Geologia Aplicada Aulas

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A origem dos solos (PINTO, 2002; VARGAS, 1977; CAPUTO, 1980) 
 
Todos os solos se originam da decomposição das rochas que constituíam inicialmente 
a crosta terrestre. A decomposição, também conhecida como intemperismo ou 
meteorização, é decorrente de agentes físicos (ou mecânicos) e químicos. Os agentes 
de decomposição, por sua vez, são conhecidos como intempéries. 
 
Variações de temperatura provocam trincas, nas quais a água penetra, atacando 
fisicamente e quimicamente os minerais das rochas. O congelamento da água nas 
trincas, entre outros fatores, exerce elevadas tensões, do que decorre maior 
fragmentação dos blocos. A presença de fauna e flora promove o ataque químico, 
através da hidratação, hidrólise, oxidação, lixiviação, troca de cátions, carbonatação, 
etc. 
 
O conjunto dos processos de intemperismo, que são muito mais atuantes em climas 
quentes do que em climas frios, leva à formação dos solos, que, em consequência, 
são misturas de partículas pequenas que se diferenciam, por exemplo, pelo tamanho e 
pela composição química. A maior ou menor concentração de cada tipo de partícula 
em um solo depende da composição química da rocha que lhe deu origem. O 
comportamento do solo, por sua vez, é função não apenas da rocha que lhe deu 
origem como também dos diferentes agentes de decomposição a que foi submetido 
(daí a importância de classificá-lo pela sua origem). 
 
Normalmente, os processos de intemperismo atuam simultaneamente; em 
determinados locais e condições climáticas, um deles pode ter predominância sobre o 
outro. Em geral, os solos são classificados pelo último processo ocorrido, levando em 
conta os processos anteriores somente de forma secundária. 
 
 
 
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Classificação dos solos pela sua origem (PINTO, 2002; VARGAS, 1977; MASSAD, 
2010) 
 
Solos residuais – são aqueles que permanecem no local em que se formaram, 
anteriormente ocupado pela rocha que lhe deu origem. Os solos residuais 
apresentam-se em horizontes com grau de intemperização decrescente com a 
profundidade, cujas transições são gradativas e, portanto, arbitrárias. Eventualmente, 
um ou outro horizonte pode estar ausente em um perfil de solo residual. Dentre os 
horizontes de solo residual, podem ser citados: 
 
a) Solo residual maduro – solo com total decomposição da rocha matriz, o qual 
perdeu toda a estrutura original da rocha que lhe deu origem e se tornou 
relativamente homogêneo; 
b) Solo residual jovem (ou saprolito, ou solo saprolítico, ou, ainda, solo de 
alteração de rocha) – solo com estágio avançado de decomposição da rocha 
matriz, o qual mantém a estrutura original da rocha que lhe deu origem, 
inclusive descontinuidades, veios intrusivos, xistosidade e camadas, mas que 
perdeu a consistência da rocha. À vista, pode confundir-se com uma rocha 
alterada, porém apresenta pequena resistência ao manuseio. Pela tensão dos 
dedos, esboroa-se completamente; 
c) Rocha alterada – horizonte em que a alteração progrediu ao longo de fraturas 
ou zonas de menor resistência, deixando relativamente intactos grandes blocos 
da rocha original envoltos por solo de alteração de rocha. 
 
Solos transportados (ou solos sedimentares) – são aqueles que foram levados ao seu 
local atual por algum agente de transporte. As características dos solos transportados 
bem como sua classificação são função do agente transportador. Dentre os tipos de 
solos sedimentares, podem ser citados: 
 
a) Solos aluvionares (ou aluviões, ou, ainda, alúvios) – solos cujo agente 
transportador foi a água. Sua constituição depende da velocidade das águas 
no momento de sua deposição; 
b) Solos coluvionares (ou coluviões, ou, ainda, colúvios) – solos cujo agente 
transportador foi a gravidade. Quando o colúvio apresenta blocos de rocha 
inseridos em sua massa, passa a se chamar tálus. Ambos os solos 
correspondem a material escorregado de encostas que tende a se depositar no 
sopé das mesmas; 
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c) Solos eólicos – solos cujo agente transportador foi o vento. O transporte eólico 
provoca o arredondamento das partículas sólidas, em virtude do atrito 
constante a que são submetidas; 
d) Drifts – solos cujo agente transportador foi uma ou mais geleiras. Estes solos 
são muito frequentes na Europa e nos Estados Unidos, porém de pouca 
ocorrência no Brasil. 
 
