mm situam-se
as areias finas; entre 0,2 e 0,6mm, as areias médias e entre 0,6 e 2mm, as areias grossas.
34
5 - Classificação do U.S. Corps of Engineers (Unificada)
Esta classificação apresentada por Arthur Casagrande, em 1942, visava classificar os
solos com o propósito de utilizá-los na construção de aeroportos, razão pela qual é conhecida
também como classificação para aeroporto. Foi depois adotada pelo U.S. Corps of Engineers
que lhe deu o nome e a divulgou.
Além da granulometria, os limites de consistência são utilizados como elementos
qualificadores.
Cada solo é representado por duas letras: um prefixo e um sufixo. O prefixo é uma das
subdivisões ligada ao tipo; o sufixo, as características, granulométricas e à plasticidade.
Os materiais terrosos são divididos em duas grandes classes: material grosso (solos
tendo mais de 50% retidos na # 200) e material fino (solos tendo mais de 50% passando na #
200):
A classe dos materiais grosseiros foi dividida em dois grupos: pedregulhos e areias,
representados pelos prefixos G (gravel) e S (sand) - iniciais de suas classificações em Inglês,
respectivamente.
Cada um destes dois grupos foi dividido em quatro subgrupos, representados pelos seguintes
sufixos:
W (well) = material limpo, bem graduado
P (poor) = material limpo, mal graduado
C (clay) = material bem graduado com bom aglutinante argiloso
F (fine) = material com excesso de finos
Os materiais W possuem diferentes coeficientes de não uniformidade, com valores até
acima de 20 e os materiais P, geralmente inferiores a 5.
Podem-se obter por meio da combinação destas letras os seguintes subgrupos: GW; GP;
GC; GF; SW; SP; SC; SF.
A classe dos materiais finos foi dividida em três grupos: silte e areia muito fina, argila
inorgânica e silte e argilas orgânicas, representados pelo prefixo M (Mo) ; C (Clay) e O
(Organic) , respectivamente. Cada um destes grupos são subdivididos em dois subgrupos
representados pelos sufixos:
H (High) - solos com alta compressibilidade, apresentando LL acima de 50.
L (Low) - solos com baixa compressibilidade, apresentando LL abaixo de 50.
35
Podem-se obter com a combinação destas letras