Mecânica dos Solos - Velentim Capuzzo Neto

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA 
ESCOLA TÉCNICA FEDERAL DE PALMAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOTAS DE AULA DO CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES: 
 
MECÂNICA DOS SOLOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Valentim Capuzzo Neto 
 
 
 
Palmas - 2008- revisada
Apostila - Mecânica dos solos 
 
1
1 - ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
 
1.1 - INTRODUÇÃO 
 
A Terra é constituída de três camadas: crosta 
terrestre, manto e núcleo (externo e interno). Dessas três 
camadas só nos interessa a parte superficial, pois é onde se 
localizam todas as obras de engenharia. A porção externa da 
crosta terrestre é formada por vários tipos de corpos 
rochosos que constituem o manto rochoso. 
As rochas da crosta terrestre, quando profundas 
estão intactas (rocha sã), quando próximas à superfície estão fraturadas. Estas rochas superficiais estão 
sujeitas às condições que alteram sua forma física e química. Os fatores físicos e químicos que produzem as 
alterações são chamados de agentes de intemperismo. O processo de intemperismo pode ser dividido em 
duas fases: - intemperismo físico: que é a desintegração da rocha; 
 - intemperismo químico: que é a decomposição da rocha. 
A desintegração (intemperismo físico) provoca a ruptura das rochas em fendas, daí a tamanhos cada 
vez menores, porém sem mudar sua composição química. Essa desintegração ocorre por diferentes agentes 
como a água, a variação de temperatura, a variação de pressão, a vegetação, os ventos , etc. Dessa forma 
da rocha podem-se gerar pedregulhos e areias e até mesmo siltes. Somente em casos especiais são 
formadas argilas. 
A decomposição (intemperismo químico) é o processo onde as reações químicas levam a modificação 
mineralógica das rochas de origem. O principal agente do intemperismo químico é a água. Os mais 
importantes mecanismos modificadores são: a oxidação, a hidrólise, a hidratação, a carbonatação, os efeitos 
químicos resultante do apodrecimento de vegetais e animais, etc 
Usualmente a desintegração e a decomposição atuam juntas, sendo que a desintegração acelera o 
processo de decomposição, visto que a ruptura física da rocha permite a circulação de água e agentes 
químicos. Os organismos vivos provocam tanto a desintegração puramente física, quanto na decomposição 
química das rochas. 
O produto final do intemperismo é o SOLO. 
 
1.2 - CONCEITO DE SOLO 
 
O solo tem concepções diferentes de acordo com quem o está estudando. Para o geologia e 
agronomia, solo é o material encontrado à superfície da terra, servindo de sustentação para os vegetais. 
 Para a construção civil, solo pode ser entendido como todo material encontrado na camada 
superficial da crosta terrestre que pode ser removido por um instrumento cortante qualquer, sem a 
utilização de explosivos. 
 
 
Crosta terrestre
Manto
Núcleo externo
Núcleo interno
Apostila - Mecânica dos solos 
 
2
Solo residual maduro
Saprolito
Rocha alterada
Rocha sã
Solo residual maduro
Saprolito
Rocha alterada
Rocha sã
 
Solo - Geologia e agronomia Solo - Construção civil 
 
Pode-se afirmar que quando um solo é apropriado para construção civil, deve ser impróprio para fins 
de agricultura. Um solo muito compacto, é conveniente para obras civis, mas é péssimo para a agricultura. 
Do mesmo modo, um solo poroso (com muitos vazios) é bom para a agricultura, mas ruim para construção. 
 
1.3 - FORMAÇÃO DO SOLO 
 
Cada rocha e cada maciço rochoso se decompõem de uma forma própria, influenciados pelo 
intemperismo que sofre. Porções mais fraturadas se decompõem mais intensamente do que as partes 
maciças, certos minerais constituintes das rochas são mais solúveis que outros. O intemperismo está 
continuamente em atividade, alterando o solo, transformando as partículas em outras cada vez menores. 
Os fatores mais importantes na formação dos solos são: 
- Rocha de origem; - Clima; 
- Topografia; - Ação de organismos vivos; 
- Tempo de ação dos fatores anteriores. 
 Quanto à formação dos solos, podemos classificá-los em três grupos principais: solos residuais; 
solos sedimentares (ou transportados) e solos orgânicos. 
 
1.3.1 - Solos residuais 
 
 São os solos que permanecem no local da 
rocha de origem (rocha mãe), percebendo-se uma 
gradual transição da superfície até a rocha. Para que 
ocorra, há a necessidade que a velocidade de 
decomposição da rocha seja maior que a velocidade 
de remoção pelos agentes externos. Apresentam 
camadas (horizontes) com graus de intemperismos 
decrescentes: solo residual maduro, saprolito 
(solo de alteração de rocha) e a rocha alterada. 
 
1.3.2 - Solos sedimentares ou transportados 
 
São os que sofrem a ação dos agentes transportadores. Podem ser classificados em: 
- aluvionares – quando transportados pela água; 
- eólicos – quando transportados pelo vento; 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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- coluvionares – quando transportados pela gravidade; 
- glaciares – quando transportados pelas geleiras. 
 
 
 
1.3.3 - Solos orgânicos 
 
 São originados da decomposição e apodrecimento de matérias 
orgânicas de natureza vegetal (plantas, raízes) ou animal. Os solos 
orgânicos são problemáticos para construção civil, pois são muito 
deformáveis (compressíveis). Em algumas formações de solos orgânicos 
ocorre uma importante concentração de folhas e caules em processo de 
decomposição, formando as turfas (matéria orgânica combustível). 
 
1.4 - FÍSICA DO SOLO: 
 
O solo é constituído de uma fase sólida e de uma fase fluída (água e/ou gases). Pode-se dizer que 
o solo é um conjunto de partículas sólidas que deixam espaços vazios entre si, sendo que esses vazios 
podem estar preenchidos com líquidos (água), com gases (ar), ou ambos. 
 
1.4.1 - Partículas sólidas 
 
São as que dão as características e as propriedades do solo conforme sua forma, tamanho e textura. 
As formas das partículas têm grande influência nas propriedades do solo. As principais formas das 
partículas são : 
a) Poligonais angulares 
- São irregulares. Exemplo: areias, siltes e pedregulhos; 
 
b) Poligonais arredondadas 
- Possuem a superfície arredondada, normalmente devido ao 
transporte pela a ação da água. Exemplo: seixo rolado; 
 
c) Lamelares 
- Possuem duas dimensões predominantes, 
típica de solos argilosos. Exemplo: argila; 
 
d) Fibrilares 
- Possuem uma dimensão predominante. Típicos de solos orgânicos. 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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1.4.2 - Fase líquida (água) 
A água contida no solo pode ser classificada em: 
Água higroscópica: é a que se encontra 
em um solo úmido ou seco ao ar livre, 
ocupando o espaço de vazios entre as 
partículas (acima do lençol freático). Pode ser 
totalmente eliminada quando submetida a 
temperaturas acima de 100ºC. 
Água adsorvida ou adesiva: é aquela 
película de água que envolve e adere 
fortemente à partícula sólida. 
Água de constituição: é aquela que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida. 
Água capilar: aquela que, nos solos finos, sobe pelos vazios entre as partículas a pontos acima do 
lençol freático (ascensão capilar). Pode ser totalmente eliminada quando submetida a temperaturas acima 
de 100ºC. 
Água livre : é a que se encontra abaixo do lençol freático, preenchendo todos os vazios entre as 
partículas sólidas. Pode ser totalmente eliminada quando submetida a temperaturas acima de 100ºC. 
 
1.4.3 - Fase gasosa 
Dependendo do tipo de solo e das suas propriedades (principalmente porosidade), os vazios podem 
estar preenchidos com ar. Em algumas regiões pantanosas dos EUA, pode-seter gases (até mesmo tóxicos) 
preenchendo os vazios. Em aterros sanitários, pelos processos de decomposição das matérias orgânicas, há 
a formação de gases (metano). 
 
1.5 - EXERCÍCIOS: 
 
1 - Como ocorre a formação do solo? Existem vários fatores que influenciam na formação do solo. Quais são 
esses fatores? 
 
2 - Como são originados os solos orgânicos? Por que os solos orgânicos não são indicados para a construção 
civil? 
 
3 - O intemperismo é dividido em duas fases. Quais são essas fases? Comente sobre cada uma delas. 
 
4 - Qual a diferença entre o solo para a construção e o solo para agronomia? 
 
5- Quais as principais formas das partículas sólidas que constituem o solo? 
 
6- Como pode ser classificada a água contida no solo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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2 - ÍNDICES FÍSICOS DOS SOLOS 
 
2.1 - INTRODUÇÃO 
 
 Como vimos no capítulo anterior, o solo é composto por partículas 
sólidas que apresentam vazios entre si. Esses vazios podem estar 
preenchidos por água e/ou ar. Portanto, o solo é um sistema trifásico, isto é, 
formado por três fases: 
- fase sólida: formada pelas partículas sólidas; 
- fase líquida: formada normalmente pela água; 
- fase gasosa: formada normalmente pelo ar. 
 O comportamento do solo depende das quantidades relativas de cada uma das fases constituintes. 
Os índices físicos do solo são uma relação entre volumes, entre massas ou entre massa e volume das fases 
constituintes do solo. Dessa forma, os índices físicos dos solos são utilizados na caracterização das condições 
do solo em um dado momento, podendo serem alterados ao longo do tempo. 
 Um solo num período chuvoso terá parte dos vazios preenchidos pela água. Já no período de seca, 
acontecerá a evaporação e os vazios passarão a serem preenchidos pelo ar. Essa variação de condições leva 
a diferentes valores dos índices físicos de um solo. 
 
