86605887 TRABALHO DE GEOTECNIA

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Universidade Federal de Minas Gerais
Escola de Engenharia 
Disciplina: Introdução á Engenharia Civil
Prof.(a): Heloísa Maria Barbosa
História da Geotecnia
Alunos: Anderson Gomes da Silva 
Carolina Fernanda Gurgel 
Gabriela Silveira Virgili
Giovanni Augusto Barcelos Magalhães 
Gizelle Karina Caires Pinheiro
Belo Horizonte, 14 de Outubro de 2009
HISTÓRIA DA GEOTECNIA NA ENGENHARIA CIVIL
DEFINIÇÃO
Engenharia geotécnica é a subdivisão da engenharia civil que envolve os materiais naturais 
encontrados próximo à superfície da terra. Ela inclui a aplicação dos princípios da mecânica dos solos 
e da mecânica das rochas ao projeto de fundações, estruturas de contenção e estruturas de terra. 
Não seria de fato uma única ciência, mas sim a mistura de três outras:
• Geologia de Engenharia: ramo das ciências geológicas que se dedica aos problemas e 
aplicações de conceitos geológicos no âmbito da engenharia
• Mecânica dos Solos: disciplina da Engenharia Civil que procura prever o comportamento de 
maciços terrosos quando sujeitos a solicitações provocadas, por exemplo, por obras de 
engenharia.
• Mecânica das Rochas: ciência teórica e aplicada do comportamento mecânico das rochas e 
maciços rochosos, faz parte do campo mais vasto que é a geomecânica, que se ocupa das 
respostas mecânicas de todos os materiais geológicos, incluindo os solos. 
Esta ciência lida com a interferência de obras de infra-estrutura de qualquer natureza com a sua 
fundação seja ela em solo ou rocha. O Engenheiro Geotécnico atua em projetos de escavação, túneis, 
compactação de aterros, tratamentos de fundações, instrumentação de obras, percolação de fluxos em 
solos e rochas, contenções entre outros. A geotecnia também está ligada à terramecânica, à petrologia e 
a todos os ramos da geologia de uma forma geral.
GEOTÉCNIA ANTES DO SÉCULO XX
A presença da utilização do solo como material de construção e sua importância vêm desde a 
Antigüidade. Mas, em termos técnicos, o estudo e o conhecimento da engenharia geotécnica tal qual é 
conhecida hoje começou a partir do século XVIII. Durante anos, a arte da engenharia geotécnica teve 
como base apenas uma sucessão de experimentos sem nenhum caráter científico verdadeiro. De acordo 
com esses experimentos, foram construídas muitas estruturas que caracterizaram a arquitetura antiga. 
A partir do início do século XVIII, depois de encontrar vários problemas relacionados à fundação 
durante as construções nos séculos passados, engenheiros e cientistas começaram a tratar propriedades 
e comportamentos dos solos de forma mais metódica. A maior parte do desenvolvimento na área de 
engenharia geotécnica antes do séc. XX veio de engenheiros e cientistas da França, país que foi sede a 
primeira escola de engelharia, a École de Ponts et Chaussées fundada em 1747. 
Neste período concentraram-se estudos relativos a encostas naturais e a pesos específicos de 
vários tipos de solos, bem como teorias semi-empíricas de empuxos de terra. Em 1717, um engenheiro 
real francês, Henri Gautier (1660-1737), estudou taludes naturais de solos quando formulou os 
procedimentos de projeto de muros de arrimo. Em 1729, Bernard Forest de Belidor (1671-1761) 
publicou um livro-texto para engenheiros militares e civis na França. No livro, ele propôs uma teoria 
para pressão lateral de terra em muros de arrimo e também especificou um sistema de classificação dos 
solos. 
Em 1776 o famoso cientista francês Charles Augustin Coulomb (1736-1806) apresenta um 
artigo técnico no qual usou os princípios de cálculo de máximos e mínimos para determinar a posição 
exata da superfície de deslizamento no solo por trás de um muro de arrimo. Nessa análise, Coulomb 
usou as leis do atrito e da coesão para corpos sólidos. Em 1857 William John Macquorn Rankine 
(1820-1872), um professor de engenharia civil na University of Glasgow, publica seu estudo no qual 
fornece uma teoria notável sobre o empuxo de terra e o equilíbrio de massas de terra. A teoria de 
Rankine é uma simplificação da teoria de Coulomb. 
