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Engenharia Civil
CCE0255 – MECÂNICA DOS SOLOS
Boa Vista – 2018.1
Profª Esp. Eng. Civil Geny da Silva Bezerra
Email: eng.geny@gmail.com
Plano de Ensino
CCE0255 – MECÂNICA DOS SOLOS – 6º Semestre
Turma: 3001
EMENTA:
 Ciência da Mecânica dos Solos. Características gerais
dos solos. Propriedades e índices dos solos.
 Estruturas dos solos e classificação. Compactação,
capilaridade e permeabilidade dos solos.
 Estudo das tensões nos solos. Resistência ao
cisalhamento. Investigações geotécnicas.
Plano de Ensino
CALENDÁRIO:
 AV1:
(24.04 a 30.04) – Entre os dias 27.04 ou 30.04 (sexta-feira ou segunda -
feira);
 AV2:
(04.06 a 12.06) – Entre os dias 04.06, 08.06 ou 11.06 (segunda-feira ou
sexta-feira);
 V3:
21.06 a 27.06 – Entre os dias 22.06 ou 25.06 (sexta-feira ou segunda-feira).
Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas. 
Obs: Falta reprova!!! 
Feriados: 12.02 (segunda-feira); 30.03 (sexta-feira) e 29.06 (sexta-
feira).
Plano de Ensino
BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
 CRAIG, Robert F. Mecânica dos solos. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
 PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos. 3.
ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
 CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações.
6. ed. rev. E ampl. Rio de Janeiro: LTC, 2003. v. 3v.
Método Avaliativo
 Atividades (Listas de exercícios; seminários;
relatórios de campo; trabalhos extras; entre outros.)
 Avaliação Final (Individual)
 Aprovação: AV1+AV2/2= 6,0pts
MECÂNICA DOS SOLOS
O que é Mecânica dos Solos?
MECÂNICA DOS SOLOS
É uma ciência experimental que estuda as
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS e as PROPRIEDADES
MECÂNICAS dos SOLOS, visando seu emprego na
Engenharia Civil.
O que é Solos?
MECÂNICA DOS SOLOS
É a parte da crosta terrestre que é facilmente
desagregável sem uso de explosivos e quando colocado
na presença de água por um período prolongado perde a
sua resistência.
MECÂNICA DOS SOLOS
Karl Von Terzaghi é internacionalmente reconhecido como o fundador
da mecânica dos solos, pois seu trabalho sobre adensamento de solos
é considerado o marco inicial deste novo ramo da ciência na
engenharia
Todas as obras de Engenharia Civil se assentam sobre o terreno e
inevitavelmente requerem que o comportamento do solo seja
devidamente considerado.
A Mecânica dos Solos, que estuda o comportamento dos solos
quando tensões são aplicadas, como nas fundações, ou aliviadas, no
caso de escavações, ou perante o escoamento de água nos vazios,
constitui-se numa Ciência de Engenharia, na qual o engenheiro civil se
baseia para desenvolver seus projetos.
História
Este ramo da engenharia, chamado de engenharia Geotécnica ou
Engenharia de Solos, costuma empolgar os seus praticantes pela
diversidade de suas atividades, pelas peculiaridades que o material
apresenta em cada local e pela engenhosidade frequentemente
requerida para a solução de problemas reais.
História
História da Engenharia Geotécnica no Brasil
60 anos da Associação Brasileira de Mecânica dos Solos
e Engenharia Geotécnica – ABMS
AABMS foi fundada no dia 21 de julho de 1950, sob a designação de
Associação Brasileira de Mecânica dos Solos. Com a evolução das suas
atividades técnicas e científicas, o nome viria a ser ampliado em 1996
para Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia
Geotécnica, sendo mantidos a sigla (ABMS) e o logotipo.
História no Brasil 
É importante que as gerações mais novas saibam como as bases da
geotécnica foram estabelecidas no Brasil.
Nas grandes obras portuárias e ferroviárias, especialmente túneis,
na segunda metade do século XIX e início do século XX, e o início da
era dos arranha-céus, na década de 1920, em São Paulo e no Rio de
Janeiro, o tratamento de problemas de solos e rochas eram
totalmente baseado na experiência transmitida.
Nos problemas de fundações, o procedimento tradicional consistia
em eleger-se uma taxa de trabalho para o terreno existente, a partir
de informações de obras anteriores.
História no Brasil 
História no Brasil 
O reconhecimento do terreno era feito ou diretamente, por meio de
escavações, trincheiras e poços, em geral de profundidade limitada,
ou por meio de sondas elementares, como a agulha ou ¨barra mina¨
e o trado, também alcançando pequenas profundidades. Sondagens
mais profundas, em obras muito importantes, eram sondagens
geológicas e não geotécnicas, por equipamentos que os construtores
chamavam de ¨sondagem de mineiro¨.
