Artigo M3 de Mecânica dos Solos

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CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DO SOLO COLETADO DO BAIRRO 
CANHANDUBA, ITAJAÍ, SC 
 
 
 
Lidiane Nakashima; Déborah Kenig;Yana Wruck Harnisck; Bruno Fole 
Universidade do Vale do Itajaí - UNIVALI 
Rua Uruguai, 458 – CEP 88302-202 – Itajaí/SC 
lnlidiane@hotmail.com ; deborahkenig@hotmail.com ; yana.wruck@hotmail.com ; 
brunofole@hotmail.com 
 
 
RESUMO 
 
Temos como objetivo principal deste 
artigo, conhecer a totalidade das propriedades 
físicas e químicas dos solos. O estudo de 
Mecânica dos Solos é indispensável para um 
estudante de Engenharia Civil, que deve 
conhecer os tipos, saber caracterizar os solos, 
e realizar ensaios. A modo de garantir a 
estabilidade e segurança de obras. Os ensaios 
realizados foram: Preparação de amostras, 
peneiramento (NBR 7181), ensaio de LL 
(NBR 6459) e LP (NBR 7180), cálculos e 
classificações (segundo a tabela SUCS), 
ensaio de compactação (NBR 7182), cálculos 
e desenhos da curva de compactação e ensaio 
de carga variável (NBR 14 545). Os resultados 
obtidos foram coerentes com os parâmetros 
estipulados pelo professor, sendo assim, 
aprovados para o uso na construção civil. 
 
Palavras-chave: Engenharia, Mecânica dos 
Solos e Ensaios. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Os homens, ao longo da história da 
humanidade, têm utilizado o material solo 
com finalidades variadas, portanto não é fácil 
definir solo porque, além de ser um material 
complexo, a definição necessariamente precisa 
levar em conta sua utilização. 
 Para o geólogo, por exemplo, o solo é o 
produto de alteração das rochas; para um 
arqueólogo, é o meio em que ficam 
preservados registros de civilizações passadas; 
para o agrônomo ou agricultor, é o meio onde 
crescem as plantas; para um hidrólogo, é um 
meio em que se armazena água subterrânea e 
para um engenheiro, é o material em que serão 
fixadas as fundações de uma construção; 
É sobre a superfície da crosta terrestre 
que a atividade humana revela sua ação em 
maior intensidade. 
Para o estudioso das ciências da Terra, 
pode-se definir solo como o “produto do 
intemperismo, do remanejamento e da 
reorganização das camadas superiores da 
crosta terrestre, sob ação da atmosfera, da 
hidrosfera, da biosfera e das trocas de energia 
envolvidas”(Toledo et al.). 
Dependendo dos fatores que afetam o 
intemperismo, os solos terão características e 
propriedades físicas, químicas e físico-
químicas diferenciadas. 
Para a Engenharia Civil é importante o 
conhecimento sobre os solos e suas 
características, este produto apresenta-se como 
um material heterogêneo em relação à sua 
composição (textura) e possui propriedades de 
engenharia e comportamento mecânico 
bastante complexo, comparativamente ao 
comportamento de outros materiais utilizados 
nas obras de engenharia civil. 
 Todas estruturas apoiam-se direta ou 
indiretamente em solos ou rochas, podendo até 
ser exclusivamente constituídas por estes 
materiais. Também é utilizado como material 
de matéria prima para materiais como por 
exemplo alvenaria. Grandes obras como 
barragens e taludes dependem extremamente 
de um estudo aprofundado sobre 
características do solo. 
Para cada tipo de obra é necessária a 
classificação dos solos. Para isso é feito o 
estudo da física dos solos. Que é a 
caracterização do solo de acordo com algumas 
propriedades físicas. São elas : Granulometria; 
Teor de umidade; Limite de consistência; 
Limite de plasticidade; Limite de Liquidez; 
Índice de plasticidade; Índice de consistência; 
índice de grupo, com isso podemos conhecer a 
permeabilidade e resistência do solo. Com 
esses estudos podemos verificar também o 
peso específico, porosidade, índice de vazios, 
e grau de compactação do solo. 
Para este trabalho foram coletadas 
amostras de solos de uma obra localizada no 
bairro Canhanduba em Itajaí, para realização 
dos ensaios. 
 