Até aqui praticamente todas as considerações teóricas usadas no cálculo da pressão lateral de 
terra em muros de arrimo tiveram como base uma superfície de ruptura no solo arbitrariamente 
definida. A publicação de Erdbaumechanik auf Bodenphysikalisher Grundlage, de Karl Terzaghi, em 
1925, fez surgir uma nova era no desenvolvimento da mecânica dos solos. Karl Terzaghi é 
merecidamente conhecido como o pai da mecânica dos solos moderna. 
Em 1925, fez-se surgir uma nova era no desenvolvimento da mecânica dos solos com a 
publicação de Erdbaumechanik auf Bodenphysikalisher Grundlage, de Karl Terzaghi. Karl Terzaghi é 
considerado o pai da mecânica dos solos moderna. Depois de formado como engenheiro mecânico, 
Terzaghi acabou de interessando por assuntos geológicos. Ele recebeu, em janeiro de 1912, na sua 
instituição de formação original, em Graz, o grau de Doutor em Ciências Técnicas. Em 1916, tornou-
se professor na Imperial School of Engineers, em Istambul. Após o fim da Primeira Guerra Mundial, 
trabalhou como pesquisador no American Robert College, em Istambul (1918-1925). Lá começou a 
pesquisar sobre o comportamento dos solos e recalque de argilas e sobre a ruptura devida ao piping em 
areia sob barragens. A publicação de Erdbaumechanik é o resultado principal dessa pesquisa.
CONTRIBUIÇÕES DE TERZAGHI
Com o objetivo de definir e introduzir uma nova ciência da engenharia, Terzaghi, dotado de um 
vasto conhecimento de engenharia e geologia, conseguiu dar bases científicas ao acervo empírico de 
geotecnia que já existia. Como conseqüência disso, o livro Erdbaumechanik, que causou furor na 
Europa e nos Estados Unidos, transformou Terzaghi numa autoridade muito requisitada. 
Em 1925, Terzaghi aceitou o cargo de pesquisador visitante no Massachusetts Institute of 
Technology, onde trabalhou até 1929. Lá ele ministrou o primeiro curso de mecânica dos solos da 
América. E foi nesse mesmo local que aconteceu o primeiro contato brasileiro com a mecânica dos 
solos.
Alberto Ortenblad, matemático brasileiro, que fazia sua pós-graduação em Massachusetts, foi 
ouvinte das aulas do especialista europeu. Ele descobriu pequenos erros nos cálculos de Terzaghi e 
ousadamente criou sua “Teoria matemática do processo de adensamento de depósitos do Iodo” na qual 
utiliza a equação diferencial de adensamento desenvolvida pelo pai da mecânica dos solos. Este 
trabalho brasileiro, que teve alcance internacional, é um dos primeiros símbolos da ligação que 
existiria entre a engenharia civil brasileira com essa nova tecnologia. Ele assimila o conhecimento 
clássico de origem européia e americana, mas vai além, com abordagens próprias baseadas nas 
peculiaridades dos solos típicos do Brasil, o que não era de conhecimento dos grandes pioneiros 
internacionais.
 Em outubro de 1929, Terzaghi retorna à Europa para assumir o cargo de professor na 
Technical University de Viena, que logo se tornou o centro para engenheiros civis interessados em 
mecânica dos solos. Em 1938, retornou aos Estados Unidos para lecionar na Universidade de Harvard. 
Antes do final da guerra, ele foi consultado sobre o sistema de metrô de Chicago, a construção de 
carreiras, o aumento da Normandia, entre outros. Ele se tornou um cidadão americano em março de 
1943.
Sob a presidência de Karl Terzaghi , foi realizada, na Universidade de Harvard, a primeira 
conferência da International Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering (ISSMFE – 
Sociedade Internacional de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações). 