2.2 - GRANDEZAS ENVOLVIDAS 
 
 As principais grandezas de um solo são: 
sólidos
água
arPar = 0
Pa
Ps
Pt
Pesos
Vs
Va
Var
Vt
Volumes
Vv
 
 
Pesos Volumes 
 
Ps: Peso das partículas sólidas ou Peso seco do solo 
Pa: Peso da água 
Par: Peso do ar (considerado desprezível) 
Pt: Peso total do solo Pt = Ps + Pa 
Psat: Peso do solo saturado 
Unidades usuais para peso: g, kg, t 
 
Vs: Volume das partículas sólidas 
Va: Volume da água 
Var: Volume do ar 
Vv: Volume de vazios Vv = Va + Var 
Vt: Volume total do solo Vt = Vs + Vv 
 ou Vt = Vs + Va + Var 
Unidades usuais para volume: cm3, dm3, m3 
 
 
 
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2.3 - OS ÍNDICES FÍSICOS DOS SOLOS 
 
2.3.1 - Relação entre pesos: 
 a) Teor de umidade (h%): é definido como a relação entre o peso da água (Pa) e o peso das 
partículas sólidas (Ps) existente em um mesmo volume de solo. 
100
Ps
Pa
%h ×= (em %) ou 
Ps
Pa
h = (sem unidade) 
 Para se determinar o teor de umidade de um solo, em laboratório, pesamos uma amostra de 
solo em seu estado natural (Pt) e o pesamos após a secagem em estufa (Ps). A diferença entre o 
peso do solo no estado natural e o seu peso seco é o peso da água (Pa = Pt – Ps). 
 O valor mínimo do teor de umidade é igual a zero (h= 0%), no entanto esta não é uma 
situação encontrada na natureza, é obtida apenas em laboratório. Com relação ao valor máximo, 
não existe um limite definido, por exemplo no México existem argilas com teores de umidade em 
torno de 400%. 
 Um outro meio para a determinação do teor de 
umidade de solos e agregados miúdos é a utilização do 
aparelho “Speedy”, que tem base na reação química da água 
existente em uma amostra com o carbureto de cálcio, 
realizada em ambiente confinado. 
CaC2 + 2 H2O → C2 H2 + Ca (OH)2 
 (carbureto de cálcio + água → acetileno e hidróxido de cálcio) 
O gás acetileno ao expandir-se gera pressão proporcional à quantidade de água existente no 
ambiente. A leitura dessa pressão em um manômetro permite a avaliação do teor de umidade de 
amostras. 
Outro método utilizado é o chamado “método expedito do álcool”, onde se utiliza uma 
frigideira e álcool para a evaporação da água. Não é uma técnica indicada para solos com 
presença de matéria orgânica. 
 
2.3.2 - Relação entre pesos e volumes: 
 
a) Peso específico aparente do solo natural (γ) : é a relação entre o peso total (Pt) e o volume 
total (Vt), para a umidade natural do solo. 
t
t
V
P=γ (g/cm3; kg/dm3; t/m3) 
 
b) Peso específico aparente do solo seco (γs) : é a relação entre o peso das partículas sólidas 
ou peso seco (Ps) e o volume total (Vt). 
t
s
s V
P=γ (g/cm3; kg/dm3; t/m3) 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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c) Peso específico real ou das partículas sólidas (γg) : é a relação entre o peso das partículas 
sólidas ou peso seco (Ps) e o volume das partículas sólidas (Vs). Varia pouco de um solo a outro, 
oscilando entre 2,5 e 2,9 g/cm3. 
s
s
g V
P=γ (g/cm3; kg/dm3; t/m3) 
 
d) Peso específico da água (γa) : é a relação entre o peso da água (Pa) e o volume da água (Va). 
a
a
a V
P=γ = 1g/cm3 = 1kg/dm3= 1t/m3 
Como o peso específico da água é igual a 1 (um), o peso da água (Pa) será sempre 
numericamente igual ao volume da água (Va) e vice-versa. 
 
e) Peso específico aparente do solo saturado (γsat): quando o solo tem todos os seus vazios 
preenchidos com água, dizemos que está saturado. Nesta situação, definimos o peso do solo 
como sendo o peso do solo saturado (Psat). O peso específico aparente do solo saturado é a 
relação entre o peso do solo saturado (Psat) e o volume total (Vt). 
t
sat
sat V
P=γ (g/cm3; kg/dm3; t/m3) 
 
f) Peso específico aparente do solo submerso (γsub): para uma camada de solo abaixo do 
lençol freático, as partículas sólidas sofrerão o empuxo da água. Assim, o peso específico efetivo 
ou peso específico aparente do solo submerso (γsub) será o peso específico aparente do solo 
saturado (γsat) menos o peso específico da água (γa). 
asatsub γ−γ=γ (g/cm3; kg/dm3; t/m3) 
 
g) Densidade relativa das partículas (δ): é a relação entre o peso específico das partículas 
sólidas ou peso específico real (γg) e o peso específico da água (γa). É um valor adimensional 
(sem unidade), variando na natureza entre 2,5 a 2,9. 
a
g
γ
γ=δ (sem unidade) 
 
2.3.3 - Relação entre volumes: 
 
a) Porosidade (η) : é a relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume total (Vt). Teoricamente o 
valor mínimo é igual a 0% e o máximo igual a 100%. 
100
V
V
t
v ×=η (em %) ou 
t
v
V
V=η (sem unidade) 
A porosidade não permite acompanhar a variação de volume do solo, pois ao se variar o volume 
de vazios o volume total também será alterado. 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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b) Índice de vazios (ε) : é a relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume das partículas 
sólidas (Vs). Na teoria o valor mínimo é igual a 0% e não há um valor máximo definido. 
100
V
V
s
v ×=ε (em %) ou 
s
v
V
V=ε (sem unidade) 
O índice de vazios permite verificar a variação volumétrica do solo ao longo do tempo, pois podemos 
considerar que o volume das partículas sólidas (Vs) é constante. 
 
c) Grau de saturação (S%) ou (S) : é a relação entre o volume de água (Va) e o volume de 
vazios (Vv). Pode variar entre 0% (solo seco) e 100% (solo saturado). 
100x
V
V
%S
v
a= (em %) ou 
v
a
V
V
S = (sem unidade) 
 
2.3.3 - Relação entre os índices 
 
 É possível realizarmos manipulações matemáticas de forma a obtermos um índice físico através de 
outros índices conhecidos. A seguir apresenta-se algumas das possíveis relações: 
( )h1s +
γ=γ( )ε+
ε=η
1
 1
s
g −γ
γ=ε 
δ
ε×= Sh ( )( ) g1
h1 γ×ε+
+=γ ( )( )ε+ ε×+δ=γ 1 S 
( )ε+
γ=γ
1
g
s ( )ε+
ε+δ=γ
1sat
 
 
2.4 - EXEMPLO 
 
Uma amostra de solo saturado tem volume de 17,4 cm3 e peso de 29,8 g. Após secagem em estufa, o peso 
passou para 19,6 g. Pede-se para determinar: 
- o teor de umidade (h) 
- o peso específico aparente do solo natural (γ) 
- o peso específico aparente do solo saturado (γsat) 
- o peso específico aparente do solo seco (γs) 
- o peso específico das partículas sólidas (γg) 
- a densidade relativa (δ) 
- o índice de vazios (ε) 
- a porosidade (η) 
- o grau de saturação (S) 
 
Solução: A figura mostra o esquema representativo da amostra e os valores conhecidos. 
Pesos
Ps = 19,6g
Pt = 29,8g
Pa
Vs
Amostra saturada
água
sólidos
Va = Vv
Vt = 17,4 cm3
Volumes
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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- teor de umidade (h): 100
Ps
Pa
%h ×= 
Temos que Pt = Pa + Ps → 29,8 = Pa + 19,6 → Pa = 10,2 g 
%52%h100
6,19
2,10
%h100
Ps
Pa
%h =→×=→×= ou h = 0,52 
- o peso específico aparente do solo natural (γ): 
t
t
V
P=γ 
3
t
t cm/g71,1
4,17
8,29
V
P =γ→=γ→=γ 
- o peso específico aparente do solo saturado (γsat): 
t
sat
sat V
P=γ 
Quando a amostra é saturada o peso total (Pt) é igual ao peso do solo saturado (Psat), portanto o γsat = γ 
3
sat cm/g71,1=γ 
- o peso específico aparente do solo seco (γs): 
t
s
s V
P=γ 
3
ss
t
s
s cm/g13,14,17
6,19
V
P =γ→=γ→=γ 
- o peso específico das partículas sólidas (γg): 
s
s
g V
P=γ 
Inicialmente é necessário determinar o valor do volume das partículas sólidas (Vs). Como a 
amostra está saturada, temos que o volume de vazios é igual ao volume de água → Va = Vv 
Como 
a
a
a V
P=γ = 1g/cm3 , temos que Pa = Va → Va = 10,2 cm3 
Na amostra saturada Vt = Vv + Vs → Vt = Va + Vs → 17,4 = 10,2 + Vs → Vs = 7,2 cm3 
3
gg
s
s
g cm/g72,22,7
6,19
V
P =γ→=γ→=γ 
- a densidade relativa (δ):
a
g
γ
γ=δ 
72,2
1
72,2
a
g =δ→=δ→γ
γ=δ 
→ A densidade relativa (δ) será sempre numericamente igual ao peso específico das 
partículas sólidas (γg) 
 
- o índice de vazios (ε): 
s
v
V
V=ε 
42,1
2,7
2,10
V
V
s
v =ε→=ε→=ε ou ε = 142% 
- a porosidade (η): 100
V
V
t
v ×=η 
%6,58100
4,17
2,10
100
V
V
t
v =η→×=η→×=η ou η= 0,586 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
10
 
- o grau de saturação (S): 100x
V
V
%S
v
a= 
 Neste caso, não é necessário calcular o valor do grau de saturação, pois quando o solo é dito 
saturado já estamos afirmando que S% = 100% ou que S = 1. 
 
2.5 - EXERCÍCIOS 
 
1 - O peso de uma amostra saturada é 805g. O volume correspondente é 500 cm3. Esta amostra depois de 
seca passou a pesar 720g. Pede-se calcular: 
a) h% b) Ps c) Pa 
d) Vs e) Vv f) ε 
g) η h) γ i) γs 
j) S% 
 
2 - Uma amostra de um solo pesa 22 kg. O volume correspondente a este amostra é 12,2 dm3. Desta 
amostra subtrai-se uma parte, para a qual determina-se: Pt = 70g; Ps = 58g; γg= 2,67g/cm3. Pede-se 
determinar: 
a) h% b) Ps da amostra maior c) Pa da amostra maior 
d) Vs da amostra maior e) Vv da amostra maior f) ε 
g) η h) γ i) γs 
j) S% k) γsat 
 
3 - Uma determinada amostra de solo tem peso específico aparente natural de 1,8 g/cm3 e teor de umidade 
de 30%. Qual o peso específico aparente do solo seco? 
 