Solos orgânicos – são aqueles que contêm uma quantidade apreciável de matéria 
orgânica decorrente de decomposição de origem vegetal e/ou animal. Os solos 
orgânicos apresentam, em geral, as seguintes características: 
 
 Coloração escura típica (geralmente marrom escuro, cinza escuro ou preto) e 
odor característico; 
 Granulometria fina, pois os solos grossos têm permeabilidade alta o suficiente 
para permitir a “lavagem” dos grãos, eximindo-os, assim, de matéria orgânica 
impregnada; 
 Elevada compressibilidade; 
 Baixa capacidade de suporte; 
 Condições favoráveis ao desenvolvimento de cobertura vegetal, a qual fornece 
ao solo proteção contra a erosão. 
 
Quando há uma significativa concentração de folhas, caules e troncos em processo 
incipiente de decomposição, o solo orgânico recebe a denominação de turfa. Este solo 
é extremamente deformável, apresenta baixa capacidade de suporte, porém é muito 
permeável. 
 
Solos lateríticos – são aqueles de granulometria arenosa ou argilosa, com sua fração 
argila constituída predominantemente de minerais cauliníticos, e que apresentam 
elevada concentração de ferro e alumínio na forma de óxidos e hidróxidos, donde sua 
peculiar coloração avermelhada. Os óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio promovem 
uma cimentação nos contatos intergranulares, a qual, por sua vez, forma agregações 
de partículas sólidas, geralmente argilosas, e confere ao solo uma estrutura porosa. 
Os solos lateríticos são típicos de clima quente, com regime de chuvas moderadas a 
intensas, e apresentam-se, na natureza, geralmente superficiais, não saturados, com 
índice de vazios elevado (daí sua pequena capacidade de suporte). Quando 
devidamente compactados, entretanto, sua capacidade de suporte torna-se elevada, 
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sendo, por isto, muito empregados em aterros compactados e em camadas de 
pavimentos. 
 
Tamanho das partículas sólidas (PINTO, 2002; NBR 6502 da ABNT) 
 
A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho das partículas sólidas 
que o compõem. Em uma primeira aproximação, pode-se identificar que alguns solos 
possuem grãos perceptíveis a olho nu, como os grãos de pedregulho ou a areia do 
mar, e que outros têm os grãos tão finos que, quando molhados, se transformam em 
uma pasta (barro), não podendo se visualizar as partículas sólidas individualmente. 
 
A diversidade do tamanho dos grãos é enorme. Não se percebe isto, em um primeiro 
contato com o material, simplesmente porque parecem todos muito pequenos perante 
os materiais com os quais se está acostumado a lidar. Mas alguns são 
consideravelmente menores do que outros. Existem grãos de areia com dimensões de 
1 mm e partículas de argila com espessuras da ordem de 0,000001 mm. 
 
Em um solo, geralmente estão contempladas partículas sólidas de tamanhos diversos. 
Não é fácil identificar o tamanho das partículas sólidas pelo simples manuseio do solo, 
porque grãos de areia, por exemplo, podem estar envoltos por uma grande quantidade 
de partículas argilosas, finíssimas, ficando com o mesmo aspecto de uma 
aglomeração formada exclusivamente por uma grande quantidade destas partículas. 
Quando secas, as duas formações são muito semelhantes. Quando úmidas, 
entretanto, a aglomeração de partículas argilosas se transforma em uma pasta fina, 
enquanto a partícula arenosa revestidaé facilmente reconhecida pelo tato. 
 
Denominações específicas são empregadas para as diversas faixas de tamanho de 
grãos; seus limites, entretanto, variam conforme os sistemas de classificação. Os 
valores adotados pela ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas –, através 
da NBR 6502, estão indicados na tabela 1, a seguir. 
 