Ele permaneceucomo um trabalhador a tempo parcial na Universidade de Harvard, até sua 
aposentadoria em 1953, com a idade obrigatória de 70 anos. Em julho do ano seguinte, ele se tornou o 
presidente do Conselho Consultivo para a construção da barragem de Assuã. Demitiu-se deste posto 
em 1959, após entrar em conflito com os engenheiros russos encarregado do projeto, mas continuou a 
ser consultado em vários projetos hidrelétricos, especialmente na Columbia Britânica. Ele morreu em 
1963.
INÍCIO DA ENGENHARIA GEOTÉCNICA NO BRASIL
A engenharia geotécnica brasileira é parte integrante da engelharia civil assim é interessante 
conhecer um pouco da historia desta e onde se dá inicio ao estudo e trabalho com a geotecnia.
No Brasil, a Engenharia deu seus primeiros passos, de forma sistemática, ainda no período 
colonial, com a construção de fortificações e igrejas. Logo em 1549, com a decretação do Governo 
Geral, o engenheiro civil Luiz Dias foi incumbido pelo "governador das terras do Brasil", Tomé de 
Souza, de levantar os muros da cidade de Salvador (BA), a capital. Dias acabou construindo também o 
edifício da alfândega e o sobrado de pedra-e-cal da Casa da Câmara e Cadeia, que se tornou célebre 
como o primeiro do gênero na colônia. Mas a criação de uma escola de Engenharia Civil brasileira só 
se daria 258 anos depois, com a chegada da Família Real ao país, em 1808, e a conseqüente fundação 
da Real Academia Militar do Rio de Janeiro. Em 1842, a academia foi transformada em Escola Central 
de Engenharia e, 32 anos depois, convertida em curso exclusivo de Engenharia Civil. Essa instituição 
é, hoje, a Escola Nacional de Engenharia. Depois vieram os cursos de engenharia civil da Escola de 
Minas de Ouro Preto, a primeira escola de estudos mineralógicos, geológicos e metalúrgicos do Brasil, 
inaugurada em 12 de outubro de 1876, pelo cientista francês Claude Henri Gorceix a pedido do então 
imperador Dom Pedro II. Dentre seus alunos ilustres se destacam Carlos Chagas, Getúlio Vargas e 
Pandiá Calógeras. Em 1969 ela se uniria à Escola de Farmácia de Ouro Preto instituindo a 
Universidade Federal de Ouro Preto. Também merece destaque a Escola Politécnica de São Paulo, 
inaugurada em 1894, a qual seria importante foco de desenvolvimento da geotecnia, pois nela é 
pioneiramente criado, em 1899, o Gabinete de Resistência dos Materiais, o qual em 1924 foi 
transformado no Laboratório de Ensaios de Materiais e futuramente, após o surgimento da 
Universidade de São Paulo em Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).
Em 1930 na Politécnica do Rio de Janeiro Victor Ribeiro Leuzinger defendeu a primeira livre-
docência em mecânica dos solos. Em 1934 o curso regular de Pontes e Grandes Estruturas, conduzido 
por Mário Whateley na Politécnica de São Paulo passaria a introduzir elementos de mecânica dos solos 
e fundações. Nasceria assim uma linha de pesquisas para atender às necessidades crescentes de solução 
de problemas de engenharia nas fundações de edifícios altos e na construção de rodovias modernas.
Nesse período temos como destaque na geotécnica brasileira o jovem engenheiro Odair Grillo 
que é convidado a integrar e desenvolver a Seção de Estruturas e Fundações do IPT, que está sendo 
criada. Grillo escreve para laboratório e universidades alemã e americanas, solicitando cópias de 
projetos de máquinas e de ensaio de solos, dados sobre novos amostradores e informações sobre 
resultados de pesquisas e é convidado a fazer um curso de pós-graduação nos EUA, e em seguida 
realiza estágios pela Europa. Quando retorna ao Brasil no final de 1938, assume a chefia Seção de 
Solos e Fundação do IPT, a qual conta com tecnologia e com uma promissora equipe de jovens 
profissionais que consolidará o setor na década seguinte.
Quando se aproximava da década de 40 o Brasil começava a ganhar outro papel no cenário 
internacional, o país passou a ser visto como uma potencia industrial. Inúmeros desafios estimulam o 
desenvolvimento da geotecnia. 