4 - Uma determinada amostra de solo tem peso específico aparente seco de 1,7 g/cm3 e teor de umidade de 
23%. Qual o peso específico aparente natural? 
 
5 - Uma determinada amostra de solo tem peso específico aparente seco de 1,6 g/cm3 e peso específico 
aparente natural de 1,8 g/cm3. Qual o teor de umidade da amostra ? 
 
6 - O peso específico de um solo no estado natural é de 1,8 g/cm3, o teor de umidade é de 25% e a 
densidade relativa das partículas sólidas é 2,65. Determine: 
a) γ b) γs c) γg 
d) ε e) η f) S 
g) Qual será o peso da parte sólida de uma amostra em seu estado natural que tenha peso total de 3,5t? 
 
7 - O peso específico de um solo no estado natural é de 1,75 g/cm3 e o seu teor de umidade é de 6%. Qual 
a quantidade de água a ser adicionada, por m3, para que o teor de umidade passe a 13%? 
 
8 - O teor de umidade de uma amostra é de 25%, o peso inicial da amostra é de 300g. Qual a quantidade 
de água existente na amostra? 
 
9 - Uma amostra de solo úmido pesa 920g, com teor de umidade de 30%. Que quantidade de água é 
necessária acrescentar nessa amostra, para que o teor de umidade passe para 35%? 
 
10 - Uma amostra de solo saturado tem peso total de 500g e volume de 235 cm3. Sabendo que a umidade 
da amostra é de 15%. Calcule: 
a) Quantidade de água 
 
11 - Um solo possui grau de saturação igual a 1, teor de umidade igual a 30% e densidade relativa das 
partículas igual a 2,66. Determine: 
a) Índice de vazios 
b) Peso específico aparente do solo natural 
c) Peso específico aparente do solo seco 
d) Quantidade de água existente em 1 m3 de solo 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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12- O peso específico do solo natural é de 2,1 g/cm3 , seu teor de umidade é de 12% e a densidade relativa 
das partículas é 2,65. Determine: 
a) Peso específico aparente do solo seco 
b) Índice de vazios 
c) Grau de saturação do solo 
d) Quantidade de água existente em 1 m3 de solo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
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3 - GRANULOMETRIA DE UM SOLO 
 
3.1 - INTRODUÇÃO 
 
A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho das partículas que os compõem, pois 
são as partículas sólidas que dão as características e as propriedades ao solo conforme sua forma, tamanho 
e textura. 
Granulometria é a distribuição, em porcentagem, dos diversos tamanhos de grãos. Desse modo, 
determina-se a dimensão das partículas e as proporções relativas que elas se encontram, obtendo-se a 
distribuição granulométrica. Para essa determinação é necessário fazer atravessar uma amostra de solo por 
peneiras, por meio de um processo de vibração (mecânico ou manual). As peneiras são colocadas 
ordenamente, superpondo-as na ordem de série, sempre iniciando pela de maior abertura de malha. 
 
 
 
A análise granulométrica , em geral, se divide em duas fases: peneiramento (grosso e fino) e 
sedimentação. 
 
3.2 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA 
 
A análise granulométrica, ou seja, a determinação das dimensões das partículas dos solos e das 
proporções relativas em que elas se encontram, é representada, graficamente, pela curva granulométrica. 
Esta curva é traçada por pontos de um diagrama semilogarítmico, no qual, sobre o eixo das abscissas, são 
marcados os logaritmos das dimensões das partículas e sobre o eixo das ordenadas as porcentagens, em 
peso, de material que tem dimensão média menor que a dimensão considerada. 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
13
 
3.3 - PARCELAS DO SOLO DE ACORDO COM A NBR 6502/1995 
 
De acordo com a NBR 6502/1995 as dimensões dos solos podem ser divididas em diferentes 
parcelas: 
 - Matacão : 20 cm ≤ dimensão < 100 cm 
 - Pedra de mão : 6 cm ≤ dimensão < 20 cm 
- Pedregulho : 2 mm ≤ dimensão < 60 mm 
- Areia : 0,06 mm ≤ dimensão < 2,0 mm 
- Silte: 0,002 mm ≤ dimensão < 0,06 mm 
- Argila: dimensão ≤ 0,002 mm 
 
 A areia pode ser subdividida em: 
Areia grossa : 0,6 mm ≤ dimensão < 2,0 mm 
Areia média : 0,20 mm ≤ dimensão < 0,60 mm 
Areia fina : 0,06 mm ≤ dimensão < 0,20 mm 
 
 Já o pedregulho pode ser subdividido em: 
Pedregulho grosso : 20 mm ≤ dimensão < 60 mm 
Pedregulho médio : 6 mm ≤ dimensão < 20 mm 
Pedregulho fino: 2 mm ≤ dimensão < 6 mm 
 
3.4 - PENEIRAS 
 
Para a separação dos sólidos, de um solo, em diversas frações, utilizam-se peneiras de aberturas de 
malha padronizada (ABNT, ASTM, etc). 
 
ASTM ABNT aberturas em mm 
 ASTM ABNT aberturas em mm 
 ASTM ABNT aberturas em mm 
4" - 101,6 4 4,8 4,76 50 0,30 0,297 
3 1/2" - 88,9 5 - 4,00 60 - 0,250 
3" 76 76,2 6 - 3,36 70 - 0,210 
2 1/2" - 63,5 7 - 2,83 80 - 0,177 
2" 50 50,8 8 2,4 2,38 100 0,15 0,149 
1 3/4" - 44,4 10 2 2,00 120 - 0,125 
1 1/2" 38 38,1 12 - 1,68 140 - 0,105 
1 1/4" - 31,7 14 - 1,41 170 - 0,088 
1" 25 25,4 16 1,2 1,19 200 0,075 0,074 
3/4" 19 19,1 18 - 1,00 230 - 0,062 
5/8" - 15,9 20 - 0,84 270 - 0,053 
1/2" - 12,7 25 - 0,71 
3/8" 9,5 9,52 30 0,6 0,59 
5/16" - 7,93 35 - 0,50 
1/4" - 6,35 40 0,42 0,42 
3,5 - 5,66 45 - 0,35 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
14
 
3.5 - DEFINIÇÕES IMPORTANTES 
 
Porcentagem que passa: peso de material que passa em uma determinada peneira, referido ao peso seco 
da amostra; 
 
Porcentagem retida: porcentagem retida numa determinada peneira, referido ao peso seco total da 
amostra; 
 
Porcentagem retida acumulada: soma dos percentuais retidos nas peneiras superiores, com o 
percentual retido na peneira em estudo; 
 
Diâmetro efetivo: diâmetro correspondente a 10% do peso total, de todas as partículas menores que ele; 
def = d10 
 
Coeficiente de uniformidade: razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, tomados na 
curva granulométrica. 
ef
60
d
d
Cu = 
 Cu < 5 → solo uniforme 
 5 ≤ Cu < 15 → solo de uniformidade média 
Cu ≥ 15 → solo desuniforme 
Um solo em que o coeficiente de uniformidade é igual a 1 (um) está composto de partículas de 
mesmo tamanho (mal graduado). Por outro lado, valores maiores do que a unidade indicam uma variedade 
no tamanho das partículas, podendo o coeficiente de 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. 
 
Coeficiente de curvatura: medida da forma e simetria da curva granulométrica. É menos usado que o 
coeficiente de uniformidade. 
1060
2
30
dd
)d(
Cc ×= 
 
 
3.6 - SEDIMENTAÇÃO 
 
Para a porção fina dos solos (silte e argila) o peneiramento é praticamente impossível, pois as 
peneiras deveriam ter aberturas de malhas excessivamente pequenas, difíceis de serem obtidas 
industrialmente ou de serem preservadas com o uso. Neste caso emprega-se a técnica de sedimentação. O 
método consiste em colocar uma certa quantidade de solo dispersa num frasco de água contendo um 
agente antifloculante para se obter uma suspensão final. As partículas cairão sob a ação da gravidade, em 
meio resistente segundo a lei de Stokes, que diz que as velocidades são proporcionais ao quadrado dos 
diâmetros das partículas. Neste trabalho não entraremos em detalhes sobre esta técnica. 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
15
3.7 - PROCEDIMENTOS PARA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA (NBR 7181) 
 
3.7.1 - Procedimentos de execução 
 Os procedimentos, de modo simplificado, para a análise granulométrica de acordo com a NBR 7181 
são o seguinte: 
- a quantidade de amostra de solo para a análise é determinada pela tabela abaixo. 
Dimensão dos grãos maiores contidos na 
amostra, determinada por observação visual 
(mm) 
Quantidade mínima 
a tomar 
(kg) 
< 5 1 
5 a 25 4 
> 25 8 
 
- Antes de iniciar propriamente a análise granulométrica deve-se passar a amostra de solo pela 
peneira de nº 10 (abertura de 2,0 mm). 
- Para a parcela de solo que ficar retida nesta peneira realiza-se o peneiramento grosso, onde se 
utilizam as peneiras 2” (50,8mm), 1 1/2” (38,1mm), 1” (25,4mm), 3/4” (19,1mm), 3/8” (9,52mm), 
4 (4,76mm) e 10 (2,0 mm). 
- Da parcela que passa pela peneira nº 10 retira-se uma amostra com cerca de 120g, que pode ser 
utilizada tanto no peneiramento fino quanto na sedimentação. 
- Para a realização do peneiramento fino deve-se passar a amostra pela peneira nº200 
(0,075mm), o material que fica retido é passado pelas peneiras 16 (1,19mm), 30 (0,59 mm), 40 
(0,42mm), 60 (0,25mm), 100 (0,149mm) e 200 (0,074mm). 
 
Esquema da análise granulométrica do solo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.7.2 - Cálculos 
a) Massa total da amostra seca: 
( )
g
gt
s M)h1(
MM
M ++
−= 
Em que: 
Ms = massa total da amostra seca 
Mt = massa total da amostra úmida 
Mg = massa do material seco retido na peneira de 2,0 mm; 
h = teor de umidade da amostra do material passado na peneira de 2 mm. 
 