 
 
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Tabela 1 – Escala Granulométrica da ABNT (NBR 6502). 
 
Fração Limites definidos pela NBR 6502 da ABNT (mm) 
Bloco de rocha > 1000 
Matacão 200 a 1000 
Pedra-de-mão 60 a 200 
Pedregulho grosso 20 a 60 
Pedregulho médio 6 a 20 
Pedregulho fino 2 a 6 
Areia grossa 0,6 a 2 
Areia média 0,2 a 0,6 
Areia fina 0,06 a 0,2 
Silte 0,002 a 0,06 
Argila < 0,002 
 
Diferentemente desta terminologia adotada pela ABNT, a separação entre as frações 
silte e areia é frequentemente tomada como 0,075 mm, correspondente à abertura da 
peneira nº 200, que é a mais fina peneira correntemente usada nos laboratórios. O 
conjunto silte e argila é chamado de fração de finos do solo, enquanto o conjunto areia 
e pedregulho é denominado fração grossa (ou grosseira) do solo. 
 
 
 
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Sondagens de simples reconhecimento com SPT (NBR 6484 da ABNT; PINTO 
2002) 
 
A figura 1, a seguir, apresenta o esquema da sondagem de simples reconhecimento 
com SPT – Standard Penetration Test –, denominada sondagem a percussão. 
 
 
 
Figura 1 – Esquema da sondagem a percussão (PINTO, 2002). 
 
Perfuração acima do nível d’água 
 
A sondagem deve ser iniciada com emprego do trado-concha (ou tipo cavadeira) 
manual, com 10 cm de diâmetro, até a profundidade de 1 m. O esforço requerido para 
penetração do trado dá uma primeira indicação da consistência ou compacidade do 
solo, mas uma melhor informação sobre este aspecto é obtida com a amostragem 
(relatada adiante), que costuma ser feita de metro em metro de perfuração, ou sempre 
que ocorre mudança de material. 
 
Atingida a profundidade de 1 m, introduz-se, até esta profundidade, o primeiro 
seguimento do tudo de revestimento, com 63,5 mm (duas e meia polegadas) de 
diâmetro, que é cravado com o martelo que também é usado para a amostragem. Por 
dentro deste tubo, a penetração progride com trado helicoidal manual. 
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OBS: Não é permitido que, nas operações com trado, o mesmo seja cravado 
dinamicamente com golpes do martelo ou por impulsão da composição de perfuração. 
 
A figura 2, apresentada a seguir, ilustra os trados tipo concha e helicoidal. 
 
 
 
Figura 2 – (a) Trado-concha e (b) trado helicoidal (NBR 9603:1986 da ABNT). 
 
Determinação do nível d’água 
 
A perfuração com trado é mantida até ser atingido o nível d’água, ou seja, até que se 
perceba o surgimento de água no interior da perfuração ou no tubo de revestimento. 
Quando isto ocorre, registra-se a cota do nível d’água e interrompe-se a operação, 
aguardando-se para determinar se o nível d’água se mantém na cota atingida ou se 
ele se eleva no tubo de revestimento. Se isto ocorrer, é indicação de que a água 
estava sob pressão. Aguarda-se o nível d’água ficar em equilíbrio e registra-se a nova 
cota. A diferença entre esta e a cota em que foi encontrada a água indica a pressão a 
que está submetido o lençol. 
 
Níveis d’água sob pressão são bastante comuns, principalmente em camadas de areia 
recobertas por argilas que são muito menos permeáveis. A informação referente à 
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pressão do lençol freático é muito importante, pois estas pressões interferem, por 
exemplo, na estabilidade de escavações que se façam neste solo. 
 
Algumas vezes, ocorre mais do que um lençol d’água. São lençóis suspensos em 
camadas argilosas. Cada um destes lençóis deve ser detectado e registrado. A data 
em que foi determinado o lençol também deve ser anotada, pois o nível d’água 
geralmente varia durante o ano. 
 
