Apostila de Mecânica dos Solos I

Prévia do material em texto

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
MECÂNICA DOS SOLOS - I 
 
 
Caderno de Conteúdo e Exercícios da disciplina de 
Mecânica dos Solos I do Curso de Engenharia Civil da 
Universidade Católica Dom Bosco e da Facsul. 
 
Professor: Eng. Civil Esp. Talles Mello 
www.tallesmello.com.br 
eng.tallesmello@gmail.com 
 
 
Acadêmico: 
 
 
 
 
 
 
Campo Grande – MS 
1° Semestre de 2018 
2ª Edição 
Prof Talles Mello – www.tallesmello.com.br / eng.tallesmello@gmail.com / 2ª Edição / 2018 2 
 
 
 
 
 
 
Solicita-se aos usuários deste trabalho a 
apresentação de sugestões que tenham por 
objetivo aperfeiçoa-lo ou que se destinem à 
supressão de eventuais incorreções. 
 
As observações apresentadas, mencionando a 
página, o parágrafo e a linha do texto a que se 
referem, devem conter comentários 
apropriados para seu entendimento ou sua 
justificação. 
 
A correspondência deve ser enviada 
diretamente ao autor, por meio do e-mail: 
eng.tallesmello@gmail.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ficha Catalográfica 
 
Mello, Talles. 
Mecânica dos Solos I/Talles Taylor dos Santos Mello–Campo Grande,MS, 
2018. 
101 p. : il. color. – (Material didático) 
 
 
Caderno de aula de exercícios da disciplina de Mecânica dos Solos, do 
Curso de ECV da Universidade Católica Dom Bosco e da Facsul, de Campo 
Grande/MS. 
 
 
1. Engenharia Civil – composição, proporção, etc. 2. Solos. 3. Apostila.I. 
Universidade Católica Dom Bosco.Facsul. Curso de Engenharia Civil.II.Título. 
 
 
CDD (20) 720.7 
3 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
SumárioSumárioSumárioSumário 
1 ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS ........................................................................................................................ 5 
1.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................................. 5 
1.2 FORMAÇÃO DOS SOLOS .................................................................................................................................................. 5 
1.3 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO À SUA ORIGEM........................................................................................................ 6 
1.4 FÍSICA DOS SOLOS .......................................................................................................................................................... 7 
1.4.1 PARTÍCULAS SÓLIDAS: ................................................................................................................................................ 7 
1.5 IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS................................................................................................................ 8 
1.5.1 MATERIAIS CONSTITUINTES DO SOLO .......................................................................................................................... 8 
1.5.2 –TIXOTROPIA ............................................................................................................................................................. 9 
1.6. SOLO .......................................................................................................................................................................... 10 
1.7. ROCHA ....................................................................................................................................................................... 10 
1.8. MINERAL .................................................................................................................................................................... 11 
1.8.1. PRINCIPAIS MINERAIS ............................................................................................................................................. 11 
1.8.1.1. MINERAIS SILICOSOS ........................................................................................................................................... 11 
1.8.1.1.1 BARRAGEM DE CONCRETO .......................................................................................................................................... 11 
1.8.1.2. MINERAIS MICÁCEOS ........................................................................................................................................... 12 
1.8.1.3. MINERAIS ARGILOSOS .......................................................................................................................................... 13 
1.8.1.3.1. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS ............................................................................................................. 13 
1.8.1.3.2. ADENSAMENTO NATURAL ......................................................................................................................................... 13 
1.8.1.3.3. PROBLEMA GEOTÉCNICO: TALUDE............................................................................................................................. 14 
1.8.1.4. GRUPO DOS CARBONATOS .................................................................................................................................... 16 
1.8.1.4.1 CARACTERÍSTICAS DOS CARBONATOS ......................................................................................................................... 16 
1.8.1.5. GRUPO DOS FELDSPATOS ...................................................................................................................................... 17 
1.8.1.5.1. ENSAIO DE DURABILIDADE FELDSPATOS .................................................................................................................... 18 
1.9. RASTEJO (OU COLUVIAMENTO) ................................................................................................................................... 19 
1.10. ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS: EXERCÍCIOS ....................................................................................................... 22 
2. ÍNDICES FÍSICOS ...................................................................................................................................................... 24 
2.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................................................. 24 
2.2. O ESTADO DOS SOLOS .................................................................................................................................................. 24 
A) TEOR DE UMIDADE (W OU H) ................................................................................................................................................ 25 
A.1) PROCEDIMENTO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE (MÉTODO DA ESTUFA) ......................................................... 25 
A.2) PROCEDIMENTO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE (MÉTODO SPEEDY) .............................................................. 26 
B) ÍNDICE DE VAZIOS (E) ........................................................................................................................................................... 26 
C) POROSIDADE (N) ................................................................................................................................................................... 26 
D) GRAU DE SATURAÇÃO (S OU SR) .......................................................................................................................................... 27 
E) PESO ESPECÍFICO APARENTE NATURAL DO SOLO (Ɣ OU ƔNAT OU ƔN) ................................................................................ 27 
F) PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO DO SOLO (ƔS OU ƔD) .....................................................................................................28 
G) PESO ESPECÍFICO REAL DOS GRÃOS OU SÓLIDOS (ƔG OU δδδδ) ............................................................................................... 28 
2.3. ÍNDICES FÍSICOS: EXERCÍCIOS ........................................................................................................................................... 28 
3. GRANULOMETRIA ................................................................................................................................................... 35 
3.1. PENEIRAS .................................................................................................................................................................. 36 
3.1.1 REPRESENTAÇÃO DAS PENEIRAS ...................................................................................................................................... 36 
3.2. FRAÇÕES LIMITES ...................................................................................................................................................... 36 
3.3. COEFICIENTE DE UNIFORMIDADE (CUN) ....................................................................................................................... 36 
3.4. COEFICIENTE DE CURVATURA (CC) ............................................................................................................................. 37 
3.5. GRANULOMETRIA: EXERCÍCIOS .................................................................................................................................. 37 
4 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
4. PERMEABILIDADE ................................................................................................................................................... 39 
4.1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................. 39 
4.2. OCORRÊNCIA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA ......................................................................................................................... 40 
4.3. FENÔMENOS CAPILARES .............................................................................................................................................. 41 
4.4. FLUXO DE ÁGUA NOS SOLOS ........................................................................................................................................ 42 
4.5. CONSERVAÇÃO DA ENERGIA ........................................................................................................................................ 43 
4.5.1. GRADIENTE HIDRÁULICO CRÍTICO ................................................................................................................................. 44 
4.6. LEI DE DARCY .................................................................................................................................................................... 45 
4.6.1. VALIDADE DA LEI DE DARCY .......................................................................................................................................... 47 
4.7. COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE ............................................................................................................................. 47 
4.7.1. FATORES QUE INFLUEM NA PERMEABILIDADE ................................................................................................................ 48 
4.8. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE .............................................................................................. 51 
4.8.1. PERMEÂMETRO DE NÍVEL CONSTANTE ........................................................................................................................... 51 
4.8.2. PERMEÂMETRO DE NÍVEL VARIÁVEL .............................................................................................................................. 52 
4.8.3. EQUAÇÃO EMPÍRICA DE HAZEN ...................................................................................................................................... 52 
4.9. PERMEABILIDADE: EXERCÍCIOS .................................................................................................................................. 53 
5 - LIMITES DE LIQUIDEZ E LIMITES DE PLASTICIDADE ....................................................................................... 60 
5.1 – ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ - NBR 6459 .................................................................................................................. 60 
5.2. – ENSAIO DE LIMITE DE PLASTICIDADE - NBR 7190 ......................................................................................................... 62 
5.3. INDICE DE PLASTICIDADE ................................................................................................................................................. 63 
5.4. LIMITES DE LIQUIDEZ E LIMITE DE PLASTICIDADE: EXERCÍCIOS ..................................................................................... 63 
6. TENSÕES NOS SOLOS ............................................................................................................................................. 64 
6.1. TENSÕES GEOSTÁTICAS ............................................................................................................................................... 64 
6.1.1. TENSÃO TOTAL ............................................................................................................................................................... 65 
6.1.2. PRESSÃO NEUTRA ........................................................................................................................................................... 66 
6.1.3. TENSÃO EFETIVA ............................................................................................................................................................ 66 
6.2. DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES DEVIDO A APLICAÇÃO DE CARGAS ...................................................................................... 66 
6.2.1. CARGA PONTUAL ............................................................................................................................................................ 67 
6.2.2. CARREGAMENTO UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDO SOBRE PLACA RETANGULAR ............................................................. 68 
6.2.3. CARREGAMENTOS UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDOS SOBRE PLACA CIRCULAR............................................................... 70 
6.3. TENSÕES: EXERCÍCIOS ............................................................................................................................................... 72 
7. REDES DE FLUXO ..................................................................................................................................................... 81 
7.1. SOLUÇÃO GRÁFICA ..................................................................................................................................................... 82 
7.2. REDE DE FLUXO .......................................................................................................................................................... 82 
7.2.1. RELEVÂNCIA PARA ENGENHARIA GEOTÉCNICA: ...................................................................................................... 83 
7.3. FLUXO BIDIMENSIONAL .............................................................................................................................................. 83 
7.3.1. FLUXO EM UM SOLO ISOTRÓPICO KX = KY .................................................................................................................... 83 
7.3.2. FLUXO EM UM SOLO ANISOTRÓPICO KX ≠ KY ................................................................................................................. 84 
7.4. DETERMINAÇÃO GRÁFICADAS REDES DE FLUXO ........................................................................................................ 84 
7.5. REDES DE FLUXO – EXERCÍCIOS .................................................................................................................................. 86 
ANEXO A: MODELO DE RELATÓRIO ........................................................................................................................... 90 
ANEXO B: ENSAIO TÁCTIL VISUAL .............................................................................................................................. 92 
ANEXO C – OUTROS EXERCÍCIOS .............................................................................................................................. 933 
5 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
1 Origem e Formação dos Solos 
 