Amostra 
de solo 
Peneira 
nº 10 
(2 mm) 
Material retido
Material 
que passa
PENEIRAMENTO GROSSO
SEDIMENTAÇÃO 
Peneira 
nº 200 
(0,075 mm)
PENEIRAMENTO
FINO 
retido 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
16
b) Porcentagens retidas de materiais nas peneiras de 50, 38, 19, 9,5, 4,8, e 2,0 mm - Peneiramento 
grosso: 100
M
M
P
s
i
ret ×= 
Em que: 
Pret = porcentagem de material retido em cada peneira 
Ms = massa total da amostra seca 
Mi = massa do material retido em cada peneira 
 
c) Porcentagens retidas acumuladas de materiais que ficam nas peneiras de 50, 38, 19, 9,5, 4,8, e 2,0 mm - 
Peneiramento grosso: ∑= retacumulada.ret PP 
Em que: 
Pret. acumulada = porcentagem acumulada de material retido acima de cada 
peneira 
Pret = porcentagem de material retido em cada peneira 
 
d) Porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 50, 38, 19, 9,5, 4,8, e 2,0 mm - Peneiramento 
grosso: acumulada.retpassa P100P −= 
Em que: 
Pret. acumulada = porcentagem acumulada de material retido acima de cada 
peneira 
Ppassa = porcentagem de material que passa em cada peneira. 
 
e) Porcentagens retidas de materiais nas peneiras de 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15 e 0,075mm,- Peneiramento 
fino: N
M
M
P
f
i
ret ×


= 
Em que: 
Pret = porcentagem de material retido em cada peneira 
Mf = massa da amostra seca do material que passa na peneira de 2,0 mm 
Mi = massa do material retido em cada peneira 
N = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm 
 
f) Porcentagens retidas acumuladas de materiais que ficam nas peneiras de 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15 e 
0,075mm,- Peneiramento fino: ∑= retacumulada.ret PP 
Em que: 
Pret. acumulada = porcentagem acumulada de material retido acima de cada 
peneira 
Pret = porcentagem de material retido em cada peneira 
 
g) Porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15 e 0,075mm - 
Peneiramento fino: acumulada.retpassa PNP −= 
Em que: 
N = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm 
Pret. acumulada = porcentagem acumulada de material retido acima de cada 
peneira 
Ppassa = porcentagem de material que passa em cada peneira. 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
17
3.8 – EXEMPLO 
 
Uma amostra úmida de solo (Mt) com massa de 1000g foi passada na peneira nº 10 
(2,0mm). O material que ficou retido,foi seco e pesado, sendo que a massa seca do material (Mg) 
foi igual a 40g. A umidade média (h) do solo determinada foi de 5%. Do material que passou pela 
peneira 10, retirou-se uma parcela que foi seca e pesada, obtendo-se uma massa da amostra seca 
(Mf) de 120g. Realizou-se o peneiramento grosso e fino do material, obtendo-seas massas retidas 
em cada peneira. Construa a curva granulométrica do solo e determine seu coeficiente de 
uniformidade (Cu), seu coeficiente de curvatura (Cc) e classifique quanto à uniformidade. 
 
Dados 
Massa total úmida Mt = 1000 g 
Massa do material seco retido na peneira de 2,0 mm Mg = 40 g 
Teor de umidade médio h = 5 % ou 0,05 
Massa total da amostra seca 
( )
g
gt
s M)h1(
MM
M ++
−= Ms= 954,29 g 
Massa da amostra seca do material que passa na 
peneira de 2,0 mm Mf= 120 g 
 
 
Peneiramento grosso 
Peneiras Porcentagens de material 
Número abertura 
Material retido 
(g) Pret (%) Pret acumulada (%) Ppassa (%) 
2” 50,80 5 0,52 0,52 99,48 
1 1/2” 38,10 5 0,52 1,05 98,95 
1” 25,40 5 0,52 1,57 98,43 
3/4” 19,10 5 0,52 2,10 97,90 
3/8” 9,52 5 0,52 2,62 97,38 
4 4,76 7,5 0,79 3,41 96,59 
10 2,00 7,5 0,79 4,19 N = 95,81 
Total Mg = 40 
 
100
M
M
P
s
i
ret ×= ; ∑= retacumulada.ret PP ; acumulada.retpassa P100P −= 
 
Peneiramento fino 
Peneiras Porcentagens de material 
Número abertura 
Material retido 
(g) Pret (%)* Pret acumulada (%) Ppassa (%) 
16 1,19 12,5 9,98 9,98 85,83 
30 0,59 17,5 13,97 23,95 71,86 
40 0,42 20 15,97 39,92 55,89 
60 0,25 20 15,97 55,89 39,92 
100 0,149 25 19,96 75,85 19,96 
200 0,074 25 19,96 95,81 0,00 
Total Mf = 120 
* Obs: N
M
M
P
f
i
ret ×


= ; ∑= retacumulada.ret PP ; acumulada.retpassa PNP −= 
 
Apostila - Mecânica dos solos 
 
18
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10 100
diâmetro (mm)
P
or
ce
n
ta
ge
m
 q
u
e 
pa
ss
a 
(%
)
 
DA CURVA GRANULOMÉTRICA OBTÉM-SE: 
d10 = def = 0,11 mm 
d30 = 0,19 mm 
d60 = 0,45 mm 
ef
60
d
d
Cu = 
1060
2
30
dd
)d(
Cc ×= 
Cu = 4,09 
 
 
Cc = 0,73 
 
Classificação quanto à uniformidade: Cu=4,09 < 5 → solo uniforme 
 
3.9 – EXERCÍCIOS 
 
1- Construa a curva granulométrica do solo abaixo. Encontre também o diâmetro efetivo, o grau de 
uniformidade e coeficiente de curvatura e classifique o solo de acordo com a uniformidade. 
 
Peneiras de aberturas (mm) % que passa 
19,10 100 
9,52 80 
4,8 72 
2,0 67 
0,42 56 
0,25 44 
0,074 24 
0,060 * 21 
0,002* 11 
0,001* 4 
(*) porcentagens e diâmetros determinados por sedimentação 
 
2 - Trace a curva granulométrica do solo que apresenta as seguintes porcentagens (passando) e, a seguir: 
 
Peneira 4 Peneira 10 Peneira 40 Peneira 200 < 0,06 mm < 0,002 mm
100% 95% 85% 40% 35% 10% 
 
a) indique as percentagens correspondentes de pedregulho, areia, silte,argila; 
b) calcule o diâmetro efetivo; 
c) calcule o grau de uniformidade; 
d) determine se a classificação do solo quanto à uniformidade. 
d10 d30 d60
 
 
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000
diâmetro (mm)
%
 
q
u
e
 
p
a
s
s
a
410200 100 60 40 30
 peneiras
argila silte
 fina média grossa
pedregulhoareia 
2"1 1/2"1"3/4"3/8"16
pedra de 
mão grossomédio fino
Apostila - Mecânica dos solos 19 
 
 
4 - PLASTICIDADE E CONSISTÊNCIA DOS SOLOS 
 
4.1- INTRODUÇÃO 
 
Plasticidade é a propriedade que os solos têm de serem moldados, sob certas condições de 
umidade, sem variação de volume e sem ruptura. É a propriedade mais importante da argila. 
Um solo argiloso, de acordo com seu teor de umidade, poderá apresentar características iguais às de 
um líquido ou de um sólido. Entre estes dois estados limites, o solo passará por dois estado intermediários 
que serão apresentados a seguir. 
 
4.2- LIMITES DE CONSISTÊNCIA 
 
A plasticidade 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 crescente de teor de umidade, são: 
 
 
Estado 
Sólido 
Estado 
Semi- sólido 
Estado 
Plástico 
Estado 
Líquido 
 
 
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. Para caracterizar as mudanças 
dos estados de consistências foram definidos os limites de consistência. De fato, esses limites são 
estabelecidos arbitrariamente, a partir de ensaios padronizados. Os limites de consistência são também 
conhecidos como limites de Atterberg, que foi quem primeiro se preocupou em estabelecê-los. 
O estado líquido é a situação em que o solo tem uma umidade muito elevada, apresenta-se como 
um fluído denso (lama líquida). À medida que a água evapora, o solo endurece, e para uma determinada 
umidade (h), o solo perde a capacidade de fluir, mas poderá ser moldado e conservar sua forma. Este teor 
de umidade é definido como limite de liquidez (LL). O solo encontra-se agora no estado plástico. 
A água do solo continuará a evaporar até que a plasticidade desapareça e o solo se desmanchará ao 
ser trabalhado. O teor de umidade correspondente à perda de plasticidade é definido como limite de 
plasticidade (LP). O solo neste momento passa para o estado semi-sólido. Continuando a secagem, o 
solo atingirá um teor de umidade em que ao secar não haverá redução do seu volume. Este teor de umidade 
é definido como limite de contração (LC). O solo finalmente se encontra no estado sólido. 
 
ESTADO PRINCIPAL CARACTERÍSTICA 
Estado líquido comportamento de um fluído denso 
Estado plástico facilmente moldável 
Estado semi-sólido há variação de volume com a secagem 
Estado sólido não há variação de volume com a secagem 
 
Teor de umidade crescente
LC LLLP
Apostila - Mecânica dos solos 20 
 
 
 
 
Teor de 
umidade 
Variação 
de volume 
Sólido
Semi- 
Sólido 
Plástico
Líquido
LC LP LL 
 
4.3- LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) 
 
 O Limite de Liquidez (LL) pode ser determinado pelo método do aparelho de Casagrande ( NBR 
6459 / 1984). É definido como o teor de umidade para o qual temos que dar 25 golpes, para que se feche 
13 mm de comprimento do sulco feito no solo disposto na concha metálica do aparelho de Casagrande. 
 