Perfuração abaixo do nível d’água 
 
Após atingir o nível d’água, a perfuração pode prosseguir com a técnica de circulação 
de água, também conhecida como percussão e lavagem. Uma bomba d’água 
motorizada injeta água na extremidade inferior do furo, através de uma haste de 
menor diâmetro, por dentro do tubo de revestimento. Na extremidade desta, existe um 
trépano com ponta afiada e com dois orifícios pelos quais a água sai com pressão. 
 
A figura 3, apresentada a seguir, ilustra o trépano de lavagem. 
 
 
 
Figura 3 – Trépano de lavagem (NBR 6484:2001 da ABNT). 
 
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A haste interna é repetidamente levantada e deixada cair de cerca de 30 cm do fundo 
do furo. A sua queda é acompanhada de movimentos de rotação alternados 
(vai-e-vem), aplicados manualmente pelo operador. Estas ações provocam o 
destorroamento do solo no fundo da perfuração. Simultaneamente, a água injetada 
pelos orifícios do trépano ajuda a desagregação e, ao retornar à superfície, transporta 
as partículas de solo que foram desagregadas. 
 
OBS: À medida que se for aproximando da cota de ensaio e amostragem, recomenda-
se que essa altura de cerca de 30 cm seja progressivamente diminuída. 
 
De metro em metro, ou sempre que se detectar alteração do solo pelos detritos 
carreados pela água de circulação, a operação é suspensa e realiza-se uma 
amostragem. O material em suspensão trazido pela lavagem não permite boa 
classificação do solo, mas mudanças acentuadas do tipo de solo são detectáveis. 
 
A perfuração por lavagem é mais rápida do que pelo trado. Ela só pode ser 
empregada abaixo do nível d’água, pois, acima dele, estaria alterando a umidade do 
solo e, consequentemente, as condições de amostragem. Admite-se, no entanto, o 
emprego do trépano de lavagem para perfurações acima do nível d’água, após o 
impenetrável ao trado helicoidal ser atingido (quando o avanço da perfuração com 
emprego do trado helicoidal for inferior a 50 mm após 10 minutos de operação). 
 
Tubo de revestimento 
 
Durante as operações de perfuração, caso a parede do furo se mostre instável, é 
obrigatória, para ensaios e amostragens subsequentes, a descida de tubo de 
revestimento até onde se fizer necessário, alternadamente com a operação de 
perfuração. 
 
OBS: Atenção especial deve ser dada para não se descer o tubo de revestimento à 
profundidade além do comprimento perfurado. 
 
O tubo de revestimento deve ficar a uma distância de no mínimo 50 cm do fundo do 
furo, quando da operação de ensaio e amostragem. Somente em casos de fluência do 
solo para o interior do furo, deve ser admitido deixá-lo à mesma profundidade do fundo 
do furo. 
 
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Dependendo do tamanho do tubo de revestimento, podem ser empregadas lamas de 
estabilização em lugar de tubo de revestimento, com a finalidade evitar o transtorno da 
dificuldade da retirada do tubo de revestimento devido à força de atrito nas paredes 
externas do mesmo, desde que não estejam previstos ensaios de infiltração na 
sondagem. Esta substituição, caso ocorra, deverá ser registrada no relatório definitivo. 
 
Amostragem 
 
Para a amostragem, utiliza-se um amostrador padrão, que é constituído de um tubo, 
geralmente bipartido longitudinalmente, com 50,8 mm (duas polegadas) de diâmetro 
externo e 34,9 mm de diâmetro interno, com a extremidade cortante biselada. 
A figura 4, a seguir, ilustra o amostrador padrão. 
 
 
 
Figura 4 – Amostrador padrão (PINTO, 2002). 
 
Quando se atingir a cota de ensaio e amostragem, a composição de perfuração deve 
ser suspensa a uma altura de 20 cm do fundo do furo, mantendo-se a circulação de 
água por tempo suficiente, até que todos os detritos da perfuração tenham sido 
removidos do interior do furo. 
 