Em 1939, a unidade tecnológica dirigida por Grillo realizou 11 provas de carga no aeroporto 
Santos Dumont, no Rio de Janeiro. Nesse mesmo ano o engenheiro Mário Brandi Pereira monta o 
segundo laboratório de solos do Brasil, que depois se tornou a Escola Nacional de Engenharia. 
Tratava-se de uma iniciativa que antecipava outro setor em que a mecânica dos solos teria sucesso 
inquestionável: a construção de barragem de terra. De 1942 em diante, o IPT prestou assistência 
tecnológica ao projeto e à execução de aeroportos que se construíam pelo país afora.
Nessa época esta ocorrendo uma significativa ação governamental contra a seca no Nordeste. A 
Inspetoria Federal de Obras Contra as Secas estabelece um amplo programa para construir 25 açudes 
públicos, integrados a quatro grandes sistemas de irrigação e respectivas vias de intercomunicação.
Em 1943, na capital federal, Mário Brandi Pereira, vindo de sua experiência no IPT e em 
Curema, inicia junto com Alberto Eugênio Pastor de Oliveira as pesquisas geotécnicas do instituto 
Nacional de Tecnologia, através da Divisão da Indústria da Construção.
Outros pioneiros organizam seções de solos em vários órgãos públicos estaduais, quase sempre 
ligados à unidade responsável pela construção e manutenção de rodovias. Forma-se assim, o arsenal 
tecnológico que dará à mecânica dos solos seu grande impulso nacional dos anos seguintes.
Nos anos 40, à construção de imponentes arranha-céus, no Rio e em São Paulo oferecem uma chance 
de ouro para o novo segmento de atuação da geotecnia. Santos não fica atrás e propõe à engenharia o 
problema de construir edifícios residenciais precisamente na orla da praia, com seus terrenos de argila 
mole.
Enquanto a Segunda Guerra Mundial destrói parques industriais nas zonas de combate, o Brasil 
começa a consolidar sua indústria química, expandir sua engenharia civil, criar uma malha rodoviária 
moderna, instalar um sistema hidrelétrico considerável e ampliar seu parque siderúrgico
E nesse contexto que desponta mais um caso memorável de pioneirismo: a parte de mecânica dos solos 
na construção do complexo industrial da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), em Volta Redonda 
No Brasil, os anos de 50 são a década de consolidação de nossa indústria. O desenvolvimento 
da infra-estrutura básica necessária, o qual tivera inicio no final da década de 30, ganha notável 
velocidade no segundo governo de Vargas e, sobretudo, no governo Kubitshek, a partir de 1956.
Em 21 de julho de 1950 foi fundada a ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e 
Engenharia Geotécnica), uma associação técnico-científica sem fins lucrativos, que atualmente é 
representante oficial do Brasil nas sociedades geotécnicas internacionais: ISSMGE (International 
Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering), ISRM (International Society for Rock 
Mechanics) e ITA (International Tunnelling Association). A ABMS congrega no Brasil os 
profissionais geotécnicos que atuam em Mecânica dos Solos, Mecânica de Rochas, Mecânica dos 
Pavimentos, Fundações, Barragens, Escavações, Túneis, Mineração, Geossintéticos, Geotecnia 
Ambiental, Aterros Sanitários, Geomecânica do Petróleo, e demais atividades da Engenharia 
Geotécnica.
Após a criação da ABMS, a presença de seus engenheiros nas grandes obras que envolviam a 
geotecnia pôde ser notada. Houve uma contribuição considerável na construção de barragens de terra, 
visto que entre 1950 e 1980, projetou-se e construiu-se no país mais de 150 delas. Dentre essas, em 
1956, uma construção notável devido à complexidade das obras e à engenhosidade das respostas ao 
desafio tecnológico que representavasua construção foi à usina de Três Marias, no São Francisco, em 
Minas Gerais. Iniciada em maio de 1957, a grande obra foi concluída em janeiro de 1961, 
representando um verdadeiro recorde mundial de construção desta natureza. A Barragem tem 2.700 
metros extensão com base de 600 metros, altura de 75 metros e sua usina gera 396.000 KW. O Lago, 
tem 21 bilhões de metros cúbicos de água, 1.040 quilômetros quadrados de superfície, e banha oito 
municípios.