 
 
 
 
 
 
Para a determinação do Limite de Liquidez (LL), de acordo com a NBR 6459, é necessário utilizar o 
solo com, no mínimo, 5 umidades diferentes, encontrando os respectivos números de golpes para o 
fechamento de 13 mm do sulco. Os teores de umidade utilizados no ensaio são manipulados, pois temos 
que obter umidades diferentes. Quanto maior o teor de umidade, menor será o número de golpes 
necessários para fechar o sulco. 
Os valores obtidos são lançados em um gráfico semilogarítmico em que as ordenadas se têm os 
teores de umidade e nas abscissas o numero de golpes. Traça-se a reta média, que passa por esses pontos, 
e determina-se o teor de umidade correspondente a 25 golpes, o qual será o limite de liquidez do solo. A 
figura a seguir ilustra a forma de obtenção do limite de liquidez. O resultado deve ser expresso em 
porcentagem, aproximando-se para o número inteiro mais próximo. 
Cinzel solo arenoso
Cinzel solo argiloso
Apostila - Mecânica dos solos 21Limite de Liquidez
40
50
60
70
10 100
Número de golpes (N)
Te
or
 d
e 
u
m
id
ad
e 
(%
)
20 60504030 90807025
 
Número de golpes 33 30 27 23 19 
Teor de umidade (%) 45,98 50 52,94 55,14 60,26 
Do gráfico: 
LL = 54% 
 
 
4.4- LIMITE DE PLASTICIDADE (LP) 
 
O Limite de Plasticidade (LP) é o teor de umidade que separa o estado plástico do semi-sólido. O 
ensaio deve ser realizado de acordo com a NBR 7180/1984. O equipamento necessário à realização do 
ensaio é muito simples: uma placa de vidro com uma face esmerilhada (fosco) e um cilindro padrão de 3 
mm de diâmetro. 
Define-se como Limite de Plasticidade o teor de umidade no qual um cilindro de solo executado com 
a palma da mão, por meio de movimentos regulares de vaivém, sobre a placa de vidro fosco, começa a 
fissurar ao atingir o diâmetro padrão de 3 mm e comprimento de 10 cm. É necessário repetir o ensaio no 
mínimo três vezes para a obtenção de um valor médio. 
 
 
 
 
Se as fissuras aparecerem em um rolinho com diâmetro maior que 3 mm, o solo já está no estado 
semi-sólido. Nesse caso é necessário acrescentar água na amostra. Se o rolinho atingir um diâmetro menor 
que 3 mm sem se fissurar, o solo ainda se encontra no estado plástico. Nesse caso é necessário retirar um 
pouco da umidade. 
LL 
Apostila - Mecânica dos solos 22 
 
 
4.5- LIMITE DE CONTRAÇÃO (LC) 
 
O Limite de Contração (LC) é o teor de umidade que separa o estado semi-sólido do sólido. 
Corresponde ao teor de umidade a partir do qual o solo não mais se contrai, mesmo que continue perdendo 
peso. Ou seja, o índice de vazios da amostra é o mesmo, quer quando esteja saturado ou completamente 
seco. O ensaio deste limite deve ser realizado de acordo com a NBR 7183/1982. 
 
 
 
 
Uma estimativa do Limite de Contração (LC) é realizada através dos índices físicos: 




δ−γ=
11
LC
s
, onde δ é a densidade relativa e γs é o peso específico aparente do solo seco. 
 
4.6- ÍNDICES RELACIONADOS COM A PLASTICIDADE DO SOLO 
 
4.6.1 - Índice de Plasticidade (IP) 
O índice de plasticidade (IP) define a zona em que o terreno se acha no estado plástico e fornece 
um critério para avaliar o caráter argiloso de um solo. Assim, quanto maior o índice de plasticidade (IP), 
tanto mais plástico será o solo e maior será o seu teor de argila. 
IP = LL - LP , onde IP = Índice de Plasticidade 
 LL = Limite de Liquidez 
 LP = Limite de Plasticidade 
 
Classificação de acordo com o índice de plasticidade (IP) 
1% < IP ≤ 7% Solos fracamente plásticos 
7% < IP ≤ 15% Solos medianamente plásticos 
IP > 15% Solos altamente plásticos 
 
Apostila - Mecânica dos solos 23 
 
 
4.6.2 - Índice de Consistência (IC) 
O índice de consistência (IC) expressa a consistência do solo a partir do teor de umidade obtido em 
campo. 
IP
hLL
IC
−= , onde IC = Índice de Consistência 
 LL = Limite de Liquidez 
 h = teor de umidade natural do solo 
 IP = Índice de Plasticidade 
 
Classificação de acordo com o índice de consistência (IC) 
IC ≤ 0 Solos muito moles 
0 < IC ≤ 0,5 Solos moles 
0,5 < IC ≤ 0,75 Solos médios 
0,75 < IC ≤ 1 Solos rijos 
IC > 1 Solos duros 
 
4.6.3 - Grau de contração do solo (C) 
( )
100
V
VV
C
ini
secini ×−= , onde C = grau de contração 
 Vini = volume inicial da amostra do solo 
 Vsec = volume seco da amostra do solo 
 
Classificação de acordo com o grau de contração (C) 
C≤ 5% Solos bons 
5% < C ≤ 10% Solos regulares 
10% < C ≤ 15% Solos ruins 
C > 15% Solos péssimos 
 
4.6.4 - Valores de limite de liquidez e índice de plasticidade de solos brasileiros 
 
Valores típicos para solos brasileiros LL IP 
Arenoso fino, laterítico (a) 29% 11% 
Arenoso fino, laterítico (b) 44% 13% 
Solos de basalto, laterítico 43% 16% 
Solo saprolítico de gnaisse 48% 16% 
Solo saprolítico de granito 48% 16% 
Argila orgânica de várzeas quaternárias 70% 30% 
Argila orgânica de baixadas litorâneas 120% 60% 
 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 24 
 
 
4.7- EXERCÍCIOS 
 
1- No ensaio para determinar o Limite de Liquidez, você obteve os resultados abaixo. Determine o valor do 
Limite de Liquidez. 
Nº de golpes 49 31 23 19 12 
Umidade 16 20 21 23 27 
 
 
2- Determine o valor do Limite de Liquidez, sabendo que os resultados obtidos nos ensaios foram os 
seguintes: 
Nº de golpes 34 30 21 15 10 
Umidade 39 41 45 50 55 
 
3- Um solo tem as seguintes características: 
- Limite de Liquidez (LL) = 60%; - Limite de Plasticidade (LP) = 27%; 
- Teor de umidade natural do solo (h) = 32%. 
 Determine : 
a) Índice de Plasticidade (IP); 
b) Índice de Consistência (IC); 
c) Classifique o solo em função do Índice de Plasticidade (IP) e do Índice de Consistência (IC). 
 
4- A umidade natural (h) de um determinado solo é de 20%. Sabe-se que esse solo possui: 
- Limite de Plasticidade (LP) = 15,0%; - índice de Plasticidade (IP) = 11,0%; 
- Vini = 3,0 dm3 ; - Vsec = 2,8 dm3 ; - γs = 2,29 kg/dm3 ; - δ = 2,65. 
Classifique o solo quanto ao estado de consistência, ao índice de plasticidade, ao índice 
de consistência e ao índice de contração. 
 
5- Um determinado solo está com umidade natural (h) de 10%. Sabendo que esse solo possui: 
- Limite de Liquidez (LL) = 27,0%; - Limite de Plasticidade (LP) = 13,0%; 
- Vini = 4,0 dm3 ; - Vsec = 3,9 dm3 ; - γs = 2,10 kg/dm3 ; - δ = 2,65. 
Classifique o solo quanto ao estado de consistência, ao índice de plasticidade, ao índice 
de consistência e ao índice de contração. 
 
6- Para um determinado solo foi colhida uma amostra, a qual foi analisada no laboratório, sendo obtidos os 
seguintes dados: 
Nº de golpes 30 27 23 20 18 Ensaio de 
Casagrande Umidade 30 33 39 45 48 
 
- Teor de umidade natural do solo (h) = 30%; - LP = 24% 
- γs = 2,6 kg/dm3 ; - γg = 3,0 kg/dm3 ; 
- Vini = 5,0 dm3 ; - Vsec = 4,5 dm3 . 
Determinar: 
a) LL 
b) IP 
c) IC 
d) LC 
e) C 
f) Classificar o solo quanto ao estado de consistência, ao índice de plasticidade, ao índice de 
consistência e ao índice de contração. 
g) Se tivermos um período de estiagem prolongado, com a umidade passando a ser de 15%, 
o que aconteceria com a consistência do solo? 
h) Se tivermos um período chuvoso, com o teor de umidade passando a ser de 50%, o que 
aconteceria com a consistência do solo? 
Apostila - Mecânica dos solos 25 
 
 
5 - IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS 
 
5.1- INTRODUÇÃO 
 
O solo sendo um material que ocorre na natureza nas mais diferentes formas, para ser utilizado 
como fundação ou material de construção, necessita ser classificado de modo que se possam formular 
métodos de projetos baseados em algumas propriedades de cada grupo. Deste modo foram desenvolvidos 
vários sistemas de classificação, cada um adequado a uma utilização dos solos ou a métodos de projeto. 
Têm-se sistemas com base na formação dos solos, na classificação pedológica (geologia), com base no 
tamanho das partículas e aqueles que levam em consideração mais de um parâmetro do solo. 
 
5.2- CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TAMANHO DAS PARTÍCULAS (NBR 6502) 
 
5.2.1- Matacão 
 Fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo ou abrasão, 
com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1m. 
 
5.2.2 - Pedra-de-mão 
 Fragmento de rocha com diâmetros compreendidos entre 60 mm e 200mm. 
 
5.2.3 - Pedregulho 
 Solos formados por minerais ou partículas de rochas, com diâmetros compreendidos entre 2 mm e 
60 mm. Quando arredondados ou semi-arredondados, são denominados cascalho ou seixo. 
 
5.2.4 - Areia 
 Solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas, com diâmetros 
compreendidos entre 0,06 mm e 2 mm. 
Quanto à compacidade a areia pode ser: 
ƒ fofa (pouco compacta) : 0 < GC ≤ 1/3 
ƒ mediamente compacta : 1/3 < GC ≤ 2/3 
ƒ compacta : 2/3 < GC ≤ 1 
Grau de Compacidade (GC)= 
minmax
natmax
ee
ee
−
−
 
5.2.4 - Silte 
 Solo que apresenta baixa ou nenhuma plasticidade, e que exibe baixa resistência quando seco ao ar. 
Suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração silte. É formado por partículas 
com diâmetros compreendidos entre 0,002 mm e 0,06 mm. Forma torrões facilmente desagregáveis pela 
pressão dos dedos. 
 