O amostradoré conectado à haste e apoiado no fundo da perfuração. A seguir, é 
cravado pela ação de uma massa de ferro fundido de 65 kg, chamada martelo. Para a 
cravação, o martelo é elevado a uma altura de 75 cm de deixado cair livremente na 
cabeça de bater conectada no topo da haste onde amostrador é acoplado. O 
alteamento do martelo é feito manualmente ou por meio de equipamento mecânico, 
através de uma corda flexível que passa por uma roldana existente na parte superior 
do tripé. A cravação do amostrador no solo é obtida por quedas sucessivas do 
martelo, até a penetração de 45 cm. 
 
OBS: O martelo maciço deve apresentar uma haste-guia de 1,20 m de comprimento 
fixada à sua face inferior, no mesmo eixo de simetria longitudinal, a fim de assegurar a 
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centralização do impacto na queda; esta haste-guia deve ter uma marca visível 
distando de 75 cm da face inferior do martelo. 
 
A amostra colhida é submetida a exame tátil-visual e suas características principais 
são anotadas. Estas amostras são, então, guardadas em recipientes impermeáveis 
para análises posteriores. 
 
Nos casos em que não haja recuperação de amostra pelo amostrador padrão, deve-se 
anotar claramente no relatório. 
 
As amostras devem ser conservadas pela empresa executora, à disposição dos 
interessados por um período mínimo de 60 dias, a contar da data da apresentação do 
relatório. 
 
Resistência à penetração – SPT 
 
Ainda que o exame da amostra possa fornecer uma indicação da consistência ou 
compacidade do solo, geralmente a informação referente ao estado do solo é 
considerada com base na resistência que ele oferece à penetração do amostrador. 
 
Durante a amostragem, são anotados os números de golpes do martelo necessários 
para cravar cada trecho de 15 cm do amostrador. Desprezam-se os dados referentes 
ao primeiro trecho de 15 cm e define-se resistência à penetração como sendo o 
número de golpes necessários para cravar 30 cm do amostrador, após aqueles 
primeiros 15 cm. 
 
A resistência à penetração é também referida como o número N do SPT (NSPT) ou, 
simplesmente, SPT do solo, sendo SPT as iniciais de “Standard Penetration Test”. 
 
Quando o solo é tão fraco que a aplicação do primeiro golpe do martelo leva a uma 
penetração superior a 45 cm, o resultado da cravação deve ser expresso pela relação 
deste golpe com a respectiva penetração. Exemplo: 1/58. 
 
Quando, só de encostar o martelo na cabeça de bater, leva a uma penetração superior 
a 45 cm, o resultado da cravação deve ser expresso colocando-se o zero seguido da 
respectiva penetração. Exemplo: 0/58. 
 
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Em função da resistência à penetração, o estado do solo é classificado pela 
compacidade, quando areia ou silte arenoso, ou pela consistência, quando argila ou 
silte argiloso. As classificações, fruto da experiência acumulada, dependem da energia 
efetivamente aplicada ao barrilete amostrador, consequente da maneira como o 
martelo é acionado. Este procedimento é um pouco diferente conforme o país. No 
Brasil, adotam-se as classificações apresentadas nas tabelas 2 e 3, a seguir, de 
acordo com as prescrições da NBR 6484 da ABNT. 
 
Tabela 2 – Determinação da compacidade dos solos a partir do NSPT, conforme a NBR 6484 da 
ABNT. 
 
Número de golpes no ensaio SPT 
(NSPT) 
Compacidade de solos granulares, 
conforme a NBR 6484 da ABNT 
≤ 4 Fofa 
5 a 8 Pouco compacta 
9 a 18 Medianamente compacta 
19 a 40 Compacta 
> 40 Muito compacta 
 
Tabela 3 – Determinação da consistência dos solos a partir do NSPT, conforme a NBR 6484 da 
ABNT. 
 
Número de golpes no ensaio SPT 
(NSPT) 
Consistência de solos finos, 
conforme a NBR 6484 da ABNT 
≤ 2 Muito mole 
3 a 5 Mole 
6 a 10 Média 
11 a 19 Rija 
> 19 Dura 
 
O número de golpes varia inversamente com a energia transmitida à composição de 
hastes, até NSPT pelo menos da ordem de 50, ou seja: 
 
N1 . E1 = N2 . E2 
 
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Depois de várias discussões acerca da necessidade de se padronizar o valor da 
energia para a obtenção do NSPT, foi estabelecido para esta o valor de 60% da energia 
teórica de queda livre (ou potencial, em torno de 478 J) como a referência 
internacional. No Brasil, a energia empregada é de, aproximadamente, 82% da 
energia teórica de queda livre. 
 
