Notas de Aulas Geotecnia I

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Rideci Farias. Haroldo Paranhos. 
Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. 
Geotecnia I – 2º Semestre de 2013 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOTAS DE AULAS DE GEOTECNIA I 
2º SEMESTRE DE 2013 
CAPÍTULOS 1 A 8 
 
 
 
 
 
 
 
PROFESSORES: 
RIDECI FARIAS 
HAROLDO PARANHOS 
 
 
 
 
 
 
 
BRASÍLIA / DF 
JULHO / 2013 
Rideci Farias. Haroldo Paranhos. 
Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
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SUMÁRIO 
1.0. INTRODUÇÃO AO CURSO......................................................................................8 
2.0. ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS ..................................................................10 
2.1. Introdução ..........................................................................................................................10 
2.2. A origem dos solos.............................................................................................................10 
2.2.1. Intemperismo físico (desintegração mecânica)..........................................................11 
2.2.2. Intemperismo químico (decomposição química).......................................................11 
2.2.3. Intemperismo biológico .............................................................................................12 
2.3. Tipos de solos.....................................................................................................................12 
2.3.1. Residual......................................................................................................................12 
2.3.2. Sedimentar .................................................................................................................12 
2.3.3. Solo orgânico .............................................................................................................15 
3.0. TEXTURA E ESTRUTURA DOS SOLOS ...............................................................16 
3.1. Tamanho e forma das partículas ........................................................................................16 
3.2. Solos grossos......................................................................................................................16 
3.2.1. Pedregulhos................................................................................................................16 
3.2.2. Areias .........................................................................................................................16 
3.3. Solos finos..........................................................................................................................17 
3.3.1. Argilas........................................................................................................................17 
1.1.1. Siltes...........................................................................................................................17 
3.4. Estrutura dos solos .............................................................................................................17 
3.5. Composição química e mineralógica dos solos .................................................................18 
3.5.1. Solos Grossos (Pedregulhos e Areias) .......................................................................18 
3.5.2. Solos finos (Argilas) ..................................................................................................18 
3.6. Superfície específica ..........................................................................................................20 
3.7. Estado das argilas...............................................................................................................20 
3.7.1. Consistência ...............................................................................................................20 
3.7.2. Sensitividade das argilas (S) ......................................................................................21 
3.7.3. Tixotropia...................................................................................................................22 
4.0. ÍNDICES FÍSICOS ENTRE AS TRÊS FASES ........................................................23 
4.1. Umidade (W ou h)..............................................................................................................23 
4.2. Índice de Vazios (e) ...........................................................................................................24 
4.3. Porosidade (n) ....................................................................................................................24 
4.4. Grau de Saturação (S ou Sr)...............................................................................................24 
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4.5. Peso específico dos sólidos, dos grãos ou das partículas (γs).............................................24 
4.6. Peso específico da água (γw) ..............................................................................................24 
4.7. Peso específico natural (γn) ................................................................................................24 
4.8. Peso específico aparente seco (γd)......................................................................................24 
4.9. Peso específico aparente saturado (γsat) .............................................................................25 
4.10. Peso específico submerso (γsub)......................................................................................25 
4.11. Densidade relativa dos grãos (G ou Gs).........................................................................25 
4.12. Cálculos dos Índices Físicos ..........................................................................................25 
4.13. Estado das areias – Grau de Compacidade (GC) ou Densidade Relativa (Dr) ..............26 
5.0. CONSISTÊNCIA DOS SOLOS ...............................................................................34 
5.1. Introdução ..........................................................................................................................34 
5.2. Determinação dos limitesde consistência em laboratório .................................................35 
5.2.1. Limite de Liquidez (WL ou LL - NBR 6459)............................................................35 
5.2.2. Limite de Plasticidade (WP ou LP - NBR 9180) .......................................................36 
5.2.3. Limite de Contração (WS ou WC - NBR 7183) ........................................................37 
5.2.4. Índices de Consistência..............................................................................................38 
Alguns conceitos importantes ....................................................................................................39 
5.3. Sondagens de simples reconhecimento..............................................................................40 
5.3.1. Perfuração acima do nível d’água..............................................................................40 
5.3.2. Determinação do nível d’água ...................................................................................40 
5.3.3. Perfuração abaixo do nível d’água.............................................................................40 
5.3.4. Amostragem...............................................................................................................41 
5.3.5. Resistência à penetração - SPT ..................................................................................43 
5.3.6. Apresentação dos resultados ......................................................................................45 
5.3.7. Programação de sondagens ........................................................................................45 
5.3.8. Principais Vantagens da Sondagem SPT ...................................................................45 
6.0. GRANULOMETRIA (NBR 6457).............................................................................51 
6.1. Introdução ..........................................................................................................................51 
6.2. Granulometria por peneiramento .......................................................................................51 
6.3. Exemplo de granulometria apenas por peneiramento ........................................................52 
6.3.1. Cálculo da massa total da amostra seca (Ms) ............................................................52 
6.3.2. Cálculo da percentagem que passa em cada peneira (Qg)..........................................52 
6.4. Granulometria por sedimentação .......................................................................................54 
6.4.1. Execução do ensaio:...................................................................................................55 
6.4.2. Exemplo de granulometria por sedimentação............................................................56 
6.4.3. Cálculo das porcentagens de material em suspensão a cada leitura do densímetro...57 
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6.4.4. Cálculo dos diâmetros máximos das partículas em suspensão ..................................57 
6.5. Granulometria mista (peneiramento e sedimentação)........................................................58 
6.5.1. Exemplo de aplicação de granulometria mista ..........................................................58 
6.6. Da curva granulométrica retira-se:.....................................................................................61 
6.6.1. Diâmetro Efetivo (d
 10)...............................................................................................61 
6.6.2. Grau de Desuniformidade (D ou CU) ........................................................................61 
6.6.3. Coeficiente de Curvatura (Cc) ...................................................................................61 
7.0. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS .............................................................................62 
7.1. Importância da classificação dos solos ..............................................................................62 
7.2. Sistema unificado de classificação dos solos - SUCS........................................................63 
7.3. Sistema de classificação H.R.B..........................................................................................66 
7.3.1. Índice de grupo...........................................................................................................66 
8.0. CAPILARIDADE......................................................................................................70 
8.1. Contração dos solos ...........................................................................................................72 
8.2. Coesão aparente .................................................................................................................72 
8.3. Sucção em solos não-saturados..........................................................................................72 
8.4. Fenômenos capilares na engenharia...................................................................................73 
9.0. COMPACTAÇÃO....................................................................................................75 
9.1. O Ensaio de Compactação .................................................................................................75 
9.2. Valores Típicos ..................................................................................................................79 
9.3. Estrutura de um Solo Compactado.....................................................................................79 
9.4. Influência da Saturação......................................................................................................80 
9.5. Índice de Suporte Califórnia - ISC.....................................................................................80 
9.6. Compactação no Campo ....................................................................................................81 
9.7. Grau de Compactação ........................................................................................................82 
9.8. Aterros Experimentais........................................................................................................82 
 