5.2.5 - Argila 
 Solo de granulação fina constituído por partículas com dimensões menores que 0,002 mm, 
apresentando coesão e plasticidade. Quando seco os torrões são dificilmente desagregáveis por pressão dos 
dedos. 
Apostila - Mecânica dos solos 26 
 
 
Existem 3 (três) grupos principais de minerais argílicos: 
- Caolinitas - Ilitas -Montmorilonitas 
 As montmorilonitas são as que causam maior preocupação, pois são muito expansivas e portanto 
instáveis. As bentonitas são compostas predominantemente de montmorilonitas. São utilizadas em injeções 
para vedação de barragens e escavações. Possuem propriedades tixotrópicas. 
Tixotropia é a propriedade que alguns solos finos coesivos, de, após ter sua estrutura molecular 
destruída (amassando o solo, por exemplo), quando deixado em repouso, recuperar sua resistência coesiva 
(reordenação molecular). 
Lamas bentoníticas (suspensão em água de bentonita) são usadas em perfurações petrolíferas, 
fundações profundas, etc. 
 
5.2.6 - Principais diferenças entre areia e argila 
 
AREIA ARGILA 
- não apresenta plasticidade - apresenta plasticidade 
- permeável - impermeável 
- poucas deformações - grandes deformações 
- índice de vazios de médio a baixo - alto índice de vazios 
- não retém água - retém água 
- não se expande - pode ser expansiva 
- baixa superfície específica - grande superfície específica 
 
Superfície específica : é a soma das superfícies de todas as partículas contidas na unidade de volume (ou 
peso) do solo 
 
Aresta Volume total Nº cubos Área Total Superfície específica 
1 cm 1 cm3 1 6 cm2 6 cm2/ cm3 
0,1 cm 1 cm3 1000 60 cm2 60 cm2/ cm3 
0,01 cm 1 cm3 1000000 600 cm2 600 cm2/ cm3 
0,001 cm 1 cm3 1000000000 6000 cm2 6000 cm2/ cm3 
 
Quanto mais fino o solo, maior será sua superfície específica. Constitui uma das razões da diferença entre as 
propriedades dos solos argilosos e arenosos. 
 
Exemplos de superfície específica 
Caolinita - 10 a 20 m2/g Silte - 0,10 m2/g 
Ilinita - 80 a 100 m2/g Areia - 0,01 m2/g
Montmorilonita - 800 m2/g 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 27 
 
 
5.3- CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ORIGEM 
 
5.3.1 - Solos orgânicos 
Cada solo pode apresentar teor de matéria orgânica, oriundo de restos vegetais e animais. São solos 
de fácil identificação, pois possuem cor escura e odor característico. De acordo com a norma da ASTM, o solo 
é classificado como orgânico se o limite de liquidez (LL) da amostra seca na estufa é menor que 75% do 
limite de liquidez (LL) da amostra seca naturalmente. Normalmente são solos problemáticos, devido a grande 
compressibilidade e aos elevados índices de vazios. 
 
5.3.2 - Solos residuais 
Solos que se originam do intemperismo da rocha-mãe no próprio local onde esta se encontra. 
Apresentam características diferentes de acordo com a distância da rocha original. Para que ocorram é 
necessário que a velocidade do intemperismo seja maior que a velocidade de remoção por agentes externos. 
No Brasil a velocidade do intemperismo é alta, portanto existem grandes quantidades de solos residuais. 
As possíveis camadas dos solos residuais são: 
- solo residual maduro: superficial, perdeu toda a estrutura original da rocha mãe, relativamente 
homogêneo; 
- saprolito: mantém a estrutura original da rocha mãe, mas perdeu a consistência de rocha; 
- rocha alterada: camada em que a alteração progrediu ao longo de fraturas ou zonas de menor 
resistência, deixando intactos grandes blocos de rochas 
 
solo residual maduro 
saprolito
rocha alterada
rocha-mãe
 
 
5.3.3 - Solos transportados 
Solos que foram carregados do seu local de origem por algum elemento de transporte (gravidade, 
água, vento, etc): 
- solo coluvionar : o agente transportador é a ação da gravidade; 
- solo aluvionar : o agente transportador é a ação da água; 
- solo eólico : o agente transportador é ação do vento. 
 
5.4- CLASSIFICAÇÃO QUANTO À PEDOLOGIA 
 
5.4.1 - Solo laterítico 
Solo típico da evolução de solos em clima quente, com regime de chuvas moderadas à intensa. 
Apresenta elevada concentração de ferro e alumínio na forma de óxidos e hidróxidos, daí sua coloração 
avermelhada. Esses sais geralmente encontram-se recobrindo agregações de partículas argilosas. 
Apostila - Mecânica dos solos 28 
 
 
Apresentam-se na natureza não-saturados, com elevados índices de vazios , resultando numa baixa 
capacidade de suporte. Quando compactados sua capacidade de suporte é elevada, sendo por isso muito 
utilizados na pavimentação. Depois de compactado apresenta contração se o teor de umidade diminuir, mas 
não apresenta expansão na presença de água. 
 
5.4.2 - Solo concrecionado 
Massa de solo que apresenta alta resistência, cujos grãos são ligados, naturalmente, por um cimento 
qualquer. 
 
5.5- SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DO SOLO (SUCS) 
 
O Sistema Unificado de Classificação de Solo (SUCS) resultante de um trabalho conjunto do Bureau of 
Reclamation e do Corps of Engineers, assistido pelo professor Arthur Casagrande, da Universidade de 
Harvard, foi publicado, em 1953, pelo Waterways Experiment Station como aperfeiçoamento e ampliação do 
sistema elaborado por Casagrande para aeroportos em 1943. O SUCS baseia-se na identificação dos solos de 
acordo com as suas qualidades de textura e plasticidade, agrupando-lhes de acordo com seu comportamento 
quando usados em estradas, aeroportos, aterros e fundações. 
 Neste sistema, consideram-se as seguintes características dos solos: 
a) Percentagens de pedregulhos, areia e finos (fração que passa na peneira n° 200: silte e argila); 
b) Forma da curva granulométrica; 
c) Plasticidade e Compressibilidade. 
Em linhas gerais, os solos são classificados, neste sistema, em três grandes grupos: 
- solos de granulação grossa (mais de 50% em peso retido peneira n° 200) - pedregulhos, areias, 
solos pedregulhosos ou arenosos com pouca quantidade de finos; 
- solos de granulação fina (mais de 50% em peso passando na peneira n° 200) - siltes e argilas; 
- solos altamente orgânicos (facilmente identificáveis pelo seu aspecto). 
O solo é identificado pelo conjunto de duas letras. A primeira indica o principal tipo de solo e a 
segundaindica as propriedades complementares. 
 
1ª letra - tipo do solo 2ª letra - propriedades 
G Pedregulho (Gravel) W Bem graduado (Well) 
S Areia (Sand) P Mal graduado (Poorly) 
M Silte (sueco: Mo) H Alta compressibilidade (High) 
C Argila (Clay) L Baixa compressibilidade (Low) 
O Solo orgânico (organic) Pt Turfa (Peat) 
 
Exemplos: 
CL - solo argiloso de baixa compressibilidade 
SM - solo arenoso com certa quantidade de silte 
GP - solo pedregulhoso, mal graduado 
MH - solo siltoso de alta compressibilidade 
OL - solo orgânico de baixa compressibilidade 
Apostila - Mecânica dos solos 29 
 
Os nomes pedras, cascalho ou pedregulho (gravel), areia (sand) e finos - compreendendo silte e 
argila - são usados para definir a escala de granulometria no tamanho das partículas do solo, tendo sido 
adotadas, arbitrariamente. Os limites de tamanho adotados pelo SUCS estão apresentados na tabela a seguir, 
vale ressaltar que estes limites de tamanho são diferentes dos adotados pela norma brasileira. 
 
Pedras acima de 3 polegadas (76 mm) 
Pedregulho ou cascalho grosso entre 3"e 3/4" (76 e 19 mm) 
Pedregulho ou cascalho fino entre 3/4" e a peneira n° 4 (19 e 4,76 mm) 
Areia grossa entre as peneiras n 4 e 10 (4,76 e 2 mm) 
Areia média entre as peneiras n 10 e 40 (2 e 0,43 mm) 
Areia fina entre as peneiras nos 40 e 200 (0,42 e 0,075 mm) 
Finos (silte e argila) passando na peneira n° 200 (menor que 0,075 mm) 
 
5.5.1 - Solo de granulação grossa (pedregulhos e areias) 
O solo será classificado como pedregulho ou areia de acordo com a fração granulométrica que 
predominar. Por exemplo, se o solo possui 35% de pedregulho, 45% de areia e 20% de finos, ele será 
classificado como areia (S). 
Os solos granulares poderão ser classificados em bem ou mal graduados. O termo “bem graduado” 
indica a existência de grãos com diversos diâmetros o que confere um melhor comportamento do solo do 
ponto de vista de engenharia (menor compressibilidade e maior resistência). 
O SUCS considera o pedregulho bem graduado quando seu coeficiente de uniformidade (Cu) é 
superior a 4, e que uma areia é bem graduada quando seu coeficiente de uniformidade (Cu) é superior a 6. 
Além disso, é necessário que o coeficiente de curvatura (Cc) esteja entre 1 e 3. 
Nos solos grossos com a porcentagem de finos superior a 12% é mais importante saber as 
propriedades dos finos do que a uniformidade. Neste caso, identifica-se secundariamente o pedregulho e a 
areia como argilosos (GC ou SC) ou como siltosos (GM ou SM). 
Quando o solo grosso possui entre 5 a 12% de finos recomenda-se que apresentem as duas 
características secundárias, uniformidade da granulometria e propriedade dos finos. Por exemplo: SP-SC - 
areia mal graduada, argilosa. 
 