2. COLETA DA AMOSTRA 
 
O solo coletado para realização dos 
Experimentos pertence ao aterro executado na 
obra da Concessionária DAF, localizada na 
BR 101, no bairro Canhanduba, Itajaí-SC. 
Durante a visita realizada o clima estava 
estável com predominância de sol com poucas 
nuvens, porem nos dias anteriores houve a 
ocorrência de chuvas na região. Algo que 
afetou o solo que estava superficialmente 
pastoso. 
O solo no local de coleta é argiloso, e não 
comportaria uma obra grande como a que está 
sendo realizada, se não fossem tomadas 
medidas de engenharia para melhorar a 
estabilidade do solo. 
Foi comunicado que era necessário 
compactar o solo para diminuir a 
permeabilidade e aumentar a resistência, 
diminuindo a ocorrência de recalques. 
Entretanto esta não foi a única medida 
tomada. Foram instalados drenos para 
diminuir o tempo da ocorrência de recalques, 
para não prejudicar a obra. 
 
 
 
Figura 1- Vista frontal do local de 
coleta do solo. 
 
 
3. ESTUDOS EXPERIMENTAIS 
 
3.1 Granulometria 
 
Um solo pode ser considerado como 
um conjunto formado por partículas de 
diversos tamanhos. A medida do tamanho 
das partículas constituintes de um solo é feita 
por meio da granulometria e, para 
representação dessa medida, costuma-se 
utilizar uma curva de distribuição 
granulométrica. de acordo com seu tamanho. 
As partículas de um solo podem ser 
classificadas como: 
 
Pedregulho → 4,8 mm ≥ Ø > 72 mm 
Areia → 0,05 mm ≥ Ø > 4,8 mm 
Silte → 0,005 mm ≥ Ø > 0,05 mm 
Argila → Ø < 0,005 mm 
 
Informações sobre a curva de 
distribuição granulométrica: 
 
Coeficiente de não uniformidade CNU:  
 
 
Coeficiente de curvatura Cc : 
 
 
Onde: 
D10 = diâmetro correspondente a 10% do 
material que passa, tomado na curva 
granulométrica. 
D30 = diâmetro correspondente a 30% do 
material que passa, tomado na curva 
granulométrica. 
D60 = diâmetro correspondente a 60% do 
material que passa, tomado na curva 
granulométrica. 
 
Solos e materiais granulares bem 
graduado: 
Cu > 3 e 1 < Cc < 3. 
 
Neste ensaio, iniciamos com 1200g de 
solo úmido, após os processos de 
peneiramento, lavagem e secagem, chegamos 
a 1029,6g de solo seco. Sendo assim, feito os 
cálculos adequados, demonstrados na folha de 
anexo 01, obtivemos os seguintes percentuais 
do solo estudado: 
 
1% de Pedregulho 
7,6% de Areia Grossa 
52,7% de Areia Média e Fina 
38,7% de Material Fino 
 
 
3.2 Teor de umidade 
 
Definimos teor de umidade (h) de uma 
amostra de solo como a razão entre o peso da 
água (Pa) contida em certo volume de solo e o 
peso da parte sólida (Ps) existente nesse 
mesmo volume, expressa em porcentagem. A 
nomenclatura internacional utiliza o símbolo 
w. Segue em anexo a tabela do respectivo 
ensaio (tab. 02). 
 
3.3 Limites de Atterberg: LL e LP 
 
• Limites de Consistência - Foram 
definidos pelo Eng. Atterberg, em 1908, para 
caracterizar as mudanças entre os estados de 
consistência. Posteriormente, Casagrande 
apresentou uma padronização da forma de se 
proceder nos ensaio para a determinação 
desses limites: 
 
 
 