1.1 Introdução 
 
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. Pode-se então conceituar o intemperismo como o 
conjunto de processos físicos e químicos quemodificam as rochas quando expostas ao tempo. 
O processo do intemperismo se dá em duas fases: 
- intemperismo físico – que é a desintegração da rocha; 
- intemperismo químico – que é a decomposição da rocha. 
A desintegração (intemperismo físico) é a ruptura das rochas inicialmente emfendas, 
progredindo para partículas de tamanhos menores, sem, no entanto, havermudança na sua 
composição. Nesta desintegração, através de agentes como água,temperatura, pressão, vegetação 
e vento, formam-se os pedregulhos e as areias (solos departículas grossas) e até mesmo os siltes 
(partícula intermediária entre areia e argila). 
Somente em condições especiais são formadas as argilas (partículas finas), resultantes 
dadecomposição do feldspato das rochas ígneas. 
A decomposição (intemperismo químico) é o processo onde há modificaçãomineralógica 
das rochas de origem. O principal agente é a água, e os mais importantesmecanismos 
modificadores são a oxidação, hidratação, carbonatação e os efeitos químicosresultantes do 
apodrecimento de vegetais e animais. 
Normalmente a desintegração e a decomposição atuam juntas, uma vez que aruptura 
física da rocha permite a circulação da água e de agentes químicos. Os organismosvivos 
concorrem também na desagregação puramente física e na decomposição químicadas rochas. 
 
1.2 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. 
6 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
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. 
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), mais também qualitativamente. 
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. 
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. 
 
1.3 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 ocorramos 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. 
 
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). 
 
7 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
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). 
 
1.4 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. 
 
1.4.1 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: 
a) poligonais angulares: são irregulares, exemplo de solos: areias, siltes e pedregulhos. 
b) poligonais arredondadas: possuem a superfície arredondada, normalmente devido ao 
transporte sofrido quando da ação da água. Exemplo: seixo rolado. 
c) 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. 
d) Fibrilares: possuem uma dimensão predominante. São típicas de solos orgânicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
1.5 Identificação e Classificação dos Solos 
 
1.5.1 Materiais constituintes do solo 
 
Pedregulhos: 
 
Solos cujas propriedades dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos 
minerais de diâmetro máximo superior a 4,8mm e inferior a 76mm. São caracterizados pela sua 
textura, compacidade e forma dos grãos. 
 
Areias: 
 
Solos cujas propriedades dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos 
minerais de diâmetro máximo superior a 0,05mm e inferior a 4,8mm. São caracterizados pela sua 
textura, compacidade e forma dos grãos. Quanto à textura, a areia pode ser: 
- grossa: grãos cujo diâmetro máximo compreendido entre 2,00mm e 4,80mm; 
- média: grãos cujo diâmetro máximo compreendido entre 0,42mm e 2,00mm; 
- fina: grãos cujo diâmetro máximo compreendido entre 0,05mm e 0,42mm. 
 