Apostila - Mecânica dos solos 30 
 
5.5.2 - Solo de granulação fina (siltes e argilas) 
Quando a fração fina é predominante, o solo será classificado em silte (M), argila (C) ou orgânico 
(O), não em função das frações granulométricas, mas pela atividade da argila. São os índices de consistência 
que melhor indicam o comportamento argiloso. 
Analisando os índices e comportamento dos solos, Casagrande desenvolveu a Carta de Plasticidade, 
que é um gráfico do índice de plasticidade (IP) em função do limite de liquidez (LL). Nesse gráfico os solos de 
comportamento argiloso estão posicionados acima de uma reta inclinada (linha A). Já os solos orgânicos ou 
siltosos estão posicionados abaixo dessa linha. Os solos orgânicos se distinguem dos siltes pelo aspecto 
visual, pois apresentam uma coloração típica: marrom escuro, cinza escuro ou preto. 
A equação da linha A é dada por IP = 0,73x(LL-20), substituída no trecho inicial por uma faixa 
horizontal para IP de 4 a 7. 
Como característica complementar dos solos finos, indica-se a sua compressibilidade, definindo-se como de 
alta compressibilidade (H) os solos que possuem o limite de liquidez (LL) maior que 50%. Da mesma forma, 
define-se como de baixa compressibilidade (L) os solos que apresentam LL menor que 50%. 
 Situações muito próximas a Linha A são considerados casos intermediários e as duas classificações 
são representadas. 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 31 
 
 
5.6- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO TRB (ANTIGO HRB) 
 
Um sistema de classificação de solos bastante utilizado em pavimentação é o do Highway Research 
Board (HRB), aprovado em 1945 e que constitui um aperfeiçoamento do antigo sistema da Public Roads 
Administration, proposto em 1929. Neste sistema, atualmente denominado TRB (Transportation Research 
Board), considera-se a granulometria, o limite de liquidez, o índice de liquidez e o índice de grupo. Este 
sistema de classificação liga-se intimamente ao método de dimensionamento de pavimentos pelo índice de 
grupo. 
As principais diferenças para o SUCS são: 
- a porcentagem passante na peneira 200 (0,075 mm) que separa o solo grosso do fino é 35%, e 
não 50% como na classificação unificada; 
- considera os percentuais passantes das peneiras 10 (2,0 mm) e 40 (0,42 mm); 
- não oferece parãmetros qualitativos de graduação e compressibilidade. 
 Os solos são divididos em dois grandes grupos: 
- solos granulares ou de granulação grossa são os que contêm 35% ou menos de material 
passando na peneira n° 200. São classificados nos grupos A-1, A-2 e A-3; 
- solos finos ou de granulação fina são os que contêm no mínimo 35% de material passando na 
peneira n° 200. São classificados nos grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. 
 
5.6.1 - Solo granulares ou de granulação grossa 
Na Tabela a seguir é mostrado o quadro de classificação dos solos granulares, segundo o TRB. 
Tipo % P#10 (2,0 mm) 
% P#40 
(0,42 mm) 
%P#200 
(0,075mm) IP IG 
A1-a < 50 < 30 < 15 < 6 0 
A1-b < 30 < 25 < 6 0 
A3 > 50 < 10 NP 0 
A2-4 0 
A2-5 0 
A2-6 < 4 
% P#200<35% 
A2 
A2-7 < 4 
 
Grupo A-1 - 0 material típico deste grupo é constituído de mistura bem graduada de fragmentos de 
pedra ou pedregulhos, areia grossa, areia fina e um aglutinante de solo não plástico ou fracamente plástico. 
No entretanto, este grupo inclui também fragmentos de pedra, pedregulho, areia grossa, cinzas vulcânicas, 
etc., que não contêm aglutinantes de solo 
Subgrupo A-1-a - Inclui os materiais contendo, principalmente, fragmentos de pedra pedregulho, com 
ou sem material fino bem graduado, funcionando como aglutinante. 
Subgrupo A-1-b - Inclui os materiais constituídos, principalmente, de areia grossa, cora ou sem 
aglutinante de solo bem graduado. 
Apostila - Mecânica dos solos 32 
 
Grupo A-2 - Este grupo inclui grande variedade de materiais que se situam entre os grupos A-1 e A-3 
e também entre os materiais constituídos de mistura silte-argila dos grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. Inclui todos 
os solos com 35% ou menos passando na peneira n° 200, mas que não podem ser classificados como A-1 ou 
A-3, devido ao teor de finos que contêm, ou a plasticidade, ou ambos excedendo os limites estabelecidos 
para os citados grupos. 
Subgrupos A-2-4 e A-2-5 - Incluem solo contendo 35% ou menos, passando na peneira n° 200, com 
uma porção menor retida na peneira n° 40, possuindo as características dos grupos A-4 ou A-5. Estes grupos 
abrangem os materiais tais como pedregulho e areia grossa, em que o teor de silte e o índice de plasticidade 
ultrapassam os limites estabelecidospara o Grupo A-1, e ainda areia fina com silte não plástico excedendo os 
limites do Grupo A-3. 
Subgrupos A-2-6 e A-2-7 - Incluem solos semelhantes aos descritos nos subgrupos A-2-4 e A-2-5-, 
exceção feita da porção de finos que contem argila plástica com características dos grupos A-6 ou A-7. Os 
efeitos combinados dos índices de plasticidade maiores que 10 e percentagem passando na peneira n° 200, 
maiores que 15, estão refletidos nos valores dos índices do grupo de 0 a 4. 
Grupo A-3 - 0 material típico deste grupo é areia fina de praia ou de deserto, sem silte ou argila, ou 
possuindo pequena quantidade de silte não plástico. 0 grupo inclui também misturas de areia fina mal 
graduada e quantidades limitadas de areia grossa e pedregulho depositados pelas correntes. 
 
5.6.2 - Solo finos ou de granulação fina 
Na Tabela abaixo é mostrado o quadro de classificação dos solos finos, de acordo com o TRB. 
 
Tipo IG 
A4 < 8 
A5 < 12 
A6 < 16 
A7-5 <20 
% P#200>35% 
A7-6 
 
<20 
 
Grupo A-4 - 0 solo típico deste grupo é siltoso não plástico, ou moderadamente plástico, possuindo, 
geralmente, 5% ou mais passando na peneira n ° 200. Inclui também misturas de solo fino siltoso com até 
64% de areia e pedregulho retidos na peneira n° 200. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 8, as 
percentagens crescentes de material grosso, dando origem a valores decrescentes para os índices de grupo. 
Grupo A-5 - 0 solo típico deste grupo é semelhante ao que foi descrito no A-4, exceto que ele é, 
geralmente, de caráter diatomáceo ou micáceo, altamente elástico, conforme indica seu elevado limite de 
liquidez. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 12; esses valores crescentes revelam o efeito combinado 
do aumento dos limites de liquidez e das percentagens decrescentes de material grosso. 
Grupo A-6 - O solo típico deste grupo é argiloso, plástico, tendo, geralmente, 75% ou mais de 
material passando na peneira n ° 200. O grupo inclui também misturas de solos finos argilosos, podendo 
conter até 64% de areia e pedregulho retidos na peneira n ° 200. Os solos deste grupo comumente sofrem 
Apostila - Mecânica dos solos 33 
 
elevada mudança de volume entre os estados seco e úmido. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 16, 
esses valores crescentes mostram o efeito combinado do aumento dos índices de plasticidade e diminuição 
dos materiais grossos. 
Grupo A-7 - O solo típico deste grupo é semelhante ao descrito no grupo A-6, com a diferença 
que possui as características de alto limite de liquidez do grupo A-5, podendo ainda ser elástico e estar 
sujeito a elevada mudança de volume. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 20; este aumento 
indica o efeito combinado de crescimento dos limites de liquidez e dos indices de plasticidade, bem 
como a diminuição dos materiais grossos. 
Subgrupo A-7-5 - Encerra materiais com índice de plasticidade moderado em relação ao limite 
de liquidez, podendo ser altamente elástico e sujeito a elevadas mudanças de volume. 
Subgrupo A-7-6 - Inclui materiais com elevados indices de plasticidade em relação aos limites de 
liquidez, estando sujeitos a elevadas mudanças de volume. 
 
5.6.3 - Índice de grupo (IG) 
 
O índice de grupo (IG) é um número inteiro variando de 0 a 20, definifor da capacidade de suporte 
do terreno de fundação de um pavimento. Quanto maior o IG, mais pobre será o material do subleito. 
O IG é calculado pela fórmula: 
IG = 0,20 x a + 0,005 x a x c + 0,01 x b x d 
Onde: 
a e b são coeficientes granulométricos; 
c e d são coeficientes de plasticidade; 
P10 - porcentagem que passa na peneira nº 10; 
P40 - porcentagem que passa na peneira nº 40; 
P200 - porcentagem que passa na peneira nº 200; 
LL - limite de liquidez; 
IP - índice de plasticidade. 
 
a = P200 - 35 , para 35 < P200 < 75; 
a = 0 , para P200 ≤ 35; 
a = 40, para P200 ≥ 75 
b = P200 - 15, para 15 < P200 < 55 
b = 0 , para P200 ≤ 15; 
b = 40, para P200 ≥ 55. 
c = LL - 40, para 40 < LL < 60 
c = 0 , para LL ≤ 40; 
c = 20, para LL ≥ 60. 
 
d = IP - 10, para 10 < IP < 30 
d = 0 , para IP ≤ 10; 
d = 20, para IP ≥ 30. 
Se P200 ≤ 35 - IG = 0 
Se 15 < P200 < 35 e IP ≤ 10 - IG = 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 34 
 
5.7- Exercícios 
 
Determine a classificação dos solos a seguir, de acordo com os sistemas SUCS e TRB 
 
Solo Descrição do solo LL IP 
a Argila orgânica de Santos 120% 75% 
b Argila porosa laterítica 80% 35% 
c Solo residual de basalto 70% 42% 
d Solo residual de granito 55% 25% 
e Areia variada de São Paulo 38% 20% 
f Solo residual de arenito 32% 12% 
g Solo residual de migmatito 44% 18% 
h Solo estabilizado para pavimentação 24% 3% 
i Areia fluvial fina NP NP 
j Areia fluvial média NP NP 
k Areia fluvial média NP NP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 35 
 
 
6 - PRESSÕES OU TENSÕES DEVIDAS AO PESO PRÓPRIO DOS SOLOS 
 
6.1- INTRODUÇÃO 
 
O solo está sujeito a pressões ou tensões advindas de cargas externas (edifício, casa, rodovia, etc) e 
tensões devidas ao peso próprio das camadas de solo que estão sobre ele, também conhecidas como 
pressões ou tensões virgens. Essas tensões virgens representam a componente do peso próprio. O peso do 
solo (ou das diversas camadas de solo) depende da espessura das suas camadas e dos respectivos pesos 
específicos. 
 