LISTA DE FOTOS 
Foto 5.1 – Trépano de lavagem (http://www.contenco.com.br). .......................................................41 
Foto 5.2 - Amostrador-padrão de parede grossa “Raymond” (NBR 6.484 / 2001) – Fechado. .......42 
Foto 5.3 - Amostrador-padrão de parede grossa “Raymond” (NBR 6.484 / 2001) – Aberto...........42 
Foto 5.4 – Execução de sondagem. Avanço por lavagem. ................................................................46 
Foto 5.5 – Execução de sondagem SPT.............................................................................................46 
Foto 5.6 – Material da lavagem do furo de sondagem.......................................................................47 
Foto 5.7 – Limpeza do furo de sondagem com o balde. ....................................................................47 
Foto 5.8 - Limpeza do furo de sondagem com o balde......................................................................47 
Rideci Farias.Haroldo Paranhos. 
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Foto 5.9 – Material da lavagem retirado do furo de sondagem. ........................................................47 
Foto 5.10 – Solo recuperado no amostrador da sondagem. ...............................................................47 
Foto 5.11 – Solo recuperado no amostrador da sondagem. ...............................................................47 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 2.1. Limites das frações solo pelo tamanho dos grãos (mm). 10 
Tabela 3.1. Superfície específica de uma partícula de solo 20 
Tabela 3.2. Consistência em função da resistência à compressão. 21 
Tabela 4.1. Valores típicos de índices de vazios de areias. 26 
Tabela 4.2. Classificação das areias segundo a compacidade. 26 
Tabela 5.1. Ensaio de limite de plasticidade 37 
Tabela 5.2 - Estados de compacidade e de consistência dos solos (NBR 6484 / 2001). 44 
Tabela 6.1. Série de peneiras utilizadas no Brasil 51 
Tabela 6.2. Ensaio de granulometria apenas por peneiramento 52 
Tabela 6.3. Valores de ρρρρw e ηηηη da água em função da temperatura. 54 
Tabela 8.8.1. 78 
Tabela 8.2. 84 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 2.1. Atuação do transporte eólico na formação das dunas......................................................13 
Figura 2.2. Exemplos de solos coluvionares (tálus) encontrados na chapada diamantina.................15 
Figura 3.1. Escala granulométrica da ABNT / NBR 6502 de 1995..................................................17 
Figura 3.2. Estrutura dos solos granulares .........................................................................................17 
Figura 3.3. Estrutura dos solos coesivos ............................................................................................18 
Figura 3.4. Estruturas dos minerais argílicos.....................................................................................19 
Figura 3.5. Arranjos estruturais típicos dos três principais grupos de argilo-minerais......................20 
Figura 3.6. Curva Tensão x Deformação ...........................................................................................21 
Figura 4.1. As fases no solo. ..............................................................................................................23 
Figura 4.2.Peso específico submerso. ................................................................................................25 
Figura 5.1. Estados de um solo em função da variação de seu volume .............................................34 
Figura 5.2. Aparelho utilizado na determinação do limite de liquidez ..............................................35 
Figura 5.3. Limite de Liquidez pelo método de Casagrande .............................................................36 
Figura 5.4. Determinação do limite de plasticidade...........................................................................37 
Figura 5.5 – Trépano de lavagem (NBR 6484 / 2001).......................................................................41 
Figura 5.6 - Dimensões do corpo do amostrador tipo raymond de 50,8 mm (NBR 6.484 / 2001)....42 
Figura 5.7 – Esquema de perfuração por percussão e amostragem. ..................................................43 
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Figura 5.8 - Perfil de uma sondagem realizada em Brasília/DF com N. A. não encontrado. ............48 
Figura 5.9 - Perfil de uma sondagem realizada em Brasília/DF com N. A. encontrado....................49 
Figura 6.1. Curva granulométrica do exemplo (Apenas peneiramento) ............................................53 
Figura 6.2. Curva granulométrica do exemplo (Apenas sedimentação) ............................................57 
Figura 6.3. Curva granulométrica do exemplo (Peneiramento e sedimentação) ...............................60 
Figura 8.7.1. .......................................................................................................................................70 
Figura 8.7.2. .......................................................................................................................................71 
Figura 8.7.3. .......................................................................................................................................72 
Figura 8.7.4. Figura 8.7.5. .......................................................................................................73 
Figura 8.1. Ensaio de compactação (modificado – Vargas, 1977) ....................................................75 
Figura 8.2. ..........................................................................................................................................77 
Figura 8.3. ..........................................................................................................................................78 
Figura 8.4. ..........................................................................................................................................79 
Figura 8.5. ..........................................................................................................................................79 
Figura 8.6. ..........................................................................................................................................80 
Figura 8.7. ..........................................................................................................................................83 
Figura 8.8. ..........................................................................................................................................85 
 
Rideci Farias. Haroldo Paranhos. 
Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
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APRESENTAÇÃO 
 
Esta apostila foi elaborada para os alunos de graduação em Engenharia Civil na disciplina 
Geotecnia I com o objetivo de familiarizar os futuros Engenheiros com a área em questão. 
Entretanto, este material pode ser utilizado por qualquer Faculdade, desde que seja para fins 
educacionais, sem consulta prévia aos autores. 
O material que serviu de base para a elaboração desta apostila foi: 
a) Experiências dos professores Rideci Farias e Haroldo Paranhos na Área Geotécnica / Geológica e 
Ambiental; 
b) Livros, apostilas, notas de aulas, entre outros materiais, diversos; 
c) “Sites” diversosconsultados na “Internet”. 
 