Silte: 
 
Solo que apresenta apenas a coesão necessária para formar, quando seco, torrões 
facilmente desagregáveis pela pressão dos dedos. Suas propriedades dominantes são devidas à 
sua parte constituída pelos grãos minerais de diâmetro máximo superior a0,005mm e inferior a 
0,05mm. São caracterizados pela sua textura e compacidade.Argila: 
 
Solo que apresenta características marcantes de plasticidade; quando suficientemente 
úmido, molda-se facilmente em diferentes formas; quando seco, apresenta coesão bastante para 
constituir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos; suas propriedades 
dominantes são devidas à sua parte constituída pelos grãos minerais de diâmetro máximo inferior 
a 0,005mm. São caracterizados pela sua plasticidade, textura e consistência em seu estado e 
9 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
umidade naturais. Quanto à textura, são as argilas identificadas quantitativamente pela sua 
distribuição granulométrica. 
Os três grupos principais de minerais argílicos são: caolinitas, ilitas e montmorilonitas. 
As montimorilonitas são as que causam mais preocupação, pois são muito expansivas e, 
portanto, instáveis em presença de água. 
As bentonitas são argilas muito finas, formadas, em sua maioria, pela alteração física de 
cinzas vulcânicas. Este material foi descoberto em 1888, em Fort Benton(EUA), daí a sua 
denominação. Em sua composição predomina a montmorilonita, o que explica a sua tendência ao 
inchamento. Graças a esta propriedade, as injeções de bentonita são usadas para vedação em 
barragens e escavações. A bentonita é um material que exibe propriedades tixotrópicas. 
 
1.5.2 Tixotropia 
 
É a propriedade que possui alguns solos finos coesivos, de, após ter a sua estrutura 
molecular destruída (amassando-se o solo, por exemplo), quando deixado em repouso, recuperar 
a sua resistência coesiva (através da sua reordenação da estrutura molecular). 
As “lamas tixotrópicas”, ou sejam, suspensão, em água, desta argila especial, que é a 
bentonita, são muito usadas em perfurações petrolíferas, fundações profundas,etc. 
 
Matéria Orgânica: 
 
Cada solo pode apresentar teor de matéria orgânica, oriundo de restos vegetais e animais. 
São de fácil identificação, pois possuem cor escura e odor característico. A norma D2487 da 
ASTM classifica como solo orgânico àquele que apresenta LL de uma amostra seca em estufa 
menor que 75% do LL de uma amostra natural sem secagem em estufa. Geralmente são 
problemáticos, devido à sua grande compressibilidade. 
Apresentam elevados índices de vazios. As turfas são solos orgânicos com grande 
porcentagem de partículas fibrosas de material carbonoso (folhas e caules) ao lado de matéria 
orgânica no estado coloidal. Esse tipo de solo pode ser identificado por ser fofo e não plástico e 
ainda combustível. 
 
 
 
10 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
1.6. Solo 
 
 Faixa (superficial) desagregada (é possível efetuar corte em solo sem explosivos) de 
espessura e constituição variáveis, apresentando componentes sólidos (minerais e materiais 
orgânicos), líquidos (água) e gasosos (ar), em proporções variáveis (fato que modifica 
sensivelmente as características tecnológicas do mesmo solo). 
OBS: abaixo do solo temos a formação rochosa (também denominada embasamento 
rochoso ou maciço rochoso). 
 
 
 
Exemplos de solo: 
Solos orgânicos – turfa, mangue. 
Solos inorgânicos – pedregulhos, arenoso, siltoso, argiloso, areno-argiloso, silto-argiloso, 
arenoso, etc. 
 
1.7. Rocha 
 
Agregado natural de minerais de 1 ou mais espécies e que constitui uma unidade bem 
definida (para corte temos necessidade de explosivos). Ex: 
As rochas podem ser agrupadas em: 
Rochas magmáticas (ou ígneas): 
a. Extrusivas (ex: meláfiro, basalto, felsito) 
b. Intrusivas (ex: granito, pegmatito, diabásio) 
Rochas sedimentares: 
a. Mecânicas ou clásticas (ex: conglomerado, arenito, argilito) 
b. Químicas (ex: sílex, ágata, limonita) 
Rochas metamórficas: 
a. Dinamotermais (ex: gnaisse, xisto, ardósia, quartzito micáceo) 
b. Termais (ex: mármore) 
c. Cataclásticas (ex: brecha tectônica, milonito) 
 
 
11 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
1.8. Mineral 
 Natural 
MINERAL qualquer substância Inorgânica 
 Composição química e estruturas definidas 
*Pérola e petróleo não são minerais, pois são de origem orgânica. 
 
Ex: de minerais (já agrupados para a Engenharia) 
� Minerais silicosos (SiO2) 
� Minerais argilosos 
� Água (H2O) 
� Grupo dos feldspatos 
� Minerais micáceos 
� Grupo dos carbonatos 
 
Embora os minerais possam ocorrer na natureza de formas diferentes, interessam para a 
engenharia: 
� Como um grande conjunto de partículas desagregadas, constituindo solos; 
� Como um conjunto de partículas agregadas, constituindo rochas; 
� Isolados em grandes concentrações formando as jazidas 
 
1.8.1. Principais Minerais 
 
1.8.1.1. Minerais silicosos 
 
Constituído de sílica (SiO2). Ex: quartzo (mais comum), calcedônea e opala (mais raro). 
A calcedônia e a opala são reativas a álcalis. 
Portanto, o conceito (antigo) de areia pura silicosa ser constituída de somente quartzo está 
errado. 
 
1.8.1.1.1 Barragem de concreto 
 
Barragem de concreto: (cimento Portland + Água + Agregado graúdo = britas de basalto 
+agregado miúdo = areia silicosa + etc.) 
12 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Se (areia silicosa) for constituída somente por partículas de quartzo não há problemas, 
porém se apresentar 5% de partículas de calcedônea poderão surgir, após 5 a 7 anos, pequenas 
fissuras na barragem, isto porque: 
� O cimento Portland +água = pasta com álcalis; as partículas de calcedônea são 
atacadas quimicamente (reação bastante lenta) pelos álcalis resultando na formação de um gel 
esbranquiçado (gel de sílica de alcalino) 
� Este gel apresenta afinidade com a água, isto é, incorpora e perde molécula de 
água com facilidade, com variação de volume ∆v = F (%água) 
� Esta variação de volume ∆v gera P (pressões dentro da estrutura de concreto), que 
atuando milhares de vezes, vão causando a “FADIGA” do concreto e o consequente surgimento 
de microfissuras. 
Este tipo de problema geotécnico ocorreu em barragens da CESP e da CEMIG. Daí a 
importância da análise mineralógica das areias. 
 