§ Limite de Liquidez (LL) - é o teor de 
umidade que indica a passagem do 
estado plástico para o estado líquido. 
Está relacionado com a capacidade do 
solo em absorver água. É realizado no 
aparelho de Casagrande. 
§ Limite de Plasticidade (LP) - é o teor 
de umidade que indica a passagem do 
estado semissólido para o estado 
plástico. Equipamento: placa de vidro 
com uma face esmerilhada e cilindro 
padrão com 3mm de diâmetro. 
§ Índice de Plasticidade (IP) - É 
calculado pela diferença entre LL e LP 
IP = LL – LP Mede	
   a	
   plasticidade	
   dos	
   solos	
   e	
  fisicamente	
   representa	
   a	
   quantidade	
   de	
  água	
  necessária	
  para	
  que	
  um	
  solo	
  passe	
  do	
   estado	
   plástico	
   ao	
   líquido.	
   Medea	
  tendência	
  à	
  expansão	
  do	
  solo.	
  Como	
   resultado	
   deste	
   ensaio,	
  obtivemos:	
  	
  
 
• Limite de Liquidez (LL) = 31,0 
 
• Limite de Plasticidade (LP) = 12,5 
 
• Teor de Umidade (w%) = 18,1 
 
• Índice de Plasticidade (IP) = 18,5 
 1< IP ≤ 7 = Fracamente Plástico 
 7 < IP ≤ 15 = Mediamente Plástico 
 IP > 15 = Altamente Plástico 
 
 
 
 
• Índice de Consistência (IC) = 0,7 
 IC < 0 = Muito Mole 
 0 < IC < 0,50 = Mole 
 0,50 < IC < 0,75 = Consist. Média 
 0,75 < IC < 1,00 = Rija 
 IC > 1,00 = Dura 
 
• Índice de Grupo (IG) = 2,75 
 
• Classificação SUCS = SC 
 Areias argilosas e misturas de areias e 
argilas mal graduadas. 
 
 Os demais detalhes, cálculos 
específicos para obtenção de cada resultado, 
gráfico explicativo da Curva de Limite de 
Liquidez (LL), estão no Anexo 02. 
 
3.4 Compactação 
 
A compactação é um método de 
estabilização de solos que se dá por aplicação 
de alguma forma de energia (impacto, 
vibração, compressão estática ou dinâmica). 
Seu efeito confere ao solo um aumento de seu 
peso específico e resistência ao cisalhamento, 
e uma diminuição do índice de vazios, 
permeabilidade e compressibilidade. Através 
do ensaio de compactação, é possível obter a 
correlação entre o teor de umidade e o peso 
específico seco de um solo quando 
compactado com determinada energia. O 
ensaio mais comum é o de Proctor (Normal, 
Intermediário ou Modificado), que é realizado 
através de sucessivos impactos de um soquete 
padronizado na amostra. 
Como resultado do ensaio, obtivemos: 
 
γs máximo = 1,79 g / cm³ 
 
w ótimo = 18,9 % 
 
Os demais dados do ensaio estão 
disponíveis no Anexo 03. 
 
 
3.5 Permeabilidade 
 
A permeabilidade é a propriedade que 
o solo apresenta de permitir o escoamento 
de água através dele. Todos os solos são 
mais ou menos permeáveis. 
 Esse estudo é de grande utilidade à 
construção civil, viabilizando cálculos das 
vazões nos solos (Ex.: estimativa de 
quantidade que se infiltra numa escavação), 
na análise de recalques (Ex.: diminuição 
dos índices de vazios) e também no estudo 
de estabilidade. 
Após este ensaio, por orientação do 
Professor, se caso fossemos usar este solo, 
utilizaríamos o último valor: 
 
K = 2,438 x 10-3 cm/s 
 
Para melhor entendimento, observar o 
Anexo 04 que contém todos os dados e 
resultados do ensaio. 
 
Os ensaios foram realizados de acordo 
com as seguintes Normas Técnicas: 
 
• NBR 7181 – Análise Granulométrica; 
• NBR 6459 – Determinação do Limite 
de Liquidez; 
• NBR 7180 – Determinação do Limite 
de Plasticidade; 
• NBR7182- Ensaio de Compactação 
• NBR 14545 – Determinação do 
Coeficiente de Permeabilidade de 
Solos Argilosos a Carga Variável 
 
As classificações foram feitas pelos 
métodos: 
 
• HBR (Highway Research Bord) - 
Classificação de solos que data da 
década de 1920 e que após a 2a. 
Guerra Mundial sofreu alterações 
quando foi normalizada pela AASHTO 
– American Association of State 
Highway Officials, que perduram até 
nossos dias. É um sistema de 
classificação de solos de aplicação 
rodoviária baseado nos limites de 
Atterberg e na granulometria. 
 