Rideci Farias. Haroldo Paranhos. 
Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
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1.0. INTRODUÇÃO AO CURSO 
A maioria das obras de engenharia tem, de alguma forma, que transmitir as cargas sobre elas 
impostas ao solo. Além disso, em algumas obras, o solo é utilizado como o próprio material de 
construção, assim como o concreto e o aço são utilizados na construção de pontes e edifícios. São 
exemplos de obras que utilizam o solo como material de construção os aterros rodoviários, as bases 
para pavimentos de aeroportos e as barragens de terra, estas últimas podendo ser citadas como 
pertencentes a uma categoria de obra de engenharia a qual é capaz de concentrar, em um só local, 
uma enorme quantidade de recursos, exigindo para a sua boa construção uma gigantesca equipe de 
trabalho, calcada principalmente na interdisciplinaridade de seus componentes. 
O estudo do comportamento do solo frente às solicitações a ele imposta por estas obras é portanto 
de fundamental importância. Pode-se dizer que, de todas as obras de engenharia, aquelas 
relacionadas ao ramo do conhecimento humano definido como geotecnia (do qual a mecânica dos 
solos faz parte), são responsáveis pela maior parte dos prejuízos causados à humanidade, sejam eles 
de natureza econômica ou mesmo a perda de vidas humanas. No Brasil, por exemplo, devido ao seu 
clima tropical e ao crescimento desordenado das metrópoles, um sem número de eventos como os 
deslizamentos de encostas ocorrem, provocando enormes prejuízos e ceifando a vida de centenas de 
pessoas a cada ano. Vê-se daqui a grande importância do engenheiro geotécnico no 
acompanhamento destas obras de engenharia, evitando por vezes a ocorrência de desastres 
catastróficos. 
Por ser o solo um material natural, cujo processo de formação não depende de forma direta da 
intervenção humana, o seu estudo e o entendimento de seu comportamento depende de uma série de 
conceitos desenvolvidos em ramos afins de conhecimento. A Mecânica dos Solos é o estudo do 
comportamento de engenharia do solo quando este é usado ou como material de construção ou 
como material de fundação. 
Ela é uma disciplina relativamente jovem da Engenharia Civil, somente sistematizada e aceita como 
ciência em 1925, após trabalho publicado por Terzaghi (Terzaghi, 1925), que é conhecido, com 
todos os méritos, como o pai da mecânica dos solos. 
Um entendimento dos princípios da Mecânica dos Sólidos é essencial para o estudo da Mecânica 
dos Solos. O conhecimento e aplicação de princípios de outras matérias básicas como Física e 
Química são também úteis no entendimento desta disciplina. Por ser um material de origem natural, 
o processo de formação do solo, o qual é estudado pela geologia, irá influenciar em muito no seu 
comportamento. O solo, como veremos adiante, é um material trifásico, composto basicamente de 
ar, água e partículas sólidas. A parte fluida do solo (ar e água) pode se apresentar em repouso ou 
pode se movimentar pelos seus vazios mediante a existência de determinadas forças. O movimento 
da fase fluida do solo é estudado com base em conceitos desenvolvidos pela mecânica dos fluidos. 
Podem-se citar ainda algumas disciplinas, como a Física dos Solos, ministrada em cursos de 
Agronomia, como de grande importância no estudo de uma Mecânica dos Solos mais avançada, 
denominada de Mecânica dos Solos não saturados. Além disto, o estudo e o desenvolvimento da 
Mecânica dos Solos são fortemente amparados em bases experimentais, a partir de ensaios de 
campo e laboratório. 
A aplicação dos princípios da Mecânica dos Solos para o projeto e construção de fundações é 
denominada de "Engenharia de Fundações". A Engenharia Geotécnica (ou Geotecnia) pode ser 
considerada como a junção da Mecânica dos Solos, da Engenharia de Fundações, da Mecânica das 
Rochas, da Geologia de Engenharia e mais recentemente da Geotecnia Ambiental, que trata de 
problemas como transporte de contaminantes pelo solo, avaliação de locais degradados, proposição 
de medidas de mitigação para áreas degradadas, projetos de sistemas de proteção em aterros 
sanitários, etc. 
A seguir, algumas aplicações, da Mecânica dos Solos: 
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Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
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Fundações: As cargas de qualquer estrutura têm de ser, em última instância, descarregadas no 
solo através de sua fundação. Assim a fundação é uma parte essencial de qualquer estrutura. Seu 
tipo e detalhes de sua construção podem ser decididos somente com o conhecimento e aplicação de 
princípios da Mecânica dos Solos. 
Obras subterrâneas e estruturas de contenção: Obras subterrâneas como estruturas de 
drenagem, dutos, túneis e as obras de contenção como os muros de arrimo, cortinas atirantadas 
somente podem ser projetadas e construídas usando os princípios da Mecânica dos Solos e o 
conceito de "interação solo-estrutura". 
Projeto de pavimentos: o projeto de pavimentos pode consistir de pavimentos flexíveis ou 
rígidos. Pavimentos flexíveis dependem mais do solo subjacente para transmissão das cargas 
geradas pelo tráfego. Problemas peculiares no projeto de pavimentos flexíveis são o efeito de 
carregamentos repetitivos e problemas devidos às expansões e contrações do solo por variações em 
seu teor de umidade. 
Escavações, aterros e barragens: A execução de escavações no solo requer freqüentemente o 
cálculo da estabilidade dos taludes resultantes. Escavações profundas podem necessitar de 
escoramentos provisórios, cujos projetos devem ser feitos com base na Mecânica dos Solos. Para a 
construção de aterros e de barragens de terra, onde o solo é empregado como material de construção 
e fundação, necessita-se de um conhecimento completo do comportamento de engenharia dos solos, 
especialmente na presença de água. O conhecimento da estabilidade de taludes, dos efeitos do fluxo 
de água através do solo, do processo de adensamento e dos recalques a ele associados, assim como 
do processo de compactação empregado é essencial para o projeto e construção eficientes de aterros 
e barragens de terra. 
Este curso de Mecânica dos Solos pode ter sua parte teórica dividida em duas partes: uma parte 
envolvendo os tópicos origem e formação dos solos, textura e estrutura dos solos, análise 
granulométrica, estudo das fases ar-água-partículas sólidas, limites de consistência, índices físicos e 
classificação dos solos, onde uma primeira aproximação é feita com o tema solos e uma segunda 
parte, envolvendo os tópicos tensões geostáticas e induzidas, compactação, permeabilidade dos 
solos, compressibilidade dos solos, resistência ao cisalhamento, estabilidade de taludes e empuxos 
de terra e estruturas de contenção, onde um tratamento mais fundamentado na ótica da engenhariacivil é dado aos solos. 
 
Rideci Farias. Haroldo Paranhos. 
Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
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2.0. ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
2.1. Introdução 
Quando mencionamos a palavra solo já nos vem à mente uma idéia intuitiva do que se trata. No 
linguajar popular a palavra solo está intimamente relacionada com a palavra terra, a qual poderia ser 
definida como material solto, natural da crosta terrestre onde habitamos, utilizado como material de 
construção e de fundação das obras do homem. Uma definição precisa e teoricamente sustentada do 
significado da palavra solo é contudo bastante difícil, de modo que o solo adquire diferentes 
conotações a depender do ramo do conhecimento humano que o emprega. 
Entretanto há diversos conceitos dependendo da área de conhecimento. Para a agronomia, o termo 
solo significa o material relativamente fofo da crosta terrestre, consistindo de rochas decompostas e 
matéria orgânica, o qual é capaz de sustentar a vida. Desta forma, os horizontes de solo para 
agricultura possuem em geral pequena espessura. Para a geologia, o termo solo significa o material 
inorgânico não consolidado proveniente da decomposição das rochas, o qual não foi transportado do 
seu local de formação. Na engenharia, é conveniente definir como rocha aquilo que é impossível 
escavar manualmente, que necessite de explosivo para seu desmonte. Chamamos de solo, em 
engenharia, a rocha já decomposta ao ponto granular e passível de ser escavada apenas com o 
auxílio de pás e picaretas ou escavadeiras. 
A ABNT (NBR 6502) define solo como : “Material proveniente da decomposição das rochas pela 
ação de agentes físicos ou químicos, podendo ou não ter matéria orgânica.” 
Ainda de acordo com a ABNT / NBR 6502, os solos são classificados em relação ao tamanho dos 
grãos em: 
 