Dentre as perdas em relação à energia teórica de queda livre, podem ser citadas: 
 
 Perda por atrito; 
 Perda devido ao peso da cabeça de bater; 
 Condição dos componentes do equipamento de sondagem. 
 
Critérios de paralisação 
 
1- Da cravação do amostrador padrão 
 
A cravação do amostrador padrão é interrompida antes dos 45 cm de penetração 
sempre que ocorrer uma das seguintes situações: 
 
a) Em qualquer dos três segmentos de 15 cm, o número de golpes ultrapassar 30; 
b) Um total de 50 golpes tiver sido aplicado durante toda a cravação; e 
c) Não se observar avanço do amostrador padrão durante a aplicação de 
5 golpes sucessivos do martelo. Caso esta situação ocorra antes da 
profundidade estimada para atendimento do projeto, a sondagem deve ser 
deslocada, no mínimo, 2 vezes para posições diametralmente opostas, a 2 m 
da sondagem inicial, ou conforme orientação do cliente ou seu preposto. 
 
2- Da perfuração da sondagem a percussão 
 
O processo de perfuração por circulação de água, associado aos ensaios 
penetrométricos, deve ser utilizado até onde se obtiver, nesses ensaios, uma das 
seguintes condições: 
 
a) Quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm 
iniciais do amostrador padrão; 
b) Quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm 
iniciais do amostrador padrão; e 
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c) Quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetração dos 
45 cm do amostrador padrão. 
 
Dependendo do tipo de obra, das cargas a serem transmitidas às fundações e da 
natureza do subsolo, admite-se a paralisação da sondagem em solos de menor 
resistência à penetração do que aquela discriminada anteriormente, desde que haja 
uma justificativa geotécnica ou solicitação do cliente. 
 
A sondagem também deve ser dada por encerrada quando, no ensaio de avanço da 
perfuração por circulação de água, realizado após não se observar avanço do 
amostrador padrão durante a aplicação de 5 golpes sucessivos do martelo, e que deve 
ter duração de 30 minutos, forem obtidos avanços inferiores a 50 mm em cada período 
de 10 minutos ou quando, após a realização de quatro ensaios consecutivos, não for 
alcançada a profundidade de execução do SPT. 
 
 
 
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Referências bibliográficas 
 
CAPUTO, H. P., “Mecânica dos Solos e Suas Aplicações”, 5ª ed., Rio de Janeiro: 
Livros Técnicos e Científicos Editora, 1980. 
 
CHIOSSI, N. J., “Geologia Aplicada à Engenharia”, 2ª ed. São Paulo: Grêmio 
Politécnico, 1979. 
 
MASSAD, F., “Obras de Terra: Curso Básico de Geotecnia”, 2ª ed., São Paulo: Oficina 
de Textos, 2010. 
 
NBR 6484, “Solo – Sondagens de Simples Reconhecimento com SPT – Método de 
Ensaio”, ABNT, 2001. 
 
NBR 6502, “Rochas e Solos”, ABNT, 1995. 
 
NBR 9603, “Sondagem a trado”, ABNT, 1986. 
 
OLIVEIRA, A. M. S.; BRITO, S. N. A. (Eds.), “Geologia de Engenharia”. São Paulo: 
Associação Brasileira de Geologia de Engenharia (ABGE), 1998. 
 
PINTO, C. S., “Curso Básico de Mecânica dos Solos”, 2ª ed., São Paulo: Oficina de 
Textos, 2002. 
 
TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M.; FAIRCHILD, T. R.; TAIOLI, F. (Orgs.), “Decifrando 
a Terra”. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 
 
VARGAS, M., “Introdução à Mecânica dos Solos”, 1ª ed., São Paulo: McGraw-Hill, 
1977.