Para evitar este problema podemos: 
a) Não utilizar areia com > 5% de calcedônia 
b) Utilizar cimento especial (com baixo teor de álcalis – 0,6% álcalis) 
 
1.8.1.2. Minerais micáceos 
 
Os minerais micáceos são as micas e qualquer outro mineral laminar. Os minerais 
micáceos apresentam comportamento tecnológico semelhante a uma resma de sulfite, isto é: 
a) Apresentam baixa Rc (Resistência ao cisalhamento) paralelamente às lâminas; 
b) Apresentam alta permeabilidade paralelamente às lâminas; 
 
13 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Na natureza ocorre fenômeno idêntico. Podemos ter uma rocha (quartzito) com faixas de 
minerais micáceos. Estas faixas representam faixas de baixa Rc, causando instabilidade no talude 
(possibilitando ocorrência de escorregamentos translacionais). 
Mesmo que nada aconteça durante a execução da obra, acidentes poderão acontecer em 
épocas chuvosas, pois como os minerais micáceos apresentam alta permeabilidade paralelamente 
às lâminas, parte da água da chuva, irá se infiltrar e percolar pelas faixas de minerais micáceos 
exercendo as seguintes influências principais: 
� Age como lubrificante, diminuindo o atrito, e reduzindo ainda mais, a já baixa 
resistência ao cisalhamento; 
� Torna o material argiloso (que ocorre em pequena quantidade nessas faixas) 
moldável, isto é, com a água, o material argiloso adquire características de plasticidade. 
Consequências: escorregamento translacional do talude. 
 
1.8.1.3. Minerais argilosos 
 
São alumino-silicatos de K, Na, ou Ca, hidratados, de dimensões microscopias (<0,002 
mm) e de formato lamelar. São originadas pela decomposição química dos feldspatos.1.8.1.3.1. Principais características geotécnicas 
 
1. É praticamente impermeável (embora a água possa se infiltrar muito lentamente nos 
microporos de uma argila); 
2. O adensamento natural é muito lento (adensamento=consolidação) demorando 
milhares de anos 
3. Característica de plasticidade – Tornando-se moldável e escorregadia 
4. Característica de expansão das argilas quando hidratadas 
 
1.8.1.3.2. Adensamento Natural 
 
14 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
10 cm 
 
Como ficariam as obras após 10 anos 
 
Logo, se a argila for mole, se construirmos sem cuidado, após 10 anos podemos ter a obra 
abaixo do nível (Caso A), pois o peso da obra provoca um adensamento extra ou podemos ter a 
obra em nível mais elevado (Caso B), pois as fundações estão apoiadas em material adequado e a 
obra permanece no nível inicial e o solo adensa naturalmente. 
 
Solução: 
a) Obras com fundação flutuante (como na cidade do México) 
No Brasil não temos edificações (flutuantes) com fundações flutuantes. 
Temos rodovias flutuantes como as Rodovias do Imigrante, Piaçara-Guarujá, Rio-
Santos nos trechos de mangue (serão vistos mais adiante) 
b) Acelerar artificialmente o adensamento (que pode ser feito com 
pressão=peso e eliminação do excesso de água =drenagem subterrânea) 
Em São Paulo a firma AOKI-GUARANTÃ tem obtido excelente resultado 
(conseguido obter > 85% do adensamento total) aplicando a seguinte técnica: 
1. Regularização da superfície, como pequeno caimento (2%). 
2. Execução da camada drenante de areia grossa (espessura=15,20 cm) 
3. Instalação de inúmeras fitas drenantes sintéticas (parecem fitas de feltro) 
4. Construção do aterro (com sobrecarga se o peso do aterro não for suficiente para 
forçar a subida da água do solo argiloso para a camada drenante, através das fitas). 
5. Retirada da sobrecarga e regularização da superfície do aterro 
6. Edificação 
 
1.8.1.3.3. Problema geotécnico: Talude 
 
Ação atmosférica (isto é, o material junto ao talude : variação no teor de água) 
 
15 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
 
Esta queda de detritos, com o correr do tempo vai originando um vazio (entrada) na 
camada silto-argilosa, descalçando o material rochoso superior, (cuja instabilidade vai 
aumentando gradativamente) 
 
Quando o descalçamento atingir o valor crítico (geralmente atingido após 3-5 anos) 
ocorre a QUEDA DE BLOCOS ROCHOSOS que podem causar acidentes, principalmente em 
ferrovias. 
 
Estabilização 
1° Regularização do talude com explosivos 
2° Instalar uma tela (tipo galinheiro ou alambrado) sobre a camada problema fixando-a 
com grampos cimentados (chumbados) na camada rochosa adequada. 
3º Lançar concreto projetado (com brita) ou argamassa projetada (sem brita) sobre a tela. 
Queda de detritos 
Chuva 
Cerração 
Orvalho 
Calor solar 
Ventos 
+ água 
- água 
 A argila da camada silto argilosa = 
ΔV gerando pressão que provocam 
um “lasqueamento” (na (camada 
silto argilosa) junto ao talude, 
formando pequena fragmentação 
com forma de lascas (detritos) que 
caem (queda de detritos ou “em 
pastilhamento”). 
16 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
CaCO3 
Mineral = calcita 
Rocha sedimentar = 
calcário 
Rocha Metamórfica = 
mármore 
 
 
 
 
1.8.1.4. Grupo dos carbonatos 
 
O carbonato simples mas comum é o de Ca – CaCO3 
O carbonato duplo mais comum é o de Ca e Mg = Ca, Mg (CO3)2 
Os carbonatos podem ser encontrados na forma de minerais ou rochas, recebendo 
denominações diferentes: 
1.8.1.4.1 Características dos carbonatos 
 
Num local com uma formação rochosa carbonática, teremos o seguinte: como a rocha 
formou-se há dezenas a centenas de milhões de anos, já sofreu a influência de, bilhões de chuvas. 
A água da chuva é ligeiramente ácida (pois contem gases dissolvidos, como o CO2). Esta 
água penetra na formação rochosa pelas fraturas e minúsculos poros, atacando-a quimicamente, 
dissolvendo lentamente o carbonato, originando canais e cavernas de dissolução na formação 
rochosa. 
Desta forma, mesmo que o carbonato em si, seja de boa qualidade geotécnica, se a obra 
for executada sem adequada pesquisa, as fundações poderão ficar um pouco acima de uma 
caverna e consequentemente ocorrer um colapso da obra. 
Grampo 
Camada silto-argilosa (argila expansiva) 
 Tela 
Argamassa ou concreto projetado 
Grampo 
17 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Solo 
Cavernas de dissolução 
Carbonato 
Canais 
Fundação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.8.1.5. Grupo dos feldspatos 
 