Tabela 2.1. Limites das frações solo pelo tamanho dos grãos (mm). 
TEXTURA NOME TAMANHO DOS GRÃOS 
(mm) 
 Maior que Menor que 
Pedregulhos 2,0 60,0 Solos Grossos 
areias 0,06 2,0 
siltes 0,002 0,06 Solos Finos 
argilas 0,002 
2.2. A origem dos solos 
Todos os solos se originam da decomposição das rochas por intemperismo. Entende-se por 
intemperismo o conjunto de processos físicos, químicos e biológicos pelos quais a rocha se 
decompõe para formar o solo. Pode ocorrer que um solo retorne à condição de rocha, em um 
processo chamado de litificação, que, se for muito intenso, formará rochas sedimentares e 
eventualmente metamórficas. 
Os fatores que mais influenciam na formação dos solos são: clima, o tipo de rocha, a 
vegetação, o relevo e o tempo de atuação destes fatores. Dentre estes, destaca-se o 
clima. A mesma rocha poderá formar solos completamente diferentes se a decomposição ocorre 
sob clima diferente. Por outro lado, diferentes rochas podem formar solos semelhantes quando a 
decomposição ocorre em clima semelhante. Pode-se dizer que, sob o mesmo clima, a 
tendência é formar-se o mesmo tipo de solo ainda que as rochas sejam diferentes. 
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Os processos de intemperismo físico reduzem o tamanho das partículas, aumentando sua área de 
superfície e facilitando o trabalho do intemperismo químico. Já os processos químicos e biológicos 
podem causar a completa alteração física da rocha e alterar suas propriedades químicas. 
2.2.1. Intemperismo físico (desintegração mecânica) 
É o processo de decomposição da rocha sem a alteração química dos seus componentes. Os 
principais agentes do intemperismo físico são citados a seguir: 
Variações de Temperatura: provoca a expansão e contração das rochas e por conseqüência, 
fraturas que aumentam com o tempo; 
Repuxo coloidal: O repuxo coloidal é caracterizado pela retração da argila devido à sua 
diminuição de umidade, o que em contato com a rocha pode gerar tensões capazes de fraturá-la; 
Ciclos gelo/ degelo: como a água dilata quando congela, esse processo amplia as fraturas; 
Alívio de pressões - Alívio de pressões irá ocorrer em um maciço rochoso sempre que da 
retirada de material sobre ou ao lado do maciço, provocando a sua expansão, o que por sua vez, irá 
contribuir no fraturamento, estricções e formação de juntas na rocha. Estes processos, isolados ou 
combinados (caso mais comum) "fraturam" as rochas continuamente, o que permite a entrada de 
agentes químicos e biológicos, cujos efeitos aumentam a fraturação e tende a reduzir a rocha a 
blocos cada vez menores. 
2.2.2. Intemperismo químico (decomposição química) 
É o processo de decomposição da rocha com alteração química de seus componentes. Há várias 
formas através das quais as rochas decompõem-se quimicamente. Pode-se dizer, contudo, que 
praticamente todo processo de intemperismo químico depende da presença da água. É a falta de 
água que faz com que, nos desertos, os fenômenos de decomposição química não se desenvolvam, 
motivo pelo qual a areia predomina nestas zonas. A análise das pedras trazidas da Lua mostra uma 
composição semelhante às nossas só que sem a decomposição química uma vez que não há água na 
Lua. 
Entre os processos de intemperismo químico destacam-se os seguintes: 
Hidrólise - Dentre os processos de decomposição química do intemperismo, a hidrólise é a que se 
reveste de maior importância, porque é o mecanismo que leva a destruição dos silicatos, que são os 
compostos químicos mais importantes da litosfera. Em resumo, os minerais na presença dos íons 
H+ liberados pela água são atacados, reagindo com os mesmos. O H+ penetra nas estruturas 
cristalinas dos minerais desalojando os seus íons originais (Ca++, K+, Na+, etc.) causando um 
desequilíbrio na estrutura cristalina do mineral e levando-o a destruição. 
Hidratação - Como a própria palavra indica, é a entrada de moléculas de água na estrutura dos 
minerais. Alguns minerais quando hidratados (feldspatos, por exemplo) sofrem expansão, levando 
ao fraturamento da rocha. 
Carbonatação - O ácido carbônico é o responsável por este tipo de intemperismo. O 
intemperismo por carbonatação é mais acentuado em rochas calcárias por causa da diferença de 
solubilidade entre o CaCo3 e o bicarbonato de cálcio formado durante a reação. Os diferentes 
minerais constituintes das rochas originarão solos com características diversas, de acordo com a 
resistência que estes tenham ao intemperismo local. Há, inclusive, minerais que têm uma 
estabilidade química e física tal que normalmente não são decompostos. O quartzo, por exemplo, 
por possuir uma enorme estabilidade física e química é parte predominante dos solos grossos, como 
as areias e os pedregulhos. 
Um exemplo típico de formação é o chamado solo residual de granito também chamado de solo de 
alteração de granito e bastante comum no Brasil: o granito (rochaconstituída pelos minerais: 
quartzo, feldspato e mica), em um clima tropical úmido, sofre o seguinte processo de 
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decomposição: depois de formado e trazido à superfície da crosta terrestre, é fraturado pela 
alternância de temperatura. Em seguida começa o ataque químico da água acidulada, geralmente 
com gás carbônico proveniente da decomposição de vegetais. Essa acidulação é proporcional à 
temperatura e, portanto, bem mais efetiva nos países tropicais. O feldspato presente é atacado. A 
rocha desmancha-se e os grãos de quartzo, que não são decompostos, soltam-se formando areia e 
pedregulho. O feldspato decomposto, vai dar argilas e sais solúveis, que são carreados pela água. 
Algumas espécies de mica sofrem processo de alteração semelhante ao do feldspato, formando 
argila, enquanto outras resistem e vão formar as palhetas brilhantes presentes nos solos micáceos. 
Se a rocha matriz for basalto, resultará, predominantemente, argila, pois o basalto não contém 
quartzo. Como exemplo pode ser citado a terra roxa da bacia do rio Paraná, um solo argiloso com 
grande fertilidade, produto da decomposição do maior derrame de basalto que se tem notícia no 
planeta. 
2.2.3. Intemperismo biológico 
Neste caso, a decomposição da rocha se dá graças a esforços mecânicos produzidos por vegetais 
através das raízes, por animais através de escavações dos roedores, da atividade de minhocas ou 
pela ação do próprio homem, ou por uma combinação destes fatores, ou ainda pela liberação de 
substâncias agressivas quimicamente, intensificando assim o intemperismo químico, seja pela 
decomposição de seus corpos ou através de secreções, como é o caso dos ouriços do mar. 
Logo, os fatores biológicos de maior importância incluem a influência da vegetação no processo de 
fraturamento da rocha e o ciclo de meio ambiente entre solo e planta e entre animais e solo. Pode-se 
dizer que a maior parte do intemperismo biológico poderia ser classificado como uma categoria do 
intemperismo químico em que as reações químicas que ocorrem nas rochas são propiciadas por 
seres vivos. 
2.3. Tipos de solos 
Em função do mecanismo de formação, costuma-se dividir os solos em três grandes grupos: 
residual, sedimentar e orgânico. 
2.3.1. Residual 
É aquele que permanece no local de decomposição da rocha de origem. Obedece a uma gradual 
transição de solo até rocha e por isto mesmo sua resistência é crescente com a profundidade. 
2.3.2. Sedimentar 
É aquele que sofreu a ação de agentes transportadores. Devido à variação que pode haver em 
camadas sobrepostas, é neste tipo de solo que surge a maioria dos problemas de fundações. Uma 
camada subjacente pode ter maior compressibilidade e menor resistência que a sobrejacente e a 
sondagem, por algum motivo, não atingiu a profundidade suficiente para detectá-la. 
Pode-se listar os agentes de transporte, por ordem decrescente de seletividade, em: 
a) Ventos (solos eólicos); 
b) Águas (solos aluvionares): 
 b1) Água dos Mares e Oceanos (solos marinhos); 
 b2) Água dos rios (solos fluviais); 
 b3) Água de chuvas (solos pluviais); 
c) Geleiras (solos glaciais); 
d) Gravidade (solos coluvionares). 
 