 
)m,cm(Área
)t;kg(Peso
Área
Força
essãoPr
22
== 
 
alturaÁreaPeso
VolumePeso
××γ=
×γ= 
 
Área
alturaÁrea
essãoPr
××γ= 
alturaessãoPr ×γ= 
 
 
6.2- PRESSÕES OU TENSÕES ATUANTES NO SOLO 
 
Um solo, a uma determinada profundidade, pode estar submetido a pressões externas 
(carregamentos) e pressões devido ao peso acima da profundidade em análise. Estudaremos apenas as 
pressões devidas ao peso das camadas do solo. Definem-se três tipos de pressões: 
- Pressão efetiva (σ’): é a efetivamente suportada pelas partículas sólidas. Representa a pressão 
passada de grão a grão do solo. 
- Pressão neutra (µ): é a suportada pela água contida nos vazios do solo. Quando o solo está 
seco, a pressão neutra é nula. 
- Pressão total (σ): é a que o solo está submetido. É a soma da pressão absorvida pela água 
existente (neutra) e da pressão suportada pelas partículas sólidas (efetiva) 
Em um solo qualquer sempre teremos a seguinte relação: σ = σ’ + µ , isto é, a pressão total 
atuante numa determinada profundidade é a soma da pressão que as partículas sólidas recebe (pressão 
efetiva) com a pressão que a água absorve (pressão neutra). 
Quando o solo tiver seco, a pressão neutra será igual a zero (µ = 0). Portanto, nesse caso a tensão 
efetiva será igual a tensão total (σ = σ’). No período chuvoso o nível da água sobe, desse modo a água 
presente absorverá parte da pressão aplicada (pressão neutra), aliviando a parcela das partículas sólidas, 
diminuindo a pressão efetiva. Por outro lado, quando ocorre o abaixamento do nível da água (seca, 
Apostila - Mecânica dos solos 36 
 
escoamento, bombeamento, etc) a parcela da pressão neutra deixará de existir. Dessa forma para se manter 
o equilíbrio a pressão efetiva terá que aumentar. 
 
6.3- EXEMPLOS E MODELOS SIMPLIFICADOS 
 
SOLO SECO (µ = 0) → σ = σ’ 
σ = γ x h 
µ = 0 
Assim σ’ = σ − µ = γ x h 
Areia fofa
Pedregulho
γ = 1,6 t/m³
γ = 2,1 t/m³0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
-3 
-5
m
4,8
9,0
σ (t/m²)
 
 
SOLO COM ÁGUA (µ ≠ 0) → σ = σ’ + µ 
 σ = γsat x h 
 µ = γa x h, mas γa = 1, assim µ = h 
 σ’ = σ − µ = γsat x h - h = h x (γsat - 1), mas γsat - 1= γsub 
 Assim σ’ = γsub x h 
Pedregulho
Areia fina
Argila mole
-7
γ = 2,1 t/m³
-10
σ , σ' , u 
(t/m²)
u
-1 
γ = 1,6 t/m³
γ = 1,9 t/m³
-3 
NA
0 2,0 4,0
σ
σ' 
6,0 8,0 12,010,0 16,014,0 18,0
m 
 
Apostila - Mecânica dos solos 37 
 
 
6.3- EXERCÍCIOS 
 
1) Calcular a pressão total, neutra e efetiva, na primeira camada de um solo, sabendo-se que o nível do 
lençol freático coincide com a superfície do terreno, o peso específico do solo nesta camada é de 1,80 t/m3, e 
que a espessura da camada é de 3,00m. Fazer o gráfico (em escala) das pressões. 
 
2) Calcular as pressões totais, neutras e efetivas, nas camadas de solo como o perfil abaixo, sabendo-se que 
o nível da água encontra-se a um metro da superfície do terreno. 
CAMADA PROF. INICIAL PROF. FINAL γ (t/m3) Observação 
I 0,0 m 1,0 m 1,50 Sem água 
II 1,0 m 3,0 m 1,80 Com água 
 
3) Calcular as pressões totais, neutras e efetivas, nas camadas de solo como o perfil abaixo, sabendo-se que 
o nível do lençol freático encontra-se a três metros da superfície do terreno. 
CAMADA PROF. INICIAL PROF. FINAL γ (t/m3) Observação 
I 0,0 m 3,0 m 1,60 Sem água 
II 3,0 m 7,0 m 1,80 Com água 
III 7,0 m 11,0 m 1,70 Com água 
 
4) Com os dados abaixo determine: 
 a) As pressões totais, neutras e efetivas, nas camadas dos solo. 
 b) Quais as pressões a 6,5 m de profundidade ? 
 c) Em que profundidade teremos a pressão total igual a 22,0 t/m3 ? 
 d) Em que profundidade teremos a pressão neutra igual a 5,5 t/m3 ? 
 e) Em que profundidade teremos a pressão efetiva igual a 10,5 t/m3 ? 
 f) Em quais profundidades teremos pressão total igual à efetiva? 
 g) No período chuvoso, o que acontecerá com as pressões? 
 
CAMADA PROF. INICIAL PROF. FINAL γ (t/m3) Observação 
I 0,0 m 3,0 m 1,80 Sem água 
II 3,0 m 5,0 m 1,80 Com água 
III 5,0 m 7,0 m 2,40 Com água 
IV 7,0 m 11,0 m 1,70 Com água 
V 11,0 m 13,0 m 2,10 Com água 
O nível do lençol freático encontra-se a três metros da superfície do terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila - Mecânica dos solos 38 
 
7 - COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 
 
7.1- INTRODUÇÃO 
 
Muitas vezes o solo de um determinado local não apresenta as condições requeridas pela obra. Ele pode ser 
pouco resistente, muito compressível ou apresentar características que deixam a desejar de um ponto de 
vista econômico. Seria razoável em tais circunstâncias, simplesmente relocar a obra. 
 
Uma outra solução é utilizar um método de estabilização e melhoria do solo por vias mecânicas, denominado 
de compactação. 
 
7.2- OBJETIVO DA COMPACTAÇÃO 
 
A compactação visa reduzir o volume de vazios do solo. A compactação tem em vista dois aspectos: 
aumentar a intimidade de contato entre os grãos e tornar o solo (aterro) mais homogêneo melhorando as 
suas características de resistência, deformabilidade e permeabilidade. 
 
7.3- EMPREGO 
 
A compactação é empregada em diversas obras de engenharia, como: 
- aterros para diversas utilidades; 
- camadas constitutivas dos pavimentos; 
- construção de barragens de terra; 
- preenchimento com terra do espaço atrás de muros de arrimo; 
- reenchimento das inúmeras valetas que se abrem diariamente nas ruas das cidades. 
 
7.4- TÉCNICA BASE 
 
- Lançamento de material de empréstimo oriundo de jazida ou do próprio local (reenchimentos); 
- Passagem de equipamentos que transmitam ao solo a energia de compactação:carga móvel (amassamento, 
impacto ou vibração) ou estática 
-Os tipos de obra e de solo disponíveis vão ditar o processo de compactação a ser empregado, a umidade em 
que o solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida. 
 
7.5- INÍCIO DA TÉCNICA 
 
O início da técnica de compactação é creditada ao engenheiro Ralph Proctor, que, em 1933, publicou suas 
observações sobre a compactação de aterros. Mostrou que a compactação é função de quatro variáveis: 
 a) Peso específico seco; 
 b) Umidade; 
 c) Energia de compactação 
 d) Tipo de solo. 
 
7.6- PROCESSO DA COMPACTAÇÃO 
 
A compactação dos solos tem uma grande importância para as obras de terra, pois consegue promover no 
solo um aumento de sua resistência e uma diminuição de sua compressibilidade e permeabilidade. 
 
Apostila - Mecânica dos solos 39 
 
O processo de compactação gera a diminuição dos vazios do solo pela expulsão do ar contido nos seus 
vazios. As cargas aplicadas que compactam o solo são geralmente de natureza dinâmica e o efeito 
conseguido é imediato. 
 
7.7- ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR) 
 
As principais fases de execução de um ensaio de compactação são: 
- Após o recebimento do solo, prepara-se a amostra; 
- A amostra é colocada em um recipiente cilíndrico com volume igual a 1000cm³ e compactada 
com um soquete de 2500g, caindo de uma altura de aproximadamente 30cm, em três camadas 
com 25 golpes do soquete por camada; 
- Este processo é repetido para amostras de solo com diferentes valores de umidade (em média 5 
pontos) 
- De cada corpo-de-prova assim obtido, determinam-se o peso específico do solo seco e o teor de 
umidade de compactação; 
- A pós efetuados os cálculos dos pesos específicos secos e das umidades, lançam-se esses valores 
(γs;h) em um par de eixos cartesianos, tendo nas ordenadas os pesos específicos do solo seco e 
nas abcissas os teores de umidade 
S = 100%
hhot
γs
γs,máx
 
 
O peso específico seco aumenta com o teor de umidade até atingir um valor máximo, decrescendo com a 
umidade a partir de então. O teor de umidade para o qual se obtém o maior valor de γs (γsmax) é denominado 
de teor de umidade ótimo (ou simplesmente umidade ótima). 
 
O ramo da curva de compactação anterior ao valor de umidade ótima é denominado de "ramo seco" e o 
trecho posterior de "ramo úmido" da curva de compactação. 
Apostila - Mecânica dos solos 40 
 
No ramo seco, a umidade é baixa, a água contida nos vazios do solo exerce uma função aglutinadora entre 
as partículas. Dificultando a expulsão do ar. À medida que se adiciona água ao solo torna-se mais fácil o 
rearranjo dos grãos. O que permite a saída do ar. 
 
No ramo úmido, a umidade é elevada e a água se encontra livre no solo, absorvendo grande parte da energia 
de compactação. O que diminui a eficiência da compactação. 
7.8- INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO 
 
Quanto maior a energia de compactação, menor o valor do teor de umidade ótimo e maior o valor do peso 
específico seco máximo. 
S = 100%
h
γs
 
 
7.9- INFLUÊNCIA DO SOLO NA CURVA DE COMPACTAÇÃO 
 
Os solos grossos tendem a exibir uma curva de compactação com um maior valor de γsmax e um menor valor 
de hot do que solos contendo grande quantidade de finos. 
h
γs
 
Valores típicos de γsmáx e hót: 
• solos argilosos: hót = 25 a 30% e γsmáx = 1,4 a 1,5 t/m³ 
• solos siltosos: valores baixos para γsmáx e curvas bem abatidas 
• areias c/ pedreg. bem graduadas: hót =9 a 10% e γsmáx =2,0 a 2,1 t/m³ 
• areias finas argilosas lateríticas: hót = 12 a 14% e γsmáx ≈ 1,9 t/m³ 
•solos lateríticos caracterizam-se por ramo seco nitidamente íngreme 
 
Apostila - Mecânica