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Mecânica dos Solos
REVISÃO AULA 01
ÍNDICES FÍSICOS
Conceituação dos Solos
A parte mais externa do globo terrestre, denominada crosta, é constituída 
essencialmente de rochas que são agregados naturais de um ou diversos minerais.
A ação contínua dos agentes atmosféricos e biológicos (intemperismo) tende a 
desintegrar e a decompor essas rochas, dando origem ao solo.
No seu estado natural, o solo apresenta-se composto de partículas sólidas (com 
diferentes formas e tamanhos), líquidas e gasosas. 
Normalmente são caracterizados pela sua fase sólida, enquanto as fases líquida e 
gasosa são consideradas conjuntamente como porosidade. 
Na análise de comportamento real de um solo, há necessidade de se levar em 
conta as porcentagens das fases componentes, bem como a distribuição dessas 
fases através da massa de solo.
Tipos de Solos Quanto à Origem
SOLOS RESIDUAIS:
São aqueles com origem na decomposição das rochas que se encontram no 
próprio local em que se formaram. 
Estes são bastante comuns no Brasil (regiões tropicais a degradação das rochas 
ocorrem em maior velocidade), sobretudo no Centro-Sul. 
Exemplo: 
- a decomposição dos basaltos que origina as chamadas "terras roxas“,
- a decomposição de rochas cristalinas que originam espessas camadas de solo 
residual, como acontece frequentemente na Serra do Mar.
Apresentam uma grande variedade de tamanho das partículas.
Tipos de Solos Quanto à Origem
SOLOS RESIDUAIS:
A separação entre a rocha matriz e o 
solo residual não é nítida, mas sim, 
gradual. 
Pode-se distinguir, pelo menos, duas 
faixas distintas entre o solo e a rocha: 
-a primeira, sobre rocha, denominada 
rocha alterada ou rocha decomposta, e
- a segunda, logo abaixo do solo, 
chamada de solo de alteração.
Perfil de intemperização típico de 
rochas ígneas intrusivas.
Tipos de Solos Quanto à Origem
SOLOS SEDIMENTARES:
Os solos sedimentares ou transportados são aqueles que foram levados ao seu 
local atual por algum agente de transporte e lá depositados. 
As características dos solos sedimentares são função do agente transportador.
 Solos Eólicos: vento.
 Solos Aluvionares: água dos oceanos e mares, dos rios e das chuvas.
 Solos Glaciais: geleiras.
 Solos Coluvionares: gravidade.
Tipos de Solos Quanto à Origem
SOLOS SEDIMENTARES:
A capacidade de transporte dos agentes determina o tamanho das partículas. 
Apresentam geralmente maior homogeneidade no tamanho das partículas 
constituintes. 
Um curso de água tenderá a selecionar o tamanho das partículas depositadas:
 próximo da cabeceira, em que a velocidade das águas é maior, devem 
depositar-se os grãos mais grossos, 
 as partículas mais finas poderão ser transportadas a longas distâncias, até 
que a velocidade da água diminua consideravelmente, e permita que haja 
deposição.
Tipos de Solos Quanto à Origem
SOLOS ORGÂNICOS:
São formados pela mistura de restos de organismos (animais ou vegetais) com 
sedimentos preexistentes. 
A ocorrência de solos orgânicos se dá em locais bem característicos, tais como 
as áreas adjacentes aos rios, as baixadas litorâneas e as depressões 
continentais.
Exemplo: turfas : solos extremamente deformáveis , muito permeáveis, 
permitindo que os recalques ocorram rapidamente sob carregamentos 
externos
Em função dos agentes de intemperismo e de transporte, os depósitos de solos 
podem estar constituídos de partículas dos mais diversos tamanhos. 
Alguns solos possuem grãos visíveis a olho nu, enquanto outros têm os grãos tão 
finos que, quando molhados, se transformam numa pasta, impossibilitando a 
visualização das partículas individualmente.
Em termos qualitativos, deve-se frisar que o intemperismo físico (desintegração) é 
capaz de originar partículas de tamanhos até cerca de 0,001 mm e somente o 
intemperismo químico (decomposição) é capaz de originar partículas de diâmetro 
menor que 0,001 mm.
Pela sua textura os solos podem ser classificados em dois grandes grupos:
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
SOLOS GROSSOS : solos cuja maior porcentagem esteja constituída de 
partículas visíveis a olho nu (   0,074 mm).
 areia, pedregulho e matacão.
 as partículas normalmente são equidimensionais, podendo ser 
esféricas (solos sedimentares) ou angulares (solos residuais).
 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. 
 forças gravitacionais influenciam no comportamento.
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
SOLOS FINOS : solos constituídos por partículas com dimensões menores 
que 0,074 mm (DNER) ou 0,06 mm (ABNT) 
 silte e argila.
 As partículas, geralmente, possuem forma lamelar (duas dimensões são 
incomparavelmente maiores que a terceira) ou acicular (uma das 
dimensões prevalece sobre as outras duas).
 o mineral constituinte do solo determina a forma da partícula.
 O comportamento dos solos finos é definido pelas forças de superfície 
(moleculares, elétricas e eletromagnéticas), uma vez que a relação entre a 
superfície da partícula e o seu volume é muito alta. 
 a presença de água influi de maneira marcante nos fenômenos de 
superfície dos argilo−minerais.
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
Para descrever o tamanho das partículas, é usual citar a sua dimensão ou utilizar 
nomes conferidos arbitrariamente a certas faixas de variação de tamanhos. 
Para tal, existem escalas que apresentam os nomes dos solos juntamente com as 
dimensões que eles representam. As tabelas abaixo ilustram algumas dessas 
escalas.
SOLOS GROSSOS:
PEDREGULHOS - são acumulações incoerentes de fragmentos de rocha, com 
dimensões maiores que 2 mm (escala MIT). Normalmente, são encontrados em 
grandes extensões, nas margens dos rios e em depressões preenchidas por 
materiais transportados pelos rios.
AREIAS - tem origem semelhante à dos pedregulhos, entretanto, as suas 
dimensões variam entre 2 mm e 0,05 mm. As areias são ásperas ao tacto, e, 
estando isentas de finos, não se contraem ao secar, não apresentam 
plasticidade e comprimem-se, quase instantaneamente, ao serem carregadas.
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
SOLOS FINOS:
SILTES - são solos de granulação fina que apresentam pouca ou nenhuma 
plasticidade. Um torrão de silte seco ao ar pode ser desfeito com bastante 
facilidade.
ARGILAS - são solos de granulação muito fina que apresentam características 
mercantes de plasticidade e elevada resistência, quando secas. Constituem a 
fração mais ativa dos solos.
As argilas, quando secas e desagregadas, dão uma sensação de farinha, ao tacto, 
e, quando úmidas, são lisas.
Quanto à constituição química das argilas, pode-se dizer que elas se compõem 
de silicatos de alumínio hidratados, podendo ocorrer eventualmente silicatos de 
magnésio, ferro ou outros metais, também hidratados.
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
IDENTIFICAÇÃO TÁCTIL VISUAL DOS SOLOS:
Tipos de Solos Quanto o Tamanho e Forma
ÍNDICES FÍSICOS?
Índices Físicos dos Solos
Na natureza os solos se apresentam compostos pelos elementos das três fases físicas, 
em maior ou menor proporção.
FASE SÓLIDA – formada pelas partículas 
minerais do solo.
FASE GASOSA – compreende todo o ar existente 
entre as partícula (extremamente 
compreensível).
FASE LÍQUIDA – formada pela água 
presente no solo (pode fluir através do 
solo).
O solo é constituído do agrupamento de partículas solidas entremeadas de VAZIOS, os 
quais podem estar preenchidos com água ou ar.
MINERAIS
ÁGUA
ARÍndices Físicos dos Solos
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
O comportamento do solo depende da quantidade relativa de cada uma das fases 
(sólidos, água e ar). Diversas relações são empregadas para expressar as proporções 
entre elas.
V – volume total
Vs – volume de sólidos
Vw – volume de água
Va – volume de ar
Vv – volume de vazios
W – peso total
Ws – peso de sólidos
Ww – peso de água
Wa – peso de ar (Wa = 0)
Índices Físicos dos Solos
a) Entre Pesos
b) Entre Volumes
c) Entre Pesos e Volumes
Relações:
Índices Físicos dos Solos
Peso Específico: é a relação entre pesos e volumes, expressos geralmente em
=> kN/m³
Massa Específica: é a relação entre a quantidade de matéria (massa) e volume, 
expressos geralmente em
=> g/cm³ kg/dm³ t/m³
Peso Específico = Massa Específica * Aceleração da Gravidade
Aceleração da Gravidade => vale em torno de 9,81 m/s² ou 10 m/s²
Massa Específica da Terra : média de 5,5 g/cm³.
Massa específica é a relação entre a massa e o 
volume real de um material. Quando falamos 
de rochas, maiores valores de massa 
específica representam rochas mais 
compactas, com menor número de vazios no 
material. 
Dureza: é a resistência ao risco. São os 
números que, atribuídos à dureza das rochas 
são originários da Escala 
que vai de 1 a 10 classificando os materiais no 
sentido crescente de dureza. As rochas ou 
minerais de dureza 1 são menos resistentes ao 
risco e as de dureza 10 são as mais resistentes, 
existindo várias rochas de dureza 
intermediária neste intervalo. 
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos:
Teor de Umidade (w ou h)
Teor de água contida no solo em função do peso dos 
sólidos.
O teor de umidade depende do tipo de solo e situa-se 
geralmente entre 10 e 40%, podendo ocorrer valores 
muito baixos (solos secos) ou muito altos (150% ou mais).
Determinado diretamente em laboratório.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Volumes:
Índice de Vazios (e)
Volume de vazios em relação ao volume dos sólidos
É medido por um número natural situado entre 0 e .
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Volumes:
Porosidade (ŋ)
Volume de vazios em relação ao 
volume total.
É expressa em porcentagem, e o seu 
intervalo de variação é entre 0 e 
100%.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Volumes:
Grau de Saturação (S ou Sr)
Teor de vazios preenchidos por água.
Se o solo está completamente seco, então S = 0%, 
se os poros estão cheios de água, então o solo está 
saturado e S = 100%.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico da água ( W )
Nos casos práticos adota-se o W igual a 10 kN/m³
ou 1 g/cm³.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico real dos sólidos (ou dos grão) ( s )
Representa uma média dos pesos específicos 
dos minerais que compõem a fase sólida.
É o maior peso específico que o solo pode ter.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico real dos sólidos (ou grãos) ( s )
O valor não varia muito de 
solo para solo. O fator 
preponderante é a sua 
mineralogia, ou seja, depende 
principalmente da rocha 
matriz que deu origem ao 
solo.
É determinado em 
laboratório para cada tipo de 
solo com o emprego de um 
picnômetro. O ensaio para 
determinação do s é 
padronizado no Brasil pela 
norma ABNT NBR 6508/84.
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico aparente natural (  )
A magnitude do peso específico natural 
dependerá da quantidade de água nos vazios e 
dos grãos minerais predominantes.
Situa-se em torno de 19 a 20 kN/m³.
Normalmente, o peso específico natural é 
determinado em laboratório após a moldagem 
de corpo de prova.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico aparente seco ( d )
É empregado para verificar o grau de compactação 
de bases e sub-bases de pavimentos e barragens de 
terra. Obtido para S = 0(grau de saturação).
Corresponde ao peso específico que o solo teria se 
viesse a ficar seco, se isso pudesse ocorre sem que 
houvesse variação de volume.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Não é determinado diretamente em 
laboratório, mas calculado a partir do 
peso específico natural e da umidade.
Situa-se entre 13 e 19 kN/m³.
No caso de argilas orgânicas moles, 
entre 4 e 5 kN/m³.
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico saturado ( sat )
É a relação entre o peso total e o volume total, 
para a condição em que todos os vazios estão 
preenchidos com água (S = 1; grau de 
saturação).
É da ordem de 20 kN/m³.
SÓLIDO
GASOSO
LÍQUIDO
volume peso
V W
Vs
Vw
Va
Vv
Ws
Ww
Wa
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Peso específico submerso ( sub )
Quando a camada de solo está abaixo do nível 
freático, define-se o peso específico submerso com 
o valor do peso específico saturado subtraído do 
peso específico da água.
Considera-se a existência do empuxo de água no 
solo.
É da ordem de 10 kN/m³.
Índices Físicos dos Solos
Relações entre Pesos e Volumes:
Densidade dos grãos ou sólidos (Gs)
É a razão entre o peso específico real dos grão (s) e o 
peso específico da água (W ) a 4ºC.
Valor adimensional.
A expressão DENSIDADE refere-se massa específica e DENSIDADE RELATIVA é 
relação entre densidade do material e a densidade da água a 4ºC. 
É comum se estender o conceito de DENSIDADE RELATIVA à relação dos pesos e se 
adotar como peso específico a densidade relativa do material multiplicada pelo W.
Índices Físicos dos Solos
Exercício:
1) Para uma amostra de areia argilosa de origem aluvial foram obtidos: 
s = 2,72 KN/m³ e = 0,75 S = 50% Vs= 1m³
Determinar:
a) Teor de umidade (w )
b) Peso específico natural (  )
c) Peso específico saturado ( sat )
d) Peso específico submerso ( sub )
e) Peso específico seco ( d )
Mecânica dos Solos
Faculdade Estácio de Sá
paulohenrique_eng@yahoo.com.br
Obrigado