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a) Solos eólicos 
O transporte pelo vento dá origem aos depósitos eólicos de solo. Em virtude do atrito constante 
entre as partículas, os grãos de solo transportados pelo vento geralmente possuem forma 
arredondada. A capacidade do vento de transportar e erodir é muito maior do que possa parecer à 
primeira vista. Vários são os exemplos de construções e até cidades soterradas parcial ou totalmente 
pelo vento, como foram os casos de Itaúna - ES e Tutóia - MA; os grãos mais finos do deserto do 
Saara atingem a Inglaterra, percorrendo uma distância de mais de 3000km!. Como a capacidade de 
transporte do vento depende de sua velocidade, o solo é geralmente depositado em zonas de 
calmaria. 
O transporte eólico é o mais seletivo tipo de transporte das partículas do solo. Se por um lado grãos 
maiores e mais pesados não podem ser transportados, os solos finos, como as argilas, têm seus 
grãos unidos pela coesão, formando torrões dificilmente levados pelo vento. Esse efeito também 
ocorre em areias e siltes saturados (falsa coesão) o que faz da linha de lençol freático (definida por 
um valor de pressão da água intersticial igual à atmosférica) um limite para a atuação dos ventos. 
Pode-se dizer portanto que a ação do transporte do vento se restringe ao caso das areias finas ou 
siltes. Por conta destas características, os solos eólicos possuem grãos de aproximadamente mesmo 
diâmetro, apresentando uma curva granulométrica denominada de uniforme. 
As dunas são exemplos comuns de solos eólicos nordeste do Brasil. A formação de uma duna se dá 
inicialmente pela existência de um obstáculo ao caminho natural do vento, o que diminui a sua 
velocidade e resulta na deposição de partículas de solo (Figura 2.1) 
 
 
 
Figura 2.1. Atuação do transporte eólico na formação das dunas 
A deposição continuada de solo neste local acaba por gerar mais deposição de solo, já que o 
obstáculo ao caminho do vento se torna cada vez maior. Durante o período de existência da duna, 
partículas de areia são levadas até o seu topo, rolando então para o outro lado. Este movimento faz 
com que as dunas se desloquem a uma velocidade de poucos metros por ano, o que para os padrões 
geológico é muito rápido. 
Outro tipo de solo de formação eólica e o solo loéssico que é formado por deposições sobre 
vegetais que ao se decomporem deixam seu molde no maciço, o Loess é um solo bastante 
problemático para a engenharia, pois a despeito de uma capacidade de formar paredões de altura 
fora do comum e inicialmente suportar grandes esforços mecânicos, podem se romper completa e 
abruptamente devido ao umedecimento. 
O Loess, comum na Europa oriental, geralmente contêm grandes quantidades de cal, responsável 
por sua grande resistência inicial. Quando umedecido, contudo, o cimento calcáreo existente no solo 
pode ser dissolvido e solo entra em colapso. 
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b) Solos Aluvionares 
A água é o mais efetivo agente transportador. Geralmente o solo é transportado de montanhas ou 
regiões mais altas pelos rios e enxurradas. As partículas vão se depositando de acordo com seu 
diâmetro à medida que a velocidade de escoamento da água diminui. Desta forma a água é um 
agente transportador bastante seletivo sendo comum nas embocaduras dos rios solos muito finos 
cujas partículas (colóides) se depositaram devido a formação de flóculos pela ação da água do mar. 
Um grave problema do mundo moderno são as enchentes. Os escoamentos superficiais das águas, 
agindo como agente de erosão e transporte, contribui para aumentar o problema provocando o 
assoreamento dos rios. Deve-se registrar que a ação antrópica ligada ao desmatamento, é a causa 
principal do assoreamento (Leinz & Amaral, em seu excelente livro “Geologia Geral”, citam que, a 
perda anual de solo em uma floresta natural é da ordem de 4 kg por hectare; a transformação desta 
floresta em pastagem aumenta esta perda para 700 kg por hectare e em uma plantação de algodão, 
para 38000 kg por hectare. 
Os mesmos autores chamam atenção para a capacidade de transporte dos rios. Estimam que o 
volume de detritos mais sais solúveis carreados pelo rio Amazonas em uma ano equivale a um cubo 
de 620 m de aresta. Um rio pequeno como o Paraíba do Sul transporta diariamente cerca de 15000 t 
em suspensão (174 kg por segundo). 
c) Solos glaciais 
O gelo é um agente transportador muito importante uma vez que em eras anteriores, cerca de 30% 
da superfície dos continentes era coberta por gelo perene. Destas regiões, em virtude de 
desequilíbrio entre a quantidade de gelo que se forma e a que se funde, grandes massas se deslocam 
a uma velocidade muito pequena (alguns metros por ano, embora as geleiras da Groelândia possam 
atingir velocidades de até 24 m/dia). Quando ocorre o degelo, o material incorporado nas geleiras 
durante sua movimentação, que pode chegar a 50% do volume da geleira, se deposita no mesmo 
local, formando um solo altamente heterogêneo, e por isto mesmo problemático como terreno de 
fundação. 
O Brasil, há cerca de 200 milhões de anos, sofreu intensa atividade glacial, havendo claros vestígios 
desta atividade no Sul do país muito embora a ocorrência de solos glaciais em nosso país seja 
pequena. 
d) Solos coluvionares 
São solos formados pela ação da gravidade. Os solos coluvionares são dentre os solos transportados 
os mais heterogêneos granulometricamente, pois a gravidade transporta indiscriminadamente desde 
grandes blocos de rocha até as partículas mais finas de argila. 
Entre os solos coluvionares estão os escorregamentos das escarpas da Serra do Mar formando os 
Tálus nos pés do talude, massas de materiais muito diversas e sujeitas a movimentações de rastejo. 
Têm sido também classificados como coluviões os solos superficiais do Planalto Brasileiro 
depositados sobre solos residuais. 
Os tálus são solos coluvionares formados pelo deslizamento de solo do topo das encostas. No sul da 
Bahia existem solos formados pela deposição de colúvios em áreas mais baixas, os quais se 
apresentam geralmente com altos teores de umidade e são propícios à lavoura cacaueira. 
Encontram-se solos coluvionares (tálus) também na Cidade Baixa, em Salvador, ao pé da encosta 
paralela à falha geológica que atravessa a Baia de Todos os Santos. 
De extrema beleza são os tálus encontrados na Chapada Diamantina, Bahia. A Figura 2.2 lustra 
formações típicas da região. A parte mais inclinada dos morros corresponde à formação original, 
enquanto que a parte menos inclinada é composta basicamente de solo coluvionar (tálus). 
 