O empirismo dominante se revelava até na terminologia dos
terrenos, onde nomes como saibros, piçarra, taguá, tabatinga,
moledo, etc., faziam parte do vocabulário do construtor.
DEFINIÇÕES
 Ramo da Engenharia que agrupa as disciplinas científicas
que se ocupam da caracterização e comportamento dos 
terrenos: Geologia de Engenharia, a Mecânica dos Solos e 
a Mecânica das Rochas (Oliveira, 1988).
 A geotecnia estuda a interação do ambiente geológico e o
trabalho (obras) realizados pelo homem (Dyminski, 2007).
 O Solo é o material de construção mais antigo da
humanidade, mais comum e um dos mais complexos
disponíveis.
 É um componente indispensável para obras de
engenharia civil, sendo portanto, imprescidível que se
conheça o seu comportamento nas mais diversas
situações.
 A Engenharia geotécnica é uma das grandes áreas da
engenharia civil, assim como: Estruturas, Materiais,
Construção Civil, Hidraúlica, Saneamento, Transporte,etc.
OBSERVAÇÕES PRELIMINARES
 Mecânica dos Solos;
Mecânica das Rochas;
 Fundações;
 Barragens;
 Geologia de Engenharia;
 Estabilidade de Taludes;
 Outros.
ÁREAS DA GEOTECNIA
Em função de uma série de acidentes ocorridos em
grandes obras de engenharia, no final do século XIX e
início do XX, verificou-se a necessidade de uma melhor
abordagem dos princípios utilizados no
dimensionamento de projeto ligados diretamente aos
solos.
 Entre os grandes acidentes observados no mundo,
destacam-se:
HISTÓRICO
 Sucessivos escorregamentos de terra observados na
fase construtiva do canal do Panamá;
HISTÓRICO
 Nos Estados Unidos, onde se anotaram rupturas de
barragens de terra e sucessivos recalques de grandes
edifícios – 1913;
 Na Suécia, sucessivos escorregamentos em taludes de
ferrovias, sendo formada a famosa comissão Geotécnica
Sueca, presidido pelo Prof. Fellenius – 1913;
 Escorregamento de Goteborg, em que um muro de cais
se deslocou 5 m para o lado do mar – 1916.
HISTÓRICO
O exemplo mais conhecido de luta prolongada para a 
correção de um erro geotécnico seria o da Torre inclinada 
de Pisa.
 A torre começou a ser construída em 1173, em solo
arenoso muito solto.
 Sendo interrompida em 1178, no 3º andar, com 10,6m de
altura, quando a inclinação era já evidente.
 Por duas vezes foi recomeçada e novamente
interrompida (em 1185 e 1284).
EXEMPLO MAIS CONHECIDO DA GEOTECNIA
Foi terminada em 1350 com 85,9m de altura e oito 
andares.
 Várias tentativas para estabilizar foram feitas
(nomeadamente em 1934 com a injeção de cimento na
base), mas o efeito foi frequentemente o oposto do que
era desejado.
 Os rebaixamentos exagerados do nível freático,
ocorridos nos anos 70, devido à intensidade da
exploração de água subterrânea em captações locais,
parecem ter contribuído para agravar ainda mais a
instabilidade.
TORRE INCLINADA DE PISA
Entretanto, até 1989, 700.000 visitantes subiram ao seu 
topo. 
 Foi encerrada em 1990 para correção da inclinação,
então de 5º30’.
 Várias soluções foram ensaiadas incluindo a colocação
de 800 t de chumbo no lado norte da torre.
 Finalmente a mais simples acabou por resultar:
Escavar no lado oposto ao do sentido da inclinação para
“equilibrar” o assentamento da torre.
TORRE INCLINADA DE PISA
Quarenta furos foramfeitos para remover 38,0m³ de
areia enquanto a torre (14.000t de mármore) estava sendo
suportada por cabos ancorados ao chão.
 Em 15 de Dezembro de 2001 foi finalmente reaberta ao
público, que pode fazer visitas guiadas em grupos de 30
(máximo).
 Desde então não deu mais sinais de instabilidade.
Atualmente apresenta a inclinação (cerca de 4º30’) que
possuía em 1700.
TORRE INCLINADA DE PISA
TORRE INCLINADA DE PISA
ROTURA DA BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA) – 2 DE 
DEZEMBRO DE 1959
 Trata-se de uma barragem de betão em arco de dupla
curvatura com 60 m de altura e 223m de comprimento.