A construção da barragem de Três Marias ocorreu junto a diversas grandes obras no Brasil no 
período de governo do presidente Juscelino Kubitschek (1956-1961), que propôs um Plano de Metas 
(com o famoso slogan "50 anos em 5"), visando acelerar o desenvolvimento do país investindo na 
construção de rodovias transregionais, como a rodovia Belém-Brasília e a rodovia Régis Bittencourt, 
na construção de hidrelétricas e fazendo crescer a extração de petróleo no país, além da construção de 
Brasília, a nova capital do Brasil.
Nos anos 60 e 70, ocorreu a entrada do país na era do metrô. A construção do metrô paulistano 
e carioca envolveu o uso do sistema cut-and-covere também do shield, novas tecnologias ainda não 
utilizadas no país.
O país crescia e necessitava de energia para seu desenvolvimento. A geotecnia observou os 
novos rumos e, juntando a prática e a teoria até então acumuladas, dedicou-se a enfrentar os novos 
desafios, muitas vezes com originalidade.
No final da década de 70 e início da década de 80, a Petrobrás apresenta à geotecnia inúmeros 
desafios nos campos marítimos de produção de petróleo. Naquela época, havia projeto de instalação de 
inúmeras plataformas ao longo da costa brasileira, localizadas tanto em águas rasas, no norte-nordeste 
do país, como em águas profundas, na bacia de Campos. Francis Bogossian desenvolveu um sino de 
mergulho para realização de sondagens submersas. O inusitado equipamento foi testado com sucesso 
para lâminas de água de até cinqüenta metros. O campo
de Curimã, no litoral do Ceará, foi palco em 1981 da primeira instrumentação dinâmica de cravação de 
estacas Offshore conduzida pelo IPT. Era um caso típico de absorção da tecnologia estrangeira para 
posterior uso em outras dezenas de plataformas fixas offshore, contribuindo para o controle de 
execução daquelas estacas, bem como para incrementar o conhecimento das características geotécnicas 
dos solos marinhos brasileiros. A partir de 1983, essa técnica, que permite avaliar a capacidade de 
carga de estacas e veio a ser aceita como alternativa às tradicionais provas de carga, disseminou-se em 
obras de fundações terrestres.
Há uma década, os Programas de Capacitação em Águas Profundas da Petrobrás atingiam os 
mil metros. Depois foram aos 2 mil metros e, atualmente, chegam aos 3 mil metros de lâmina de água. 
Com isso, novos desafios se colocam ao conhecimento geotécnico desses solos marinhos.
GEOTECNIA NA UFMG
A UFMG se apresenta no ensino da engenharia geotécnica através do Departamento de 
Engenharia de Transportes e Geotecnia (DETG), composto por seis professores que na docência e 
pesquisa. O departamento oferece sete disciplinas para capacitação dos alunos do curso de graduação 
em Engenharia Civil:
• Mecânica dos Solos 1
• Mecânica dos Solos 2
• Fundações e Estruturas de Contenção
• Geotecnia Ambiental
• Ensaios de Laboratório e de Campo em Geotecnia
• Obras de Terra e Entroncamento
• Geologia de Engenharia e Mecânica de Rochas
Os docentes da Área de Geotecnia vêm participando do Programa de Pós-Graduação em 
Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Escola de Engenharia. Neste período estão sendo 
oferecidas as disciplinas listadas abaixo.
• Geotecnia Aplicada à Disposição de Resíduos Sólidos Urbanos 
• Remediação e Recuperação de Áreas Degradadas 
• Geotecnia Aplicada à Disposição de Rejeitos de Mineração
• Melhoria de Solos e Geossintéticos
PROJETOS DE EXTENSÃO EM DESENVOLVIMENTO NO ETG
Vários projetos de extensão estão em andamento no departamento, listamos abaixo alguns deles 
com uma breve descrição:
Efeitos da Alternância de Épocas de Seca e Chuva na Estabilidade das Encostas de Belo Horizonte: 
Influência de Ciclos de Secagem e Umidecimento na Resistência de Solos Residuais
Descrição: Determinar parâmetros geotécnicos em solos de Belo Horizonte, por meio de ensaios 
laboratoriais, para analisar os efeitos da alternância de seca e chuva na estabilidade das encostas.