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Figura 2.2. Exemplos de solos coluvionares (tálus) encontrados na chapada diamantina. 
2.3.3. Solo orgânico 
A formação dá-se ou pela impregnação de matéria orgânica (húmus) em sedimentos pré-existentes, 
ou ainda pela decomposição da matéria orgânica que já ocorria nos sedimentos. Uma parte dos 
produtos da decomposição da matéria orgânica é escura e relativamente estável, e impregna os solos 
orgânicos: é o húmus. Por ser facilmente carreado pela água, em suspensão, o húmus só impregna 
permanentemente os solos finos (as argilas, os siltes e, em pequena escala, as areias finas). Assim, 
não ocorrem areias grossas orgânicas ou pedregulhos orgânicos. 
Quando a matéria orgânica provém de decomposição sobre o solo de grande quantidade de folhas, 
caules e troncos de plantas forma-se um solo fibroso, essencialmente de carbono, de alta 
compressibilidade e baixíssima resistência, que se chama turfa. Provavelmente este é pior tipo de 
solo para os propósitos do engenheiro geotécnico. 
A diferença entre argilas e siltes orgânicos e a turfa está no fato de que os primeiros são mais 
pesados, pois a turfa, tendo grandes teores de carbono, é de densidade menor. Por outro lado, a turfa 
é combustível quando seca e os outros não o são. 
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3.0. TEXTURA E ESTRUTURA DOS SOLOS 
3.1. Tamanho e forma das partículas 
Entende-se por textura o tamanho relativo e a distribuição das partículas sólidas que formam os 
solos. O estudo da textura dos solos é realizado por intermédio do ensaio de granulometria, do qual 
falaremos adiante. Pela sua textura os solos podem ser classificados em dois grandes grupos: solos 
grossos (areia, pedregulho, matacão) e solos finos (silte e argila). Esta divisão é fundamental no 
entendimento do comportamento dos solos, pois a depender do tamanho predominante das suas 
partículas, as forças de campo influenciando em seu comportamento serão gravitacionais (solos 
grossos) ou elétricas (solos finos). De uma forma geral, pode-se dizer que quanto maior for a 
relação área/volume ou área/massa das partículas sólidas, maior será a predominância das forças 
elétricas ou de superfície. Estas relações são inversamente proporcionais ao tamanho das partículas, 
de modo que os solos finos apresentam uma predominância das forças de superfície na influência 
do seu comportamento. 
Quanto à forma das partículas, geralmente, apresenta-se sob umas das 3 formas seguintes: 
Equidimensional: todas as 3 dimensões são equivalentes. É o tipo predominante em pedregulhos, 
areias e siltes. Subdivide-se em: 
- Arredondada 
- Sub-arredondada 
- Sub-angulosa 
- Angulosa 
- Lamelar: 2 dimensões predominam sobre a terceira. Predomina nas argilas. 
- Fibrilar: 1 dimensão predomina sobre as outras. Predomina nos solos turfosos. 
A forma da partícula tem influência decisiva em algumas propriedades mecânicas importantes, 
como compressibilidade.3.2. Solos grossos 
Nos solos grossos, por ser predominante a atuação de forças gravitacionais, resultando em arranjos 
estruturais bastante simplificados, o comportamento mecânico e hidráulico está principalmente 
condicionado a sua compacidade, que é uma medida de quão próximas estão as partículas sólidas 
umas das outras, resultando em arranjos com maiores ou menores quantidades de vazios. 
3.2.1. Pedregulhos 
São classificados como pedregulho as partículas de solo com dimensões maiores que 2,0mm 
(ABNT). 
3.2.2. Areias 
As areias se distinguem pelo formato dos grãos que pode ser angular, subangular e arredondado, 
sendo este último uma característica das areias transportadas por rios ou pelo vento. A forma dos 
grãos das areias está relacionada com a quantidade de transporte sofrido pelos mesmos até o local 
de deposição. O transporte das partículas dos solos tende a arredondar as suas arestas, de modo que 
quanto maior a distância de transporte, mais esféricas serão as partículas resultantes. Classificamos 
como areia as partículas com dimensões entre 2,0mm e 0,06mm (ABNT). 
O formato dos grãos de areia tem muita importância no seu comportamento mecânico, pois 
determina como eles se encaixam e se entrosam, e em contrapartida, como eles deslizam entre si 
quando solicitados por forças externas. Por outro lado, como estas forças se transmitem dentro do 
solo pelos pequenos contatos existentes entre as partículas, as de formato mais angulares, por 
possuírem em geral uma menor área de contato, são mais susceptíveis a se quebrarem. 
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3.3. Solos finos 
Quando as partículas que constituem o solo possuem dimensões menores que 0,06mm (ABNT), o 
solo é considerado fino e, neste caso, será classificado como argila ou como silte. 
Os solos finos possuem partículas com formas lamelares, fibrilares e tubulares e é o mineral que 
determina a forma da partícula. As partículas de argila normalmente apresentam uma ou duas 
direções em que o tamanho da partícula é bem superior àquele apresentado em uma terceira direção. 
O comportamento dos solos finos é definido pelas forças de superfície (moleculares, elétricas) e 
pela presença de água, a qual influi de maneira marcante nos fenômenos de superfície dos argilo-
minerais. 
Partindo dos inúmeros minerais principalmente dos feldspatos, os agentes da decomposição química 
chegam a um produto final: a argila. 
A estrutura dos minerais argílicos é composta por duas unidades cristalográficas fundamentais: uma 
com a configuração de um tetraedro, formada por um átomo de silício eqüidistante de quatro 
átomos de oxigênio, e a outro representada por um octaedro, em que um átomo de alumínio, no 
centro, é envolvido por seis átomos de oxigênio, ou grupos de oxidrilas. 
3.3.1. Argilas 
A fração granulométrica do solo classificada como argila (diâmetro inferior a 0,002mm) se 
caracteriza pela sua plasticidade marcante (capacidade de se deformar sem 
apresentar variações volumétricas) e elevada resistência quando seca. É a fração mais ativa dos 
solos. 
1.1.1. Siltes 
Apesar de serem classificados como solos finos, o comportamento dos siltes é governado pelas 
mesmas forças dos solos grossos (forças gravitacionais), embora possuam alguma atividade. Estes 
possuem granulação fina, pouca ou nenhuma plasticidade e baixa resistência quando seco. A Figura 
3.1 apresenta a escala granulométrica adotada pela ABNT / NBR 6502. 
mm
Areia
Grossa Pedregulho Pedra-de-mão
0,002 0,06 0,20 0,60 2,00 60,00
Argila Silte Fina Média
 
Figura 3.1. Escala granulométrica da ABNT / NBR 6502 de 1995 
3.4. Estrutura dos solos 
É o arranjo das partículas do solo entre si. Os tipos de estrutura mais comumente aceitos são: 
 