 Localizada perto da cidade de Frejús, nos Alpes franceses.
 Estudos geológicos e hidrológicos consideraram o local
adequado embora com a oposição de alguns consultores.
 A fundação rochosa parecia ser impermeável.
EXEMPLOS DE GRAVES ACIDENTES
GEOTÉCNICOS
ROTURA DA BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA) – 2 DE 
DEZEMBRO DE 1959
 O encontro direito (olhando para jusante) era rocha.
 No encontro esquerdo foi necessário construir uma
parede de betão para melhor interação com o arco da
barragem.
 Fissuras foram observadas na base da barragem, a
jusante, mas não foram investigadas.
 Duas semanas depois da sua identificação a barragem
ruiu matando 500 pessoas.
EXEMPLOS DE GRAVES ACIDENTES
GEOTÉCNICOS
EXEMPLOS DE GRAVES ACIDENTES
GEOTÉCNICOS
ROTURA DA BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA) – 2 DE 
DEZEMBRO DE 1959
 A ruptura foi rápida e catastrófica, libertando toda a
água acumulada. Pouco restou da estrutura.
 Nenhuma barragem deste tipo tinha ruído
anteriormente, o que levou à realização de numerosos
estudos.
 A investigação concluiu que:
• Uma falha tectónica foi identificada a jusante da
barragem que não tinha sido reconhecida na fase de
projeto devido à sua distância à fundação na superfície do
terreno.
EXEMPLOS DE GRAVES ACIDENTES
GEOTÉCNICOS
ROTURA DA BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA) – 2 DE
DEZEMBRO DE 1959
• Chuva intensa fez subir quase instantaneamente o nível
das águas de montante mais de 5 m, o que contribuiu
também para aumentar a pressão da água sob a barragem.
• O mecanismo de ruptura foi desencadeado pela:
• Combinação da falha com as superfícies de baixa
resistência proporcionadas pela xistosidade.
• Ocasionando o escorregamento de uma cunha do maciço
de fundação.
EXEMPLOS DE GRAVES ACIDENTES
GEOTÉCNICOS
ROPTURA DA BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA) – 2 DE 
DEZEMBRO DE 1959
• Eventualmente associada com a subida das sub
pressões na fundação da barragem.
• E ao estado de alteração da rocha no encontro direito.
A porção externa e superficial da crosta terrestre é
formada por vários tipos de corpos rochosos que
constituem o manto rochoso. Estas rochas estão
sujeitas a condições que alteram a sua forma física e
sua composição química. Estes fatores que produzem
essas alterações são chamados de agentes de
intemperismo.
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Pode-se então conceituar o intemperismo como o
conjunto de processos físicos e químicos que modificam
as rochas quando expostas ao tempo.
O processo do intemperismo dá-se em duas fases:
 Intemperismo físico – que é a desintegração da
rocha;
 Intemperismo químico – que é a decomposição da
rocha.
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
A desintegração (intemperismo físico) é a ruptura das rochas
inicialmente em fendas, progredindo para partículas de tamanhos
menores, sem, no entanto, haver mudança na sua composição. Nesta
desintegração, por meio de agentes como água, temperatura,
pressão, vegetação e vento, formam-se os pedregulhos e as areias
(solos de partículas grossas) e até mesmo os siltes (partícula
intermediária entre areia e argila). Somente em condições especiais
são formadas as argilas (partículas finas), resultantes da
decomposição do feldspato das rochas ígneas.
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
A decomposição (intemperismo químico) é o processo onde
há modificação mineralógica das rochas de origem. O principal
agente é a água, e os mais importantes mecanismos
modificadores são a oxidação, hidratação, carbonatação e os
efeitos químicos resultantes do apodrecimento de vegetais e
animais.
Normalmente a desintegração e a decomposição atuam
juntas, uma vez que a ruptura física da rocha permite a circulação
da água e de agentes químicos. Os organismos vivos concorrem
também na desagregação puramente física e na decomposição
química das rochas.
Desintegração Mecânica – é a quebra dos blocos de
partículas pelos agentes da natureza, produzindo
partículas cada vez menores.
Decomposição Química - é o efeito do conjunto de
reações e fenômenos químicos que provocam mudanças
na composição química e mineralógica de uma rocha.
Normalmente este processo de formação dos solos atuam
simultaneamente, embora que dependendo das
condições climáticas, um pode predomina sobre o outro.
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Hidratação – Penetração da água nas rochas, facilitada
pela permeabilidade e fissuras. A hidratação ocasiona nos
granitos e gnaisses a transformação de feldspato em
argila.
Carboatação/Dissolução – O carbonato de cálcio em
contato com água carrega de ácido carbônico se
transforma em bicarbonato de cálcio.
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Oxidação – Qualquer mudança que sofre um mineral de
uma rocha com a penetração e oxigênio nesta rocha.
Meteorização – Conjunto de fatores que atuam sobre uma
rocha produzindo modificações de ordem mecânica.
ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Cada rocha e cada maciço rochoso se decompõem de
uma forma própria. Porções mais fraturadas se
decompõem mais intensamente do que as partes
maciças, e certos constituintes das rochas são mais
solúveis que outros.
As rochas que se dispõem em camadas respondem
ao intemperismo de forma diferente para cada camada,
resultando numa alteração diferencial. O material
decomposto pode ser transportado pela água, pelo vento,
etc.
FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Os solos são misturas complexas de materiais inorgânicos
e resíduos orgânicos parcialmente decompostos. Para o
homem em geral, a formação do solo é um dos mais
importantes produtos do intemperismo. Os solos diferem
grandemente de área para área, não só em quantidade
(espessura de camada), mas também qualitativamente.
FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Os agentes de intemperismo estão
continuamente em atividade, alterando os solos e
transformando as partículas em outras cada vez
menores. O solo propriamente dito é a parte superior
do manto de intemperismo, assim, as partículas
diminuem de tamanho conforme se aproximam da
superfície.
FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Os fatores mais importantes na formação do solo
são:
 ação de organismos vivos;
 rocha de origem;
 tempo (estágio de desintegração/decomposição);
 clima adequado;
 inclinação do terreno ou condições topográficas.
FORMAÇÃO DOS SOLOS 
Mineral
Substância inorgânica e natural, com composição química e
estrutura definida. A principal propriedade Física de um mineral é
a Densidade Real.
Os mineiras encontrados no solo são os minerais primários, ou
seja, os mesmos da rocha de origem. Quando ocorre a
decomposição química são formados os minerais secundários.
Na composição química dos solos grossos predomina os
seguintes minerais:
1. Silicatos => Feldspato, Mica Quartzo, etc.
2. Óxidos => Hematita, Limonita, etc.
3. Carbonatos => Calcita, Dolomita.
4. Sulfatos => Gesso.
COMPOSIÇÃO QUIMÍCA E MINERALÓGICA
Silicatos – Composto salino resultante do óxido silício.
Óxido – Composto de metaloide e oxigênio, não se une
com a água.
Feldspato – São silicatos duplos de Al e de metal alcalino,
sofrem decomposição acentuada pela ação de água
carregada de dióxido de carbono (CO2), produzindo argila
branca (Caulim).
Mica – São geralmente ortossilicatos, apresenta-seem
forma de lâminas flexíveis, e de fácil clivagem.
COMPOSIÇÃO QUIMÍCA E MINERALÓGICA
Quartzo – É o mais importante do grupo dos silicatos. Sua
composição é Dióxido de Silício (SiO2). São identificados
macroscopicamente e é o mineral mais abundante na
crosta terrestre.
Hematita – Carbono de Cálcio Cristalizado é o segundo
mineral mais abundante na crosta terrestre com a
densidade relativa de δ=2,7.
Gesso – Hidratação do sulfato de cálcio.
COMPOSIÇÃO QUIMÍCA E MINERALÓGICA
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO À SUA 
ORIGEM 
Quanto à sua formação, podemos classificar os solos em três
grupos principais: solos residuais, solos sedimentares e solos
orgânicos.
Solos residuais – são os que permanecem no local da rocha de
origem (rocha- mãe), observando-se uma gradual transição da
superfície até a rocha. Para que ocorram os solos residuais, é
necessário que a velocidade de decomposição de rocha seja maior
que a velocidade de remoção pelos agentes externos. Estando os
solos residuais apresentados em horizontes (camadas) com graus de
intemperismos decrescentes, podem-se identificar as seguintes
camadas: solo residual maduro, saprolito e a rocha alterada.
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO À SUA 
ORIGEM 
Solos residuais:
Solos sedimentares ou transportados – são os que sofrem a ação
de agentes transportadores, podendo ser aluvionares (quando
transportados pela água), eólicos (vento), coluvionares (gravidade)
e glaciares (geleiras).
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO À SUA 
ORIGEM 
Solos orgânicos – originados da decomposição e posterior
apodrecimento de matérias orgânicas, sejam estas de natureza
vegetal (plantas, raízes) ou animal. Os solos orgânicos são
problemáticos para construção por serem muito compressíveis. Em
algumas formações de solos orgânicos ocorre uma importante
concentração de folhas e caules em processo de decomposição,
formando as turfas (matéria orgânica combustível).
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO À SUA 
ORIGEM 
FÍSICA DOS SOLOS 
O solo é constituído de uma fase fluida (água
e/ou gases) e de uma fase sólida. Pode-se dizer
que solo é um conjunto de partículas sólidas que
deixam espaços vazios entre si, sendo que estes
vazios podem estar preenchidos com água, com
gases (normalmente o ar), ou com ambos.
Partículas sólidas:
As partículas sólidas dão características e propriedades
ao solo conforme sua forma, tamanho e textura.
A forma das partículas tem grande influência nas suas
propriedades.
As principais formas das partículas são:
FÍSICA DOS SOLOS 
 Poligonais angulares: são irregulares, exemplo de 
solos: areias, siltes e pedregulhos. 
 Poligonais arredondadas: possuem a superfície 
arredondada, normalmente devido ao transporte 
sofrido quando da ação da água. Exemplo: seixo 
rolado. 
Partículas sólidas:
 Lamelares: possuem duas dimensões predominantes,
típicas de solos argilosos. Esta forma das partículas das
argilas responde por alguma de suas propriedades,
como por exemplo, a compressibilidade e a
plasticidade, esta última, uma das características mais
importantes.
 Fibrilares: possuem uma dimensão predominante. São
típicas de solos orgânicos.
Partículas sólidas:
As partículas poligonais (areia) apresentam menor superfície específica que as
lamelares (argila), proporcionando às areias atrito interno.
Água: 
A água contida no solo pode ser classificada em:
• Água Higroscópica: a que se encontra em um solo úmido
ou seco ao ar livre, ocupando os vazios do solo, na região
acima do lençol freático. Pode ser totalmente eliminada
quando submetida a temperaturas acima de 100ºC.
• Água Adsorvida: também chamada de água adesiva, é
aquela película de água que envolve e adere fortemente
às partículas de solos muito finos (argila), devido à ação
de forças elétricas desbalanceadas na superfície dos
argilo- minerais sólida.
Água: 
• Água de Constituição: é a que faz parte da estrutura
molecular da partícula sólida.
• Água Capilar: é a que, nos solos finos, sobe pelos vazios
entre as partículas, até pontos acima do lençol freático
(ascensão capilar). Pode ser totalmente eliminada quando
submetida a temperaturas acima de 100ºC.
• Água Livre: é aquela formada pelo excesso de água no
solo, abaixo do lençol freático, e que preenche todos os
vazios entre as partículas sólidas. Pode ser totalmente
eliminada quando submetida a temperaturas acima de
100ºC.
Dependendo do tipo de solo e das suas propriedades
(principalmente porosidade), podemos ter os vazios
preenchidos com ar. Em algumas regiões pantanosas
(EUA), podemos ter gases (alguns tóxicos) preenchendo
estes vazios.
Gases: 
Pode-se afirmar que quando um solo é apropriado
para construção civil, deve ser impróprio para fins de
agricultura. Assim, um solo muito compacto, é
conveniente para obras civis, mas é péssimo para
agricultura. Do mesmo modo que um solo poroso,
com muitos vazios, é bom para a agricultura, mas
inadequado para construção.
DIFERENÇA ENTRE SOLO PARA
CONSTRUÇÃO DO SOLO PARA AGRONOMIA
PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS
Natureza das Partículas
Os solos são constituídos por minerais, podendo conter matéria
orgânica. As FRAÇÕES GROSSAS, com diâmetro compreendido entre
0,074mm ≤ d ≤ 76mm, são constituídas basicamente de SILICATOS,
(Silicato= composto salino resultante do óxido de silício, são
abundantes na natureza e foram os feldspato, micas, quartzo, etc.).
Enquanto que os minerais que formas as FRAÇÕES FINAS pertencem
a três grandes grupos: caulinita, ilita e montemorilonita.
Estes três minerais argílicos são resultados da decomposição química
do mineral primário. O feldspato, quando atacado com água que
contém CO2, produz uma argila branca chamada Caulim.
Superfície Especifica (S)
Denomina-se de Superfície Especifica de um solo, a soma da
superfície de todas as partículas contidas na amostra de solo. Quanto
mais fino os solo, maior será sua superfície especifica, que constitui
uma das razões das diferenças entre as propriedades físicas dos solos
grossos e dos finos.
Ex: Caulinita S= 10m²/g de solo
Ilita S=80m²/g de solo
Montemorilonita S=800m²/g de solo
Obs: Estes minerais argílicos são resultantes da Hidratação do
Feldspato.
PROPRIEDADES DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS
EXÉRCICIO 
DE 
FIXAÇÃO
Obrigado!