Estudo do Comportamento dos Solos das Encostas do Trecho de Vazão Reduzida - Capim Branco I: 
Obtenção das Curvas de Retenção de Água e Parâmetros de Laboratório para Análise de Estabilidade e 
Erosão.
Descrição: Determinar o potencial de erodibilidade e de instabilização dos solos característicos 
das margens e encostas do Trecho de Vazão Reduzida do Aproveitamento Hidroelétrico de 
Capim Branco.
Estudo de Solos para Adequar o Uso do Antipó e de Tratamento Superficial em Rodovias de Baixo 
Volume de Tráfego.
Descrição: Levantamento de pavimentos já executados com a técnica do antipó, na região de 
Minas Gerais. Caracterização geotécnica de solos da região para avaliar a utilização do antipó.
Pavimenta: Diagnóstico da pavimentação de rodovias secundárias e levantamento de soluções 
regionais de baixo custo.
Descrição: Indicar soluções regionais de baixo custo, para disseminação de novas alternativas 
de pavimentação, visando à redução de custos de transporte e integração espacial e social, a 
partir do diagnóstico de pavimentação de rodovias secundárias.
Projeto Samarco - Estudo do aproveitamento dos rejeitos da Samarco na construção civil e como 
material alternativo em obras geotécnicas.
Descrição: Fomentar a incorporação científica e tecnológica, unindo o setor de mineração com 
o parque industrial da construção civil (incluindo obras geotécnicas) por meio de pesquisa do 
uso de materiais atualmente descartados, denominados rejeitos, como materiais alternativos, na 
possível geração de produtos a serem utilizados principalmente por populações de baixa renda. 
Paralelamente haverá uma diminuição de um passivo ambiental, inclusive poderão ser gerados 
novos empregos para a comunidade.
CONCLUSÃO 
Como vimos o ramo da geotecnia é muito novo dentro da engenharia civil. Teve um período de 
grande desenvolvimento com descobertas e avanços brilhantes durante o século passado onde sua 
presença foi marcante em praticamente todas as grandes obras da engenharia nacional e mundial. No 
Brasil, especialmente houve um desenvolvimento acelerado na ciência e na prática dessa área devido à 
urbanização e à modernização acelerada e constante da nossa sociedade desde a década de 30. 
Atualmente, a geotecnia vive um período mais ameno, mesmo estando presente em qualquer 
atividade dentro da engenharia civil, o engenheiro geotécnico tem se aproximado mais da geologia e 
da engenharia Ambiental devido ao grande crescimento e dessas áreas.
BIBLIOGRAFIA
DAS, Braja M. Fundamentos de engenharia geotécnica. São Paulo: Thomson, 2007. 561 p. ISBN
FONSECA, Paulo C. M. Análise dos instrumentos EIA e RIVI na gestão do espaço urbano: subbacia 
do ribeirão mestre d’armas. Brasília, 2007. 165f. Dissertação (Mestrado em Geografia) - 
Departamento de Geografia da Universidade de Brasília.
NIYAMA, S. (Org.). ABMS Cinqüenta Anos de Geotecnia. São Paulo: DBA, 2000. 151 p.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS. Departamento de Transportes e Geotecnia.
Disponível em <www.etg.ufmg.br> . Acesso em: 28 setembro 2009
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE. Assessoria de imprensa. Disponível em:
<www.mackenzie.br>. Acesso em: 28 setembro 2009.
VARGAS, Milton. História da Ciência e da Tecnologia no Brasil: uma súmula. São Paulo, Ed. 
Humanitas - FFCLH/USP,Centro Interunidade de História da Ciência, 2002, 146 p.
WIKIPÉDIA. Engenharia Geotécnica. Site de busca. Disponível em: <www.pt.wikipedia.org> . 
Acesso em: 21 setembro 2009.