 Granular compacta Granular fofa 
Figura 3.2. Estrutura dos solos granulares 
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 Floculada Dispersa 
Figura 3.3. Estrutura dos solos coesivos 
Em água salgada (com alta concentração iônica, Na+), os grãos tendem a flocular antes de 
sendimentarem.Devido a este fato, não ocorre sendimentação de grãos isolados, mas de flóculos sob 
ação de gravidade, dispondo-se ao acaso. Em água doce, os grãos sendimentam isoladamente, 
tendendo a se disporem uniformemente. 
3.5. Composição química e mineralógica dos solos 
Os minerais que formam os solos são os mesmos das rochas de origem, além de outros que surgem 
na decomposição química. 
Os principais minerais que ocorrem na crosta terrestre são o feldspato (60%), anfibólios e 
piroxênios (17%), quartzo (12%) e as micas (4%): 
O feldspato forma o grupo mais importante como constituinte das rochas. São translúcidos ou 
opacos. 
Os piroxênios e anfibólios são minerais de aparência muito similar. Com cor quase preta e clivagem 
segundo 2 planos quase perpendiculares nos piroxênios e oblíquos nos anfibólios. 
O quartzo tem alta resistência química e física. Predominantemente, apresenta-se na cor branca ou 
incolor. Brilho vítreo, transparente ou opaco. É usado como matéria prima para fabricação do vidro. 
A mica caracteriza-se pela ótima clivagem laminar e boa elasticidade. Cor desde incolor, amarelada 
(moscovita ou mica branca) a preta (biotita ou mica preta). É usada na indústria elétrica como 
isolante. 
3.5.1. Solos Grossos (Pedregulhos e Areias) 
Quanto à composição química, os principais minerais dos solos grossos são: 
- silicatos (feldspato, quartzo, mica) 
- óxidos (hematita, magnetita, limonita) 
- carbonatos (calcita, dolomita) 
- sulfatos (gesso, anidrita) 
3.5.2. Solos finos (Argilas) 
Partindo dos inúmeros minerais, principalmente dos feldspatos, os agentes da decomposição 
química chegam à formação de argila. 
A investigação dos componentes mineralógicos das argilas é de grande importância, pois o 
comportamento mecânico destas é função, principalmente, de sua estrutura a qual é fortemente 
influenciada pela constituição mineralógica. As argilas são constituídas por pequeníssimos minerais 
cristalinos, chamados minerais argílicos. 
A estrutura dos minerais argílicos é composta por duas unidades cristalográficas fundamentais: uma 
com a configuração de um tetraedro, formada por um átomo de silício eqüidistante de quatro 
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átomos de oxigênio, e a outro representada por um octaedro, em que um átomo de alumínio, no 
centro, é envolvido por seis átomos de oxigênio, ou grupos de oxidrilas. 
O
O O
Al
O Si
O O O
Sílica Gibsita
O
O
O
 
Figura 3.4. Estruturas dos minerais argílicos 
 
A depender do modo como estas unidades estruturais estão entre si, pode-se dividir os argilo-
minerais em três grandes grupos. 
a) Grupo do caulinita 
O mineral argílico das argilas do grupo da caolinitas é formado por unidades de silício e alumínio 
unidas alternadamente, conferindo-lhes uma estrutura rígida. A espessura deste mineral argílico é da 
ordem de 0,72 x 10-9 m. A ligação entre as unidades é suficientemente firme para não permitir a 
penetração de moléculas de água entre elas. Em conseqüência as caulinita são relativamente 
estáveis em presença da água . 
b) Montmorilonita 
O mineral argílico destas argilas é formado por uma unidade de alumínio entre duas de silício. A 
espessura deste mineral argílico é da ordem de 0,96 x 10-9 m. As ligações entre estas unidades, não 
sendo suficientemente firmes para impedir a entrada de moléculas de água, tornam as 
montmorilonitas muito expansivas, e portanto instáveis, em presença de água. As bentonitas, argilas 
do grupo das montmorilonitas, são muito usadas como contenção das paredes de furos de sondagem 
e de estacas escavadas. 
c) Ilita 
Estruturalmente análogas às montmorilonitas, são, porém, menos expansivas, devido 
principalmente às ligações de íons de potássio entre os minerais argílicos. 
 
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o o o K
o o o
CaulinitaMontmorilonita Ilita
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Al
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
 
Figura 3.5. Arranjos estruturais típicos dos três principais grupos de argilo-minerais 
3.6. Superfície específica 
É a soma das superfícies de todas as partículas contidas em uma unidade de volume ou peso do 
solo. 
Imaginando-se uma partícula de forma cúbica inicialmente com 1 cm de aresta e subdividindo-se 
em cubos cada vez menores, tem-se: 
Tabela 3.1. Superfície específica de uma partícula de solo 
Aresta (cm) Volume da partícula (cm3) 
Nº de partículas 
na unidade de 
volume 
Área de cada 
partícula (cm2) 
Superfície 
específica 
(cm2/cm3) 
1 1 1 6 6 
10-1 10-3 103 6 x 10-2 6 x 10 
10-2 10-6 106 6 x 10-4 6 x 102 
10-4 10-12 1012 6 x 10-8 6 x 104 
 
Conclui-se que, quanto mais fino o solo, maior sua superfície específica, sendo esta uma das 
principais razões da diferença entre as propriedades físicas dos solos grossos para os solos finos, 
uma vez que as forças elétricas atuam na superfície das partículas. Quanto maior a superfície 
específica maior a influência das forças elétricas. 
Nos solos grossos predominam as forças gravitacionais, e nos solos finos, por 
terem uma grande superfície específica, predominam as forças elétricas. 
Para minerais argílicos: 
- Caolinitas - 10 m²/g 
- Ilitas - 80 m²/g 
- Montmorilonitas - 800 m²/g 
3.7. Estado das argilas 
3.7.1. Consistência 
Quando se manuseia uma argila, percebe-se uma certa consistência, ao contrário das areias que se 
desmancham facilmente. Por esta razão, o estado em que se encontra uma argila costuma ser 
indicado pela consistência que ela apresenta. 
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A consistência das argilas pode ser quantificada por meio de um ensaio de compressão simples, que 
consiste na ruptura por compressão de um corpo-de-prova de argila, geralmente cilíndrico. A carga 
que leva o corpo-de-prova à ruptura, dividida pela área deste corpo é denominada resistência à 
compressão simples da argila (a expressão simples expressa que o corpo-de-prova não é 
confinado, procedimento muito empregado em Mecânica dos Solos). 
Em função da resistência à compressão simples, a consistência das argilas é expressa pelos termos 
apresentados na Tabela 3.2. 
Tabela 3.2. Consistência em função da resistência à compressão. 
Consistência Resistência (kPa) 
Muito mole < 25 
Mole 25 a 50 
Média 50 a 100 
Rija 100 a 200 
Muito rija 200 a 400 
Dura > 400 
 
3.7.2. Sensitividade das argilas (S) 
É a relação entre a resistência à compressão simples de uma amostra indeformada e a resistência à 
compressão simples da mesma amostra amolgada, na mesma unidade. 
'
c
c
R
R
 
amolgado estado no sistênciaRe
oindeformad estado no aResistênci
 S == 
 Exemplo de resultados desses dois ensaios está mostrado na Figura 3.6. 
 