• SUCS (Sistema Unificado de 
Classificação dos Solos) – Essa 
classificação se utiliza de 
propriedades/índice LL, LP e 
granulometria, foi desenvolvida por 
Arthur Casagrande, e apresentada num 
Simpósio (Casagrande, 1948) tendo 
sofrido várias revisões, sendo que a 
última ocorreu em 1983 (Horward, 
1984). 
 
Tabela 1: Caracterização física dos 
materiais. 
 
Parâmetros Valores 
% Pass. # 10 68,18 % 
% Pass. # 200 43,13 % 
LL 34 % 
LP NP 
IP NP 
γs max 1795 g/cm3 
wotima 13,0 % 
k (cm/s) 3,12 x 10-2 
 
 
 
4. CLASSIFICAÇÃO DO SOLO E 
USO NA ENGENHARIA CIVIL 
 
Segundo H.R.B, o solo é classificado 
como granulação fina A6, e segundo SUCS a 
amostra é “SC” (Areia argilosa e misturas de 
areias e argilas mal graduadas). Podendo ser 
utilizados em barragens, ou subleitos e, se 
bem adensado, razoável para aterros. 
5. APLICAÇÃO NA PRÁTICA DE 
ENGENHARIA 
 
De acordo com as classificações 
encontradas através do H.R.B e SUCS 
definimos que o solo em questão apresenta 
bom a regular grau de compactação, pequena 
a média compressibilidade e expansão, sendo 
ruim para drenagem e impermeabilização. 
 Qualidade como aterro é 
razoavelmente estável, pode-se utilizar como 
subleito ou em barragens pois apresenta 
qualidade boa porém qualidade como base é 
ruim. 
 
6. CONCLUSÕES 
 
É de suma importância que o 
engenheiro civil em seu canteiro de obras seja 
capacitado para fazer uma análise qualitativa 
do solo no local em que irá executar suas 
obras. Este solo, será apoio para todas as 
solicitações de cargas da sua estrutura, sendo 
inevitável o estudo científico do 
comportamento físico do mesmo, métodos 
utilizados em execução de projetos de 
terraplenagem, noções básicas de composição, 
formação, hidrologia dos solos, ensaios 
laboratoriais e manipulação destes dados são 
alguns dos requisitos técnicos que o 
profissional deve possuir. A interpretação 
matemática de modelos, gráficos e dados 
referentes à amostra de solo coletada em 
campo, sejam estes dados colhidos e 
apresentados prontos (empresas terceirizadas) 
ou os que requerem do profissional 
conhecimento do trabalho em campo e 
laboratório, serão sempre integrais ao 
currículo do engenheiro civil, tendo estas 
ferramentas como base para sua decisão final. 
 
 
7. REFERÊNCIAS 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA, 
Mecânica dos solos II. Disponível em 
<http://www.dec.ufv.br/modules/mastop_publ
ish/?tac=CIV333> Acesso em 4 de julho de 
2014. 
SERCVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL, os 
solos. Disponível em 
<http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.
exe/sys/start.htm?infoid=2620&sid=129> 
Acesso em 4 de julho de 2014. 
FACULDADE DE TECNOLOGIA, ensaio de 
compactação de solos. Disponível 
em<http://www.ceset.unicamp.br/~mantelli/S
T636A/Relat%F3rios%20CBR.pdf> Acesso 
em 4 de julho de 2014. 
ENGENHARIA CIVIL, Comportamento e 
Colapso de Solos. Disponível em 
<http://www.engenhariacivil.com/comportam
ento-colapso-solos> Acesso em 4 de julho de 
2014. 
 
GRECO J. A. S. Apostila materiais para 
pavimentação. Disponível em 
<http://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/Notas%20d
e%20aula%20solos.pdf> Acesso em 5 de 
julho de 2014 
SALES, L. F. P. “Apostila de Aula da 
disciplina de Mecânica dos Solos”. 
Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI. 
Itajaí, SC, 2014.