São alumino-silicatos de K, Na e/ou Ca 
 
O feldspato é o mineral mais comum em rochas magmáticas. Entra também na 
constituição de algumas rochas metamórficas (como o gnaisse). Raramente é encontrado em 
rochas sedimentares. 
Em rochas magmáticas e no gnaisse com pouca mica, o feldspato exerce função de 
material aglutinante (que agrega os componentes da rocha), sendo responsável pela 
RESISTÊNCIA da rocha (como o feldspato apresenta boas características geomecânicas, a 
resistência da rocha será elevada). PORÉM, o feldspato poderá ficar submetido a um lento 
ataque químico sofrendo uma decomposição química muito lenta. Logo sob a ação intemperismo 
(químico) o feldspato irá se decompondo muito lentamente em mineral argiloso (de 
características geotécnicas ruins) e, a resistência da rocha irá diminuindo muito lentamente. 
Como a velocidade de decomposição de uma rocha não é constante (é muito pequeno no 
início e vai aumentando à medida que a rocha vai sofrendo alteração – pois, à medida que se 
decompõe, aumenta a superfície de contato entre os minerais e os agentes químicos), o simples 
fato de a resistência da rocha ser maior que a pressão transmitida pela fundação da obra. (R>>P) 
não é suficiente para garantir a estabilidade, pois, se a rocha (embora com R>>P) estiver em 
18 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
estágio avançado de decomposição, a velocidade de DECOMPOSIÇÃO será alta e, durante a 
vida útil da obra, a Resistência da rocha poderá ficar igual ou menor que a pressão da obra. 
Para verificar essa possibilidade, temos necessidade de fazer ENSAIO DE 
DURABILIDADE com amostras dessa rocha. 
 
1.8.1.5.1. Ensaio de durabilidade feldspatos 
 
Durabilidade: resistência ao intemperismo. O ensaio de durabilidade consiste em: 
1° Obter n corpos de provas (c.p.) padronizados 
 
Pesar os corpos de provas para obtermos o peso inicial (Pi). Após a pesagem, submeter 
metade dos corpos de provas ao ensaio de ruptura (resistência a compressão axial). Obtemos o 
valor da resistência à ruptura (inicial) = Ri. Depois, iremos submeter a metade restante à: 30 
ciclos de saturação em água por 48 horas e a 30 ciclos de secagem em estufa ventilada a 105°c, 
durante 24 horas. A ação intempérica é substituída em laboratório por estes 30 ciclos. Após os 30 
ciclos devemos: 
a) Pesar os corpos de prova. Obtemos o Pf (peso final dos corpos de provas após a 
influência dos 30 ciclos) 
b) Submeter os corpos de prova à ruptura obtemos Rf (resistência final após a 
influência dos 30 ciclos 
Ao fim, comparar o Pf com Pi e Rf com Ri. Se as diferenças forem pequenas significa 
que a ação dos 30 ciclos quase não modificou as características geotécnicas da rocha. Logo, sua 
durabilidade será alta. 
Caso contrário, a durabilidade será baixa e, após a execução da obra em pouco tempo, o 
intemperismo irá diminuir sensivelmente a resistência da rocha, podendo trazer problemas. 
 
 
 
 
2
d
 
d 
19 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br1.9. Rastejo (ou Coluviamento) 
 
São movimentos ou deformações lentas e contínuas de massa fluidas superficiais de 
encostas. Podem envolver grandes massas de solo, sem que haja, diferenciação nítida entre o 
material em movimento e o material sem movimentação. É provocada pela ação da 
GRAVIDADE, que pode ser auxiliada pelos efeitos devidos às variações de temperatura e 
umidade (expansão e contração de materiais argilosos expansivos). 
Assim, por exemplo, se tivermos uma encosta com manto de alteração argiloso, por 
expansão, o ponto A, passará para a posição B. Por contração, irá passar da posição B para a C. 
Desta forma o ponto A, se deslocou para a posição C. Logicamente, este deslocamento (de A 
para C) por expansão e contração térmica de materiais argilosos, se traduz em movimento, 
encosta abaixo, numa espessura proporcional à atingida pela variação de temperatura. Abaixo 
dessa profundidade, somente haverá rastejo, por ação da gravidade. Logo, nestas condições, no 
talude, teremos na parte mais superficial, onde atua a ação da temperatura e da umidade, uma 
movimentação variável (RASTEJO PERIÓDICO ou sazonal) e, na parte inferior, um 
coluviamento constante, denominado RASTEJO ou COLUVIAMENTO CONSTANTE. O 
mecanismo de deformação nos rastejos se assemelha ao de um líquido muito viscoso. A tensão 
de fluência de rastejos e menor que a tensão de cedência ao cisalhamento do solo local. 
Enquanto as tensões que agem no sentido de movimentar uma determinada massa de 
material estiverem abaixo da tensão de fluência, o talude permanecerá estável. Quando 
ultrapassarem aquele valor, o terreno iniciará sua movimentação num estado de rastejo. 
OBS: Iniciado o rastejo, quando as tensões atingirem valores iguais ao de resistência 
máxima ao cisalhamento, teremos início ao ESCORREGAMENTO 
 
1.9.1. Reconhecimento da ocorrência de rastejo no campo 
 
Embora o rastejo (ou coluviamento) seja um movimento muito lento (da ordem de alguns 
cm/ano à alguns cm/dia), sua ocorrência deve ser verificada e estudada antes da execução da 
futura obra, à fim de se evitar problemas geotécnicos futuros. No campo (em superfície), o 
rastejo pode ser evidenciado através de: 
 
A – Observação de árvores inclinadas (ou troncos recurvados) e estruturas deslocadas (ou 
adernadas) – conforme figura abaixo, reproduzida de Sharpe. 
20 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
B – Através da observação de estacas fixas no solo em relação às fixadas no material sem 
movimentação. 
 
Inicialmente, fixamos uma (ou mais) estacas (F) no solo ou rocha sem movimentação, 
que irá (ão) servir como ponto(s) referencial (ais). Á seguir, cravamos diversas estacas presas 
apenas no solo com rastejo, cuja posição é determinada em relação ao referencial (estaca fixa na 
rocha). À seguir, é suficiente ir determinar a posição assumida por estas estacas móveis, em 
intervalos de tempo conhecidos. Desta forma, ficamos conhecendo como ocorre o deslocamento 
(a estaca 1 após uma semana irá se deslocar para a posição 1’) e, também determinar a 
VELOCIDADE DO RASTEJO (para isto será suficiente dividir a distância 1-1’ pelo intervalo de 
tempo ∆t gasto – no caso, 1 semana) 
 
Via ANCHIETA – Cota 500 
Na cota 500 da Via Anchieta, as fundações de obras de arte ficaram assentadas em 
material adequado e sem movimentação. Porém, os pilares atravessavam o solo com rastejo, sem 
nenhuma proteção, conforme ilustra a figura abaixo. 
 
1’ 
1 F 
Solo com rastejo 
Solo ou rocha sem 
movimento 
21 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Como o solo com rastejo apresenta movimentação LENTA, porém CONTÍNUA o pilar 
fica submetido à pressão do solo em movimento. 
Embora esta pressão apresente valor baixo (quando determinado por medições 
momentâneas feitas no local), atua ininterruptamente 24 horas por dia. Da mesma forma que 
“água mole em pedra dura, tanto bate até que fura”, esta pressão (pequena) atuando 
constantemente, “forçou” o pilar para baixo. Como o pilar era fixo na extremidade inferior 
(fundação) e, também na extremidade superior (obra de arte), começou a se deformar lentamente 
(conforme figura abaixo) gerando microfissuras de compressão num dos lados do pilar e, 
microfissuras de tração no outro lado (ver figura anterior), comprometendo a estabilidade da 
obra. 
 
 
Solução adotada na Rodovia dos Imigrantes 
 
Conhecedores da influência da pressão do rastejo em pilares de obras de arte 
(consequente dos problemas provocadas em obras semelhantes na via Anchieta), o problema foi 
cuidadosamente analisado, dados de campo obtidos com instrumental adequado devidamente 
estudados e, partiu-se para a solução seguinte: proteger os pilares com envoltório de concreto 
(cilindros de concreto, também denominados ANÉIS DE CONCRETO). 
As fundações ficaram apoiadas em material adequado (solo ou rocha sem movimentação 
e com características geomecânicas ótimas). Protegendo os pilares, foram construídos cilindros 
de concreto (de diâmetro interno = 5,0 m e espessura da parede = 0,60 m). Os anéis de proteção, 
 
Solo com rastejo 
Solo ou rocha sem 
movimento 
Microfissuras de 
tração 
Microfissuras de 
compressão 
22 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
envolvem o pilar em toda espessura do solo com rastejo, ficando apenas apoiados no solo (sem 
movimentação) imediatamente abaixo do solo em rastejamento (ver figuras da página seguinte) 
O pilar (de diâmetro= 3,0m) e o anel (de diâmetro int=5,0m), são excêntricos, conforme 
ilustrado na figura inferior 2 páginas adiante. 
Com a pressão da movimentação do solo, o cilindro de concreto irá sofrer um lento 
deslocamento para baixo. Calculou-se que, o tempo mínimo necessário, para que o cilindro (com 
o deslocamento) chegue à encostar no pilar, será 50 anos (E, mesmo que as condições de 
movimentação do solo sejam bastante agravadas com o passar do tempo, irá demorar, pelo 
menos 20 anos para que o anel chegue a encostar no pilar. 
O controle desse deslocamento do cilindro é fácil de ser executado. 
Quando o anel de proteção ficar perigosamente próximo ao pilar, deverá ser substituído 
por um novo, construído na posição original. 
Foi, sem dúvida, uma solução tecnicamente correta para o problema e, de custo 
baixíssimo. 
 
 
1.10. Origem e Formação dos Solos: Exercícios 
 
1) O que se entende por: 
a) Solo 
 
 
b) Solo residual 
 
 
23 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
c) Solo transportado 
 
 
d) Solo coluvional (ou solo com coluviamento) 
 
 
e) Aluvião 
 
 
f) Solo orgânico 
 
 
g) Solo pedregulhoso 
 
 
h) Turfa 
 
 
i) Mangue 
 
 
2) Por que o material orgânico em decomposição piora as características 
tecnológicas de um solo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
2. Índices Físicos 
 
2.1. Introdução 
 
Índices físicos são valores que tentam representar as condições físicas de um solo no 
estado em que ele se encontra. São de fácil determinação em laboratórios de geotécnica e podem 
servir como dados valiosos para identificação e previsão do comportamento mecânico do solo. 
 
 
 
2.2. O estado dos solos 
 
Na Mecânica dos Solos, os índices físicos são utilizados na caracterização das condições 
do solo, em um dado momento, que pode ser alterado ao longo do tempo. 
Os Índices Físicos são definidos como grandezas que expressam as proporções entre 
Pesos e Volumes nas três fases constituintes do solo: sólidos, líquido e ar, para caracterizar o 
estado do solo. Grandezas obtidas em laboratório: 
• Teor de umidade (w). 
• Peso específico dos grãos (γg ou δ) 
• Peso específiconatural (γ ou γnat) 
• O peso específico da água é adotado (γa ou γw) 
Os demais Índices Físicos são calculados 
 
 
 � � �� � ��														�� � �� � ���													 � 	� � 	�	 
 
 
25 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
A) Teor de Umidade (w ou h) 
 
É a relação entre a massa ou o peso da água contida no solo e a massa ou o peso de sua 
fase sólida, expressa em percentagem. 
A umidade varia teoricamente de 0 a ∞. Os maiores valores conhecidos no mundo são os 
de algumas argilas japonesas que chegam a 1400%. 
Em geral os solos brasileiros apresentam umidade natural abaixo de 50%. Se ocorre 
matéria orgânica, esta umidade pode aumentar muito, podendo chegar até a 400% em solos 
turfosos. 
 � 	�	� 
 
A.1) Procedimento para determinação do teor de umidade (Método da Estufa) 
 
• Toma-se uma porção de solo (aprox. 50,0 g), colocando-a numa cápsula de alumínio com 
tampa; 
• Pesa-se a cápsula (precisão de 0,01g); 
• Pesa-se o solo úmido + cápsula (precisão de 0,01g); 
• Leva-se a cápsula destampada a uma estufa até constância de peso (aprox. 6 horas para 
solos arenosos e 24 horas para solos argilosos); 
• Pesa-se o conjunto solo seco + cápsula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
A.2) Procedimento para determinação do teor de umidade (Método Speedy) 
 
Reservatório metálico fechado que se comunica com um manômetro, destinado a medir 
a pressão interna. Coloca-se dentro do reservatório o solo úmido e uma porção (varia conforme 
o fornecedor) de carbureto de cálcio (CaC2), pela combinação da água do solo com o carbureto 
gera acetileno e pela variação da pressão interna obtém-se a umidade do solo. 
CaC2 + 2H20 = Ca(OH) 2 + C2H2 
 
 
 
 
 
 
 
 
B) Índice de Vazios (e) 
 
Indica variação volumétrica ao longo do tempo (história das tensões e deformações 
ocorridas no solo). É a relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos.Embora possa 
variar, teoricamente, de 0 a ∞, o menor valor encontrado em campo para o índice de vazios é de 
0.25 (para uma areia muito compacta com finos) e o maior de 15 (para uma argila altamente 
compressível). 
 
 
� � ���� 
C) Porosidade (n) 
• É a relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra, expressa em 
percentagem. 
 
 
 
 
27 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
� � �1 � � 					��				� � ��� 
 
D) Grau de Saturação (S ou Sr) 
 
• É a relação entre o volume de água e o volume de vazios de um solo, expressa em 
percentagem. Varia de 0% para um solo seco a 100% para um solo saturado. 
 
 
� � ���� 
 
E) Peso Específico Aparente Natural do Solo (ɣ ou ɣnat ou ɣn) 
 
γ � 	� 
 
Magnitude depende da quantidade de água nos vazios e do mineral constituinte 
predominante. Utilizado no cálculo dos esforços. Para determinação de g, geralmente utiliza-se o 
“método do Frasco de Areia” 
 
 
 
 
28 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
F) Peso Específico Aparente Seco do Solo (ɣs ou ɣd) 
Empregado para verificar o grau de compactação de bases e sub-bases de pavimentos, 
aterros e barragens de terra. 
γ� � 	�� 
 
G) Peso Específico Real dos Grãos ou Sólidos (ɣg ou δδδδ) 
Empregado para verificar gradiente hidráulico crítico. 
δ � 	��� 
H) Relação entre IndicesFisicos 
	� � 	1 � 
 						γ� � γ1 � 
 
	� � �1 � � 						γ� � δ1 � � 
γ	 � δ � �	. �	. γ�1 � � 							� � 
	. δ�	. γ� 
2.3.Índices Físicos: Exercícios 
 
1) Determinada amostra com peso específico igual à 1,95 gf/cm3 e umidade igual à 
18,0%, foi deixada ao sol até atingir peso específico igual à 1,80 gf/cm3. Admitindo que não 
houve variação de volume, qual o novo teor de umidade? Resposta: w = xxx % 
 
 
 
2) Para realização de um aterro serão necessários 50.000 m3 de solo, peso específico de 
1,50 gf/cm3 e umidade de 18,0 %. O solo a ser utilizado apresenta peso específico dos grãos 
igual a 2,80 gf/cm3 e índice de vazios igual a 1. Qual o volume a ser escavado na jazida para 
execução deste aterro? Resposta:V=xxxx m³ 
 
 
 
 
29 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
3) Uma amostra de solo saturado tem um volume de 0,0283m3 e uma massa de 57,2kg. O 
peso específico dos grãos é 2,79 tf/m3. Considerando-se que os vazios estão tomados por água 
pura, determinar o teor de umidade e o índice de vazios do solo.Resposta: w = 27,17%; e = 
75,78%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Um recipiente de vidro e uma amostra indeformada de um solo saturado pesaram 
68,959gf. Depois de seco o peso foi de 62,011gf, o recipiente de vidro pesa 35,046gf e o peso 
específico dos grãos é de 2,80 gf/cm3. Determinar o índice de vazios, o teor de umidade e a 
porosidade da amostra original.Resposta: e = 72,15%; w =25,77%; n = 41,91%. 
 
 
 
 
 
 
 
5) Uma amostra de areia úmida tem um volume de 464 cm3 em seu estado natural e um 
peso de 793,0gf. O seu peso seco é 735,0gf e peso específico dos grãos é 2,68gf/cm3. Determinar 
o índice de vazios, a porosidade, o teor de umidade e o grau de saturação. Resposta: e = 
69,19%; n = 40,89%; w = 7,89%; s = 30,57%. 
 
 
 
 
 
 
30 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
6) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tinha H= 12,5cm, φ = 5,0cm e sua 
massa era de 478,25g, após secagem passou a 418,32g. Sabendo-se que o peso específico dos 
grãos é 2,70gf/cm3, determinar o peso específico aparente seco, índice de vazios, porosidade, 
grau de saturação e teor de umidade.Resposta:γγγγd = 1,7gf/cm³; n = 36,88%; s =66,21%; w 
=14,33%; e =58,42%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7) Uma amostra de solo de 1.000,0g com umidade de 16,0% , passou a ter umidade de 
26,0% em função da adição de água. Qual a quantidade de água acrescida a esta amostra 
?Resposta: ∆PA = 86,21gf. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
8) Escavou-se um buraco em um terreno, retirando-se 1080 g de solo. Logo em 
seguida preencheu-se este buraco com 1500 g de uma areia seca com peso específico aparente de 
18,63 kN/m3. Calcular o peso específico seco, o índice de vazios e o grau de saturação deste 
terreno sabendo-se que de uma parcela do solo retirado do buraco determinou-se a umidade do 
terreno em 14% e a densidade relativa dos grãos em 2,5.Resposta:γγγγd = 1,18 gf/cm³; e = 112%; s 
= 31%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9) Um recipiente de vidro e uma amostra indeformada de um solo saturado pesaram 
0,674 N. Depois de seco em estufa o peso tornou-se 0,608 N. O recipiente de vidro pesa 0,344 N 
e o peso específico dos grãos do solo é 27,5 kN/m3. Determinar o índice de vazios e o teor de 
umidade da amostra original. Resposta: e = 68,75%; w = 25,0%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
10) Um solo saturado tem um peso específico aparente de 18,83 kN/m3 e umidade de 
32,5%. Calcular o índice de vazios e o peso específico dos grãos do solo.Resposta: e = 85,83%; 
δ =26,41 KN/m³. 
 
 
 
 
 
 
 
11) Tem se 1900gf de solo úmido, o qual será compactado num molde, cujo volume é 
de 1000 cm3. O solo seco em estufa apresentou um peso de 1705gf. Sabendo-se que o peso 
específico dos grãos (partículas) é de 2,66gf/cm3 determine, o teor de umidade, a porosidade e 
o grau de saturação. 
Dados: 3/66,2 cmgfG =γ / P = 1900gf / PG =1705gf / V = 1000cm3 
Resposta: w =11,44%; n = 35,9%; s = 54,34%.13) Uma amostra de solo úmido pesa 920 g, com o teor de umidade de 30%. Que 
quantidade de água é necessária acrescentar nessa amostra para que o teor de umidade passe para 
35%? 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
14) Uma amostra de solo de 1.000,0g com umidade de 16,0%, passou a ter umidade de 
26,0% em função da adição de água. Qual a quantidade de água acrescida a esta amostra ? 
 
 
 
 
 
 
 
 
15) O peso de uma amostra de solo saturado é de 870g. O volume correspondente é de 
520 cm3. Sendo o índice de vazios igual a 65%, determinar o peso específico real do solo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
16) Considere um solo com índice de vazios igual 0,67, peso específico relativo igual 
2,68 e com 12% de teor de umidade. Determine o peso da água a ser adicionada a 10 m³ de solo 
para saturação total. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
17) Uma amostra de solo úmido em uma cápsula de alumínio tem um peso de 462 gf. 
Após a secagem em estufa se obteve peso da amostra igual a 364 gf. Determinar o teor de 
umidade do solo considerando o peso da cápsula de 39 gf. Resposta: w = 30,2 %. 
 
 
 
 
 
 
 
 
18) Um solo saturado tem teor de umidade igual a 38 % e peso específico dos sólidos 
igual a 2,85 gf/cm³ . Determinar o índice de vazios, a porosidade e a massa específica do solo. 
Resposta: e = 1,08, n = 52 % e γγγγ= 1,89 g/cm3 . 
 
 
 
 
 
 
 
19) Qual a quantidade de água a ser acrescentada a uma amostra de 1500 g com teor de 
umidade de 17 %, para que esta amostra passe a ter 30 % de umidade. 
Resposta: Volume a acrescentar igual a 166,67 cm³ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
20) Um corpo de prova de argila saturada tem uma altura de 2,5 cm e 6,5 cm de 
diâmetro, e um volume de água igual a 48,7 cm3 . Foi comprimida em um ensaio até que sua 
altura se reduzisse para 1,85 cm, sem alteração do seu diâmetro. Esta amostra possuía um índice 
de vazios inicial de 1,42 e uma massa específica dos grãos de 2,82 g/ cm3 . Admitindo que toda 
compressão tenha se dado por expulsão de água dos vazios e que a amostra ainda continue 
saturada, determinar: Respostas: a) 0,79 b) 22,4% c) 109,09 cm³ 
a) Índice de vazios após a compressão. 
b) Variação do teor de umidade. 
c) Considerando que foi retirada uma outra amostra de 1 kg do solo de fundação, calcular 
a quantidade de água (em cm3) que é necessário adicionar a esse 1 Kg de solo, cujo teor de 
umidade é de 10 %, para que esse teor de umidade tenha um acréscimo de 12 %. 
 
 
 
 
 
 
3. Granulometria 
 
A Curva Granulométrica é a representação gráfica da distribuição granulométrica do solo. 
• abscissa → diâmetros dos grãos 
• ordenadas → porcentagens, em peso, dos grãos de diâmetros inferiores aos da 
abscissa correspondente. 
Ensaios (NBR 7181/84) 
• peneiramento 
• sedimentação 
%������ � �����	�����������	����� 	 . 100% 
%������	���� � �����	���	���������	����� 	 .100% 
Porcentagem Acumulada → É a soma dos percentuais retidos nas peneiras superiores, 
com o percentual retido na peneira em estudo. 
 
36 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
 
3.1. Peneiras 
 
3.1.1 Representação das peneiras 
 
3.2. Frações Limites 
 
• Pedregulho de 4,8 mm a 7,6 cm 
• Areia grossa de 2,0 mm a 4,8 mm 
• Areia média de 0,42 mm a 2,00 mm 
• Areia fina de 0,05 mm a 0,42 mm 
• Silte de 0,005 mm a 0,05 mm 
• Argila inferior a 0,005 mm 
 
3.3. Coeficiente de uniformidade (CUN) 
 
• Cun (U) < 5 → solo uniforme (mal graduado) 
• 5 < Cun (U) < 15 → solo medianamente uniforme (medianamente graduado) 
• Cun (U) > 15 → solo desuniforme (bem graduado) 
 
��� � � � 	�� �! 
37 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Exemplo: 
 
3.4.Coeficiente de Curvatura (CC) 
 
Fornece a idéia do formato da curva permitindo detectar descontinuidades no conjunto. 
�� � �" ²�� 	.�! 
3.5. Granulometria: Exercícios 
 
1) Segundo a ABNT como se classificam os solos grossos? 
 
 
 
2) Segundo a ABNT como se classificam os solos finos? 
 
 
 
3) O que é um solo graduado e mal graduado? 
 
 
 
4) Em que o consiste o coeficiente de uniformidade? 
 
 
 
 
38 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
5) Calcule: as porcentagens de solo de cada curva e nomeie, CC e CUN. 
a) 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
39 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
6) Represente no gráfico: 
a) Solo argilo siltoso 
b) Solo arenoso 
c) Solo silto argiloso 
 
 
 
4. Permeabilidade 
 
4.1. Introdução 
 
Às vezes o engenheiro se defronta com situações em que é necessário controlar o 
movimento de água através do solo e, evidentemente, proporcionar uma proteção contra os 
efeitos nocivos deste movimento. 
Do ponto de vista prático, a água pode ser considerada incompressível e sem nenhuma 
resistência ao cisalhamento, o que lhe permite, sob a ação de altas pressões, penetrar em 
microfissuras e poros, e exercer pressões elevadas que levam enormes maciços ao colapso. 
Um aspecto importante em qualquer projeto em que se tenha a presença de água é a 
necessidade do reconhecimento do papel que os pequenos detalhes da natureza desempenham. 
Assim, não basta apenas realizar verificações matemáticas, mas também recorrer a julgamentos 
criteriosos dessas particularidades, pois que elas nem sempre podem ser suficientemente 
quantificadas. 
O objetivo básico deste capítulo é fornecer as informações necessárias para o 
entendimento físico da presença da água nos solos e para a resolução de problemas que 
envolvem percolação de água no solo. 
40 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
A permeabilidade é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento da água 
através dele, sendo o seu grau de permeabilidade expresso numericamente pelo "coeficiente de 
permeabilidade". 
O conhecimento da permeabilidade de um solo é de importância em diversos problemas 
práticos de engenharia, tais corno: drenagem, rebaixamento do nível d'água, recalques, etc. 
A determinação do coeficiente de permeabilidade é feita tendo em vista a lei 
experimental de Darcy (proposta em 1 856 por esse engenheiro francês), de acordo com a qual a 
velocidade de percolação é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. 
 
4.2. Ocorrência de água subterrânea 
 
 
Segundo CHIOSSI (1989), o interior da Terra, composto de diferentes rochas, funciona 
como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se 
infiltram. As rochas que formam o subsolo da Terra, raras vezes, são totalmente sólidas e 
maciças. Elas contêm numerosos vazios (poros e fraturas) denominados também de interstícios, 
que variam dentro de uma larga faixa de dimensões e formas, dando origem aos aquíferos. 
Apesar desses interstícios poderem atingir dimensões de uma caverna em algumas rochas, deve-
se notar que a maioria tem dimensões muito pequenas. São geralmente, interligados, permitindo 
o deslocamento das águas infiltradas. 
A água subterrânea é originada predominantemente da infiltração das águas das chuvas, 
sendo este processo de infiltração de grande importância na recarga da água no subsolo. A 
recarga depende do tipo de rocha, cobertura vegetal, topografia, precipitação e da ocupação do 
solo. A utilização desta água é feita através de poços caseiros e profundos, conