RESUMO DE GEOTECNIA

Prévia do material em texto

RESUMO DOS TÓPICOS PARA PROFESSORA ELIANE
O Planeta Terra; Tectônica de Placas;
A estrutura interna do planeta Terra é composta de 3 camadas ou partes, sendo a mais externa a Crosta, a intermediária o Manto e a mais interna o Núcleo.
As placas tectônicas são formadas pela crosta continental e crosta oceânica mais 
A mais comum origem dos terremotos são as colisões entre placas tectônicas, mas pode ocorrer também terremotos intra-placas, com a acomodação de grande blocos de rochas.
Os minerais; Rochas; O magmatismo e as rochas ígneas ou magmáticas;
Minerais são substâncias naturais, formados por elementos ou compostos químicos, cristalizados, inorgânicos e formados por processos geológicos.
Os minerais são os formadores de rochas. Também nos solos e sedimentos tem-se essencialmente minerais, que são as partículas ou grãos. Há cerca de 1.500 minerais, mas a maioria se restringe a cerca de uma ou duas centenas.
Rochas são produtos naturais consolidados resultantes da união de minerais.
Há 4 características essenciais das rochas: Textura e Estrutura; Duras e brandas; Minerais essenciais e assessórios; Pluri e Monominerálicas.
As rochas podem ser classificadas pela origem –que é a classif. Genética. São as Ígneas ou magmáticas, Sedimentares e Metamórficas.
As Magmáticas resultam do resfriamento do Magma. Podem ser intrusivas e extrusivas. Essas os cristais (minerais) não podem ser reconhecíveis a olho nú. Enquanto aquelas sim podem ser reconhecíveis a olho nú.
Sedimentação e as rochas sedimentares; O metamorfismo e as rochas metamórficas;
O sedimentos são argila, silte, areia ou pedregulho (NBR 6502), e ao sofrerem transporte se depositam em depressões, rios ou lagos. Os sedimentos são partículas ou grãos minerais ou mesmo fragmentos de rochas. Quando os sedimentos se acumulam podem sofrer processo de transformação em rocha sedimentar. Este processo chama-se de litificação ou diagênese, que é a compactação e/ou sedimentação de partículas. 
As rochas sedimentares ocorrem em todas as partes dos continentes, sendo que superficialmente é a rocha mais expressiva com mais de 60% de área.
A principal característica de reconhecimento de rocha sedimentar são as camadas. Exemplo de Rochas sedimentares: Arenito, siltito, argilito, folhelho, conglomerado. 
A Bacia Sedimentar do Paraná situa-se a norte e oeste de São Luis do Purunã, e abrange cerca de 1,5 milhões de Km quadrados.
Metamorfismo é o processo de transformação de uma rocha pré existente no estado sólido. Feições de reconhecimento dessa rocha: Foliação, falhamento, dobramento, e recristalização.
Há uma terminologia comum na Geotecnia que é a de Rochas Cristalinas, que são aquelas rochas que apresentam-se resistentes aos usos da engenharia. Por exemplo, com essas rochas podem ser feitas britas, pedras de revestimento, etc.
Referindo-se ao desempenho das rochas como materiais de construção, não existe a priori rochas boas ou ruins. Em todas são necessários ensaios laboratoriais para a devida caracterização das rochas.
Intemperismo e formação dos solos;
quando expostas às intempéries.
O intemperismo transforma as rochas em sedimentos e/ou solos. Os agentes do Intemperismo são o Clima, Rocha matriz, Relevo, Matéria orgânica e Tempo. Estes agentes atuam sobre os minerais que compõem a rocha e quebram a rede cristalina daqueles (minerais primários), liberando elementos químicos no ambiente, onde estes elementos se unirão e formarão minerais secundários. Por exemplo, o granito é composto de quartzo, feldspato e mica; da sua intemperização formará caolinita, gibsita, haloisita, e talvez goethita. Lembrar do ditado: água mole em pedra dura...
Os solos são formados por uma maioria de minerais secundários e alguns minerais primários, sendo que entre estes o mais comum é o quartzo. Este mineral é parcialmente resistente ao intemperismo, por isso é frequentemente encontrado nos perfis de solo.
A espessura dos perfis de solos são muito variáveis, ocorrendo desde alguns centímetros até dezenas de metros. No aspecto geotécnico é imprescindível o execução do ensaio SPT, que caracterizará a espessura do solo, entre outros aspectos.
As informações a seguir foram extraídas do Livro: Pinto, Carlos Sousa. “Curso básico de mecânica de solos” 2º Edição. São Paulo: Oficina de Texto, 2002.
Identificação dos Solos por meio de Ensaios. Análise granulométrica. 
É fundamental para a engenharia civil, na área que envolva o uso de solos, identificar ou avaliar o Comportamento dos solos, os quais podem ser resumidos em propriedades. Essas propriedades são principalmente a Resistência (que é pelo ensaio de expansão) e a permeabilidade (que é avalidada pelo ensaios de permeabilidade –com permeâmetros de carga constante e variável).
O ensaio de granulometria separa o solo em frações (que são partículas ou grãos), as quais são Argila, Silte, Areia e Pedregulho. Deve-se ter muito em conta que frações são tamanhos e não minerais. Abaixo tabela com as frações (em mm). NBR 6502/95.
Argila < 0,002 mm
Silte 0,002 – 0,06 mm
Areia	 0,06 – 2,0 mm
Pedregulho 2,0 - 60 mm
Ensaios de Laboratório de Análise granulométrica. Confecção de Curvas Granulométricas 
pedregulho, areia, e silte mais argila (Estas duas últimas são <0,075 mm). Para separar silte da argila podem ser usados dois métodos: sendo o primeiro a sedimentação e o segundo o densímetro. 
Como pode ser observado nessa curva o solo é arenoso, não possuindo frações menores que 0,075 mm. Nesse mesmo sentido o solo possui 35% da fração maior que 0,4 mm; também, 100 % das frações passam na peneira de 4,75 mm.
Ocorre com freqüência que os solos tropicais apresentam um cimento natural que são os óxidos de ferro e alumínio. Estes materiais têm um caráter de aglomerante e podem ser usados em obras de terra (como estradas, aterros, barragens, etc.) com vantagens sobre os outros solos porque apresentam coesão natural, e quando devidamente compactados tornam-se excelentes solos. Estes tipos de solos tropicais podem apresentar mascaramento dos resultados granulométricos, uma vez que as partículas estão aglomeradas pela fração argila.
Índices de Consistência; Índices físicos entre as fases: sólida, líquida e gasosa. Cálculos dos índices, Compacidade e Consistência; Prospecção dos solos (SPT). 
Os Índices de Consistência, ou limites de Atterberg, são índices que avaliam o Estado do Solo no que se refere à umidade em que se encontra tal solo. Esses índices são o Limite de Liquidez –LL e o Limite de plasticidade –LP (índices em porcentagem). Lembrando que o limite de liquidez é o teor de umidade no qual o solo passa do estado plástico para o líquido, e o limite de plasticidade é o teor de umidade no qual o solo passa do estado plástico para o quebradiço. A diferença entre estes dois índices indica a faixa em que o solo está plástico, e é chamada de Índice de Plasticidade – IP. 
 LL(%) - LP(%) = IP (%).
Lembrando: Para de determinar o LL usa-se o aparelho de Casagrande, onde se fazem 5 medidas e através da interpolação da reta a partir do número de golpes 25.
Coloco um exercício ??????
Índices físicos: Os solos são constituídos de 3 fases somente, que são a sólida, líquida e gasosa, isto é, fazem parte do solo as partículas ou grãos e os vazios. Nos vazios podem ser encontradas água e/ou ar. Quando todos os vazios estão preenchidos por água denomina-se de solo saturado, quando parcialmente preenchidos por água – solo úmido, e quando nos vazios encontram-se somente ar são os solos secos.
Para identificar o estado do solo, empregam-se índices que correlacionam os pesos e os volumes das 3 fases:
Umidade (%)	w = Pu – Ps x 100 (varia frequentemente de 10 a 40 %)
 Ps
Onde: 	Pu –peso úmido
		Ps – peso seco
Índice de vazios 	e = Vv (varia frequentemente de 0,5 a 1,5)
 Vsol
Onde: 	Vv –volume dos vazios 
		Vsol. – volume das partículas sólidas.
Porosidade n = Vv (varia freqüentemente de 30 a 70 %)
 Vt
Onde: 	Vv –volume dosvazios 
		Vt – volume total
		
Grau de saturação S = Vw (varia de 0 a 100%)
 Vv
Onde: 	Vw – volume água
Vv –volume dos vazios 
Peso específico dos sólidos γsol = Psol (valores por volta de 26,5 kN/m3)
 Vsol
Onde: 	Psol – peso sólidos
		Vsol – volume sólidos
 
Peso específico da água γw = 10 kN/m3 (valor adotado)
Peso específico natural γn = Ptotal s (valores por volta de 20 kN/m3)
 Vtotal s	
Onde: 	Ptotal s – Peso total solo
		Vtotal s – Volume total solo
	
Peso específico aparente seco. γd = Psol .
 Vtotal
Onde: Psol –peso dos sólidos
	 Vtotal – volume total
Peso específico aparente saturado γsat = Peso específico do solo se viesse a ficar saturado (é da ordem de 20 kN/m3)
γ
Peso específico submerso γsub = γsat - γw (valores na ordem de 10 kN/m3 
Onde 	γsat – Peso específico saturado
γw – Peso específico da água.
Correlações entre os índices podem ser feitas:
n = e . 
 1+e
γd = γs .
	1+e
Estado das areias –Compacidade.
O estado em que se encontra uma areia pode ser expresso pelo índice de vazios. Os índices de vazios máximo e mínimo dependem das características da areia. Os valores são tão maiores quanto mais angulares são os grãos e quanto mais mal graduadas (uniforme) as areias. Assim, quanto mais bem graduada e arredondada forem as areias maior a Resistência, menores a deformabilidade e a permeabilidade. Lembrando que areia bem graduada é aquela que apresenta coexistência de grãos finos, médios e grossos.
Estado das argilas – Consistência
O estado em que se encontra uma argila costuma ser indicado pela resistência que ela apresenta. 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 consistência das argilas pode ser classificada, por exemplo:
Muito mole		< 25 kPa
Média		50 a 100 kPa
Dura			> 400 kPa.
Sensitividade das argilas:
é a relação entre a Resistência no estado indeformado e a Resistência no estado amolgado. 
Por exemplo: argila insensitiva - sensitivadade = 1
		 argila sensitiva - sensitividade = 4 - 8
Índice de consistência: 
A umidade, por si só, não indica o estado das argilas. É necessário analisá-lo em relação aos teores de umidade correspondentes a comportamentos semelhantes. Estes teores são os limites de consistência. Para indicar a posição relativa da umidade aos limites de mudança de estado, Terzaghi propôs o Índice de Consistência, com a expressão:
 IC
Onde: LL –limite de liquidez
	 LP - limite de plasticidade
 	 W – umidade
Por exemplo: Consistência rija – IC = 0,75 a 1,0
 Consistência mole - IC < 0,5
Identificação Visual-Táctil dos solos. 
Esta identificação se justifica na fase preliminar de estudo de um terreno, onde é necessário descrever um solo sem dispor de resultados de ensaios. O tipo de solo e o seu estado têm de ser estimados. Isto é feito por meio visual e táctil. No visual identifica-se os pedregulhos, areias e finos (tamanho dos grãos NBR 6502). No táctil manuseia-se o solo e sente-se sua reação ao manuseio, no qual também são separados os grãos do solo. Para separar silte da argila podem usar-se alguns procedimentos: 
Resistência a seco – molda-se uma pequena esfera e deixa-se secar, onde a argila não quebrará e o silte não é resistente.
Ductibilidade – tentando-se moldar um solo com umidade em torno do limite de plasticidade nas próprias mãos, nota-se que as argilas apresentam-se mais resistentes quando nesta umidade do que os siltes.
 Velocidade de secagem – fazendo-se duas esferas as da argila demoram mais para secar do que as siltosas.
Identificação visual-táctil:
Também tem importância no direcionamento do número de amostras a serem coletadas para ensaios laboratoriais. Assim, num terreno arenoso faz-se necessário coletar menos amostras que num terreno com diferentes granulometrias.
Deve-se ter em conta que a amostragem deve ser muito criteriosa, pois, num terreno de 10 x 20 metros e considerando o solo com 2 metros de espessura tem-se 400 m3 de material, sendo que a coleta, de um modo geral, não passa de 50 kg. Leve-se em consideração, portanto, a disparidade entre a quantidade de solo existente e a amostra extraída.
Prospecção do subsolo.
O que há no subsolo? Os três materiais de construção e suporte de obras disponíveis são as Rochas, Sedimentos e Solos. Para a identificação desses três materiais podem ser usados diferentes métodos. Pode ser usado um enxadão, cavadeiras, trados de diversas formas e tamanhos, execução de poço, SPT, perfuratrizes, entre outros. 
O método mais comum no Brasil é o SPT –Standard Penetration Test, ou Sondagem de Simples Reconhecimento. A NBR 6484 é que regulamenta este ensaio no Brasil. 
Os equipamentos básicos do ensaio SPT são: Amostrador padrão com 73,66 cm; Tripé; Peso de 65 kg (martelo); Hastes metálicas para conexões com o amostrador; Moto-bomba para injetar água sob-pressão, etc. 
Execução do ensaio: Deve-se cravar o amostrador no solo com o auxílio do martelo, através de golpes sucessivos, portanto é um ensaio de resistência à penetração do amostrador. São anotados o no de golpes para cravar 3 trechos sucessivos de 15 cm cada para cada metro analisado. O respectivo no de golpes para cravar o 2º e 3º trechos é o número SPT do solo ou simplesmente SPT (referido a um metro de profundidade analisada). São extraídas as seguintes informações do ensaio: cota de análise, nível d’água, descrição do solo, SPT mais a compacidade e consistência (NBR 7250). Obs. Os solos são extraídos para a identificação da granulometria e cor.
Classificação dos Solos. Importância. Diversas classificações existentes. Solos Tropicais: caracterização, identificação e Classificação. 
Classificação dos solos.
Classificar é ordenar o conhecimento acumulado, hierarquizar o comportamento.
O objetivo da classificação dos solos é o de poder estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, o de orientar o programa de investigação necessário para permitir a adequada análise de um problema.
Os solos podem ser classificados pela cor, espessura, origem, etc. Na engenharia de solos os sistemas baseados no tipo e no comportamento das partículas são os mais conhecidos.
As classificações mais estendidas são: Unificada, HRB, MCT.
1) A Unificada e a HRB são baseadas na granulometria e nos limites de Atterberg. A Unificada (o Sistema Unificado) apresenta a terminologia: 
G pedregulho
S areia
M silte
C argila
O solo orgânico
W bem graduado
P mal graduado
H alta compressibilidade
L baixa compressibilidade
Pt turfa.
Na Unificada, todos os solos são identificados pelo conjunto de duas letras, citadas acima, sendo que as 5 superiores indicam o tipo principal dos solos e as seguintes correspondem a dados complementares. Por exemplo, SW – areia bem graduada. Primeiramente, há os solos granulares (areias e pedregulhos) –quando a % passa na peneira 200 (0,075mm) é <50. Solos finos (orgânicos, argilas e siltes) -quando % passa na peneira 200 (0,075mm) >50.
Os resultados da granulometria são lançados em Ábaco próprio, e com auxílio da carta de plasticidade de Casagrande os solos são classificados.
2) A classificação Rodoviária ou HRB (highway research board), é também baseada na granulometria e nos limites de Atterberg. O seu uso, como o nome diz, é mais na construção de estradas. Os solos são subdivididos em grupos, sendo A-1, A-2 e A-3 =solos grossos; A-4, A-5, A-6 e A-7 correspondem aos solos finos (quanto maior o número mais fino é o solo).
3) A classificação MCT (Miniatura Compactada Tropical) é uma classificação de solos direcionada para construção rodoviária e há dois tipos: Lateríticos e os saprolíticos (não lateríticos), sendo que esses dois tipos de solos ocorrem em regiões tropicais. Laterítico são aqueles solos que quando devidamente compactados e secos adquirem uma qualidade de certa irreversibilidadenas suas propriedades mecânicas e hídricas.
Essa classificação está sendo usada principalmente no estado de São Paulo, e com êxito. Existe também, anexo a essa classificação, o método expedito das pastilhas, que é eficaz, de uma maneira preliminar, para separar os Lateríticos dos não lateríticos. 
O Coeficiente c’ refere-se à compressibilidade dos solos, e o Índice e’ é uma somatória de comportamentos do solo. 
Conclusão: De um modo geral, os melhores solos começam com a letra L (lateríticos) e os piores são os que começam com a letra N.
Compactação dos Solos. Histórico da compactação. Ensaio Proctor. Influência da Energia na Compactação. 
A compactação de um solo é a sua densificação por meio de equipamento mecânico. Pode-se dizer também que é a expulsão dos vazios, aproximação das partículas, aumento do atrito entre as partículas, homogeneização do solo.
A compactação é empregada em aterros, infra-estrutura de pavimentos, barragens de terra, enfim em obras de terra que se necessite de reduzir futuros recalques, aumento da rigidez e da Resistência e diminuições da deformabilidade e permeabilidade.
Proctor é considerado o pai da compactação. Publicou em 1933 que: aplicando-se uma certa energia de compactação (um certo no de golpes de um soquete sobre o solo contido num molde), a massa específica resultante é função da umidade em que o solo estiver.
Os solos por serem heterogêneos respondem diferentemente à compactação, onde os pedregulhos alcançam maiores massas específicas, e com a diminuição do tamanho das partículas diminui também, sucessivamente, a massa específica do solo. Exemplos: pedregulho apresenta 2,0 g/cm3 e a argila 1,3 g/cm3
Para uma energia aplicada, um certo teor de umidade, denominado umidade ótima, conduz a uma massa específica seca máxima, ou uma densidade seca máxima
O ensaio de Proctor com energia Normal ou simplesmente Proctor (NBR 7182/86) é composto de cilindro de 1.000 cm3, soquete de 2,5 kg. Procedimento: coloca-se o solo úmido no cilindro, compacta-se com o soquete que deve cair numa altura de 30,5 cm. Devem ser feitas 3 camadas sucessivas de aproximadamente 4 cm cada, etc.
			Gráfico de compactação
Para se obter a massa específica seca usa-se a fórmula: 
γ = Ph x 100
 V(100+ h)
Onde: γ - massa específica seca
 Ph –peso úmido do solo compactado.
 h – teor de umidade 
 Volume útil do molde cilíndrico.
A norma 7182 contempla também o uso de maiores energias de compactação, que são a Intermediária e a Modificada, assim sendo, quanto maiores as solicitações de esforços no campo maiores devem ser as energias aplicadas. Deve-se também ter em conta o Empolamento do solo, que é o solo se tornar fofo após a sua remoção do local de origem, sendo que, de modo geral, o volume aumenta por volta de 25%.
A compactação no campo deve ser acompanhada com muito cuidado, entre outras coisas porque o controle da umidade ótima é imprescindível para se obter uma massa específica seca máxima, a qual é especificada, como valor de projeto, por exemplo, grau de compactação de no mínimo 95%.
Ensaio CBR – Califórnia Bearing Ratio ou chamado de Índice de Suporte Califórnia –ISC.
É um ensaio de penetração de um pistão num corpo de prova moldado num cilíndro Proctor grande. O aparelho que faz o ensaio chama-se prensa CBR
Tensões nos solos – Capilaridade. Conceito de Tensões. Tensões devidas ao próprio peso do solo. Pressão neutra e Tensões efetivas; 
Os solos são constituídos de partículas e que forças aplicadas a eles são transmitidas de partícula a partícula, além das que são suportadas pela água dos vazios.
A somatória das componentes normais a um plano, dividida pela área total que abrange as partículas em que esses contatos ocorrem, é definida como Tensão Normal. A somatória das forças tangenciais, dividida pela área, é referida como Tensão Cisalhante. Os valores de tensões nos solos raramente chegam a 1 MPa. 
Tensões devidas ao próprio peso do solo e às cargas aplicadas. Quando a superfície do terreno é horizontal aceita-se que a tensão atuante num plano horizontal a uma certa profundidade seja normal ao plano. Não há tensão de cisalhamento neste plano.
Na figura abaixo consta as Tensões num plano horizontal.
No plano A, da figura acima, atua o peso de um prisma de terra definido por este plano, logo o peso do prisma dividido pela área, indica a tensão vertical, conforme mostra a equação abaixo.
 
Portanto, a tensão vertical num plano determinado acaba sendo o peso específico multiplicado pela espessura desse material.
Pressão neutra
No plano B, abaixo do lençol freático, situado na profundidade Zw, a tensão total no plano B será a soma do efeito das camadas superiores. A água no interior dos vazios estará sob uma pressão que independe da porosidade do solo; depende só de sua profundidade em relação ao nível d’água. Assim, a pressão d’água (chamada também de poro-pressão ou pressão neutra), representada por u, é: 
u = (Zb – Zw). w
Conceito de tensões efetivas
Segundo Terzaghi a tensão normal total deve ser considerada como a soma de duas parcelas:
A tensão transmitida pelos contatos entre as partículas, por ele chamada de tensão efetiva: σ’ = σ - u
Onde: σ’ - tensão efetiva 
	 σ - tensão total
 u - pressão neutra.
Aprofundando na tensão efetiva: se um carregamento é feito na superfície do terreno, as tensões efetivas aumentam, o solo se comprime e alguma água é expulsa dos vazios, ainda que lentamente. Mas se o nível d’água numa lagoa se eleva, o aumento da tensão total provocado pela elevação é igual ao aumento da pressão neutra nos vazios e o solo não se comprime. Por esta razão, uma argila na plataforma marítima, ainda que esteja a 100 ou 1000 m de profundidade, pode se encontrar tão fofa ou mole quanto o solo no fundo de um lago de pequena profundidade.
Por figura 5.6, pg 88
Nesse exercício, o nível d’água está na cota -1 metro, o solo é constituído de 3 materiais distintos com espessuras de camadas distintas. Desejando-se conhecer as tensões na cota -10 m., faz-se a seguinte conta.
Tensão total: 19 x 3 + 16 x 4 + 21 x 3 = 184 KPa
u: 9 x 10 = 90 KPa
σ’: 184 – 90 = 94 KPa
Desejando-se conhecer as tensões na cota - 7 m., faz-se a seguinte conta.
Tensão total: 19 x 3 + 16 x 4 = 120 KPa
u: 6 x 10 = 60 KPa
σ’: 120 – 60 = 60 KPa
Ação da água capilar no solo. A água no solo. Permeabilidade. 
Recordando: há uma tensão superficial entre os líquidos e o ar (associado a uma tensão de membrana). A água em contato com um corpo sólido, as forças químicas de adesão fazem com que a superfície livre do líquido forme uma curvatura. Quando uma membrana flexível se apresenta com uma superfície curva, deve existir uma diferença de pressão atuando nos dois lados da membrana. Um exemplo disso é o comportamento da água em tubos capilares, onde a altura da ascensão capilar pode ser determinada igualando-se o peso da água no tubo com a resultante da tensão superficial que a mantém nesta posição acima do nível d’água livre.
O peso da água num tubo com raio r e altura de ascensão capilar hc é:
P = π .r2 . hc . γw
Considerando a tensão superficial T, a força resultante é:
F = 2 . π . r . T
Igualando-se:
hc = 2 . T / r . γw
Da mesma forma que nos tubos capilares, a água nos vazios do solo, na faixa acima do lençol freático, mas com ele comunicada, está sob uma pressão abaixo da pressão atmosférica. A pressão neutra é negativa, assim a tensão efetiva é maior que a tensão total. A pressão neutra negativa provoca uma maior força nos contatos dos grãos, aumentando a tensão efetiva que reflete estas forças
Meniscos capilares independentes do nível d’água.
A água existente nos solos que não se comunica com o lençol freático situa-se nos contatos entre os grãos, formando meniscos capilares, a partir daí a água se encontra numa pressão abaixo da pressão atmosférica. Da tensão superficial T da água surge uma força P que aproxima as partículas.A tensão superficial, como visto, aumenta a tensão efetiva no solo. Esta tensão efetiva confere ao solo uma coesão aparente, como a que permite a moldagem de esculturas com as areias de praia. Aparente porque não permanece se o solo se saturar ou secar.
Muitos taludes podem permanecer estáveis devido a essa coesão aparente, mas quando chove muito, saturando o solo, cessa ou diminui a coesão aparente, o que pode ocasionar o escorregamento de encosta.
FORMULÁRIO.
IP (%) = LL(%) - LP(%) 
Onde: IP – Indice de plasticidade
	LL – limite de liquidez
	LP – limite de plasticidade.
Umidade (%)	w = Pu – Ps x 100 (varia frequentemente de 10 a 40 %)
 Ps
Onde: 	Pu –peso úmido
		Ps – peso seco
Índice de vazios 	e = Vv (varia frequentemente de 0,5 a 1,5)
 Vsol
Onde: 	Vv –volume dos vazios 
		Vsol. – volume das partículas sólidas.
Porosidade n = Vv (varia freqüentemente de 30 a 70 %)
 Vt
Onde: 	Vv –volume dos vazios 
		Vt – volume total
		
Grau de saturação S = Vw (varia de 0 a 100%)
 Vv
Onde: 	Vw – volume água
Vv –volume dos vazios 
Peso específico dos sólidos γsol = Psol (valores por volta de 26,5 kN/m3)
 Vsol
Onde: 	Psol – peso sólidos
		Vsol – volume sólidos
 
Peso específico da água γw = 10 kN/m3 (valor adotado)
Peso específico natural γn = Ptotal s (valores por volta de 20 kN/m3)
 				 Vtotal s	
Onde: 	Ptotal s – Peso total solo
		Vtotal s – Volume total solo
	
Peso específico aparente seco. γd = Psol .
 Vtotal
Onde: Psol –peso dos sólidos
	 Vtotal – volume total
Peso específico aparente saturado γsat = Peso específico do solo se viesse a ficar saturado (é da ordem de 20 kN/m3)
γ
Peso específico submerso γsub = γsat - γw (valores na ordem de 10 kN/m3 
Onde 	γsat – Peso específico saturado
γw – Peso específico da água.
Correlações:
n = e . 
 1+e
γd = γs .
	1+e
Índice de consistência: IC
Onde: LL –limite de liquidez
	 LP - limite de plasticidade
 	 W – umidade
Massa específica aparente seca. (ensaio Proctor).
γ = Ph x 100
 V(100+ h)
Onde: γ - massa específica seca
 Ph –peso úmido do solo compactado.
 h – teor de umidade 
 Volume útil do molde cilíndrico.
 
Onde: - tensão vertical
	 – peso específico natural do solo
	V – volume do solo
	Za – profundidade da camda
Tensão efetiva: σ’ = σ - u
Onde: σ’ - tensão efetiva 
	 σ - tensão total
 u - pressão neutra.
O peso da água num tubo com raio r e altura de ascensão capilar hc é:
P = π .r2 . hc . γw
Considerando a tensão superficial T, a força resultante é:
F = 2 . π . r . T
Igualando-se:
hc = 2 . T / r . γw