 
Deformação
ε (%)
Rc'
Rc
R
e
si
st
ên
ci
a
 
Figura 3.6. Curva Tensão x Deformação 
Rideci Farias. Haroldo Paranhos. 
Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. 
CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. 
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As argilas são classificadas conforme a Tabela 3.3. 
Sensitividade Classificação 
1 Insensitiva 
1 a 2 Baixa sensitividade 
2 a 4 Média sensitividade 
4 a 8 Sensitiva 
> 8 Ultra-sensitiva (quick clay) 
 
3.7.3. Tixotropia 
É a recuperação, com o tempo, da resistência do solo amolgado. Deve-se a gradual reorientação das 
partículas de uma estrutura dispersa para uma floculada, acompanhada de uma reorientação das 
moléculas de água da camada adsorvida para uma estrutura mais ordenada (MITCHELL, 1960) 
Um exemplo de argila com propriedades tixotrópicas é a BENTONITA, argila do grupo das 
montmorilonitas, muito usada em serviços de engenharia que envolvam escavações em solos 
(paredes diafragmas, sondagens, etc...). 
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4.0. ÍNDICES FÍSICOS ENTRE AS TRÊS FASES 
Num solo, só parte do volume total é ocupado pelas partículas sólidas que se acomodam formando 
uma estrutura. O volume restante costuma ser chamado de vazios, embora esteja ocupado por água 
ou ar. Deve-se reconhecer, portanto, que o solo é constituído de três fases: partículas sólidas, água e 
ar. O comportamento de um solo depende da quantidade relativa de cada uma das três fases 
(sólidos, água e ar). Diversas relações são empregadas para expressar as proporções entre elas. Na 
Figura 4.1, estão representadas, simplificadamente, as três fases que normalmente ocorrem nos 
solos, ainda que, em alguns casos, todos os vazios possam estar ocupados pela água, sendo 
chamado de solo saturado. 
Var Par
Vv
Vw Pw
Vt Pt
Vs Ps
VOLUMES PESOS
SÓLIDOS
ÁGUA
AR
 
Figura 4.1. As fases no solo. 
Observação 1: como considera-se o peso da fase gasosa igual a zero, o peso da fase sólida é igual ao 
peso seco da amostra. 
Observação 2: considera-se solo seco aquele que apresenta constância de peso em duas pesagens 
consecutivas após secagem em uma estufa de 105 a 110 ºC. 
Em princípio, as quantidades de água e ar podem variar. A evaporação pode fazer diminuir a 
quantidade de água, substituindo-a por ar, e a compressão do solo pode provocar a saída de água e 
ar, reduzindo o volume de vazios. O solo, no que se refere às partículas que o constituem,permanece 
o mesmo, mas seu estado se altera. As diversas propriedades do solo dependem do seu estado em 
que se encontra. Quando diminui o volume de vazios, por exemplo, a resistência aumenta. 
Para identificar o estado do solo, empregam-se índices que correlacionam os pesos e os volumes das 
três fases. Estes índices são os seguintes, vide Figura 4.1. 
4.1. Umidade (W ou h) 
Relação entre o peso de água e o peso dos sólidos. É expresso pela letra w ou h. Para sua 
determinação, pesa-se o solo no seu estado natural, seca-se em estufa a 105 ºC até constância de 
peso e pesa-se novamente. Tendo-se o peso das duas fases, a umidade é calculada. É a operação 
mais freqüente em um laboratório de solo. Os teores de umidade dependem do tipo de solo e 
situam-se geralmente entre 10 e 40 %, podendo ocorrer valores muitos baixos (solos secos) ou 
muito altos (150 % ou mais). 
100(%) x
P
P
w
s
w
= 
 
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4.2. Índice de Vazios (e) 
Relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos. Costuma se situar entre 0,5 e 1,5, mas 
argilas orgânicas podem ocorrer com índices de vazios superiores a 3 (volume de vazios, no caso 
com água, superior a 3 vezes o volume de partículas sólidas). 
s
v
V
V
e =)aladimension( 
4.3. Porosidade (n) 
Relação ente o volume de vazios e o volume total da amostra. Indica semelhança com o índice de 
vazios. Valores, geralmente, entre 20 e 90 %. 
100(%) x
V
V
n
t
v
= 
4.4. Grau de Saturação (S ou Sr) 
Relação entre o volume de água e o volume vazios. Varia de zero (solo seco) a 100% (solo 
saturado). 
100(%) x
V
VS
s
w
= 
4.5. Peso específico dos sólidos, dos grãos ou das partículas (γγγγs) 
É uma características dos sólidos. Relação entre o peso das partículas sólidas e o seu volume. 
s
s
s V
P
mkN =)/( 3γ 
4.6. Peso específico da água (γγγγw) 
Embora varie um pouco com a temperatura, adota-se sempre como igual a 10 kN/m3, a não ser em 
certos procedimentos de laboratório. 
33 /10)/( mkNmkN
w
=γ 
4.7. Peso específico natural (γγγγn) 
Relação entre o peso total do solo e seu volume total. É comum a expressão “peso específico 
natural” ser substituída, algumas vezes, só por “peso específico” do solo. 
t
t
n V
P
mkN =)/( 3γ 
4.8. Peso específico aparente seco (γγγγd) 
Relação entre o peso dos sólidos e o volume total. Corresponde ao peso específico que o solo teria 
se viesse a ficar seco (umidade nula), se isso pudesse ocorrer sem que houvesse variação de volume. 
t
s
d V
P
mkN =)/( 3γ 
Normalmente o γγγγd é obtido com a seguinte equação: 
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w
n
d +
=
1
γγ 
4.9. Peso específico aparente saturado (γγγγsat) 
Peso específico do solo se viesse a ficar saturado e se isso ocorresse sem variação de volume. 
t
s
sat V
P
mkN =)/( 3γ 
4.10. Peso específico submerso (γγγγsub) 
É o peso específico efetivo do solo quando submerso. Serve para cálculos de tensões efetivas. É 
igual ao peso específico natural menos o peso específico da água. 
Se o solo está submerso, passa a atuar nas partículas o empuxo de água (E) que é uma força vertical, 
de baixo para cima, igual ao peso do volume de água deslocado. 
E
NA ≅ NT
P
 
Figura 4.2.Peso específico submerso. 
 Psub = Ps – E → V.γsub = V.γsat – V.γw → γsub = γsat - γw 
4.11. Densidade relativa dos grãos (G ou Gs) 
É a razão entre a massa ou peso específico da parte sólida e a massa ou peso específico de igual 
volume de água pura a 4 ºC. Como é uma relação de massa ou de pesos específicos, é adimensional. 
)º4 ( CaG
w
s
γ
γ
= 
4.12. Cálculos dos Índices Físicos 
Dos índices visto acima, só três são determinados diretamente em laboratório: a umidade, o peso 
específico dos grãos e o peso específico natural. Um é adotado, o peso específico da água. A seguir 
são listadas algumas relações para o cálculo desses índices. 
 
( )
we
e
ee
w
e
e
n nws
sat
s
d
s
n +
=
+
+
=
+
=
+
+
=
+
=
1
 ;
1
).(
 ;
1
 ;
1
1
 ;
1 d
γγγγγγγγγ 
 
eSwG
e
wSe
w
s
d
s
.. ;
.
.
 ;1 ==−=
γ
γ
γ
γ
 
 
 
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4.13. Estado das areias – Grau de Compacidade (GC) ou Densidade Relativa (Dr) 
O estado em que se encontra uma areia pode ser expresso pelo seu índice de vazios. Este dado 
isolado, entretanto, fornece pouca informação sobre o comportamento da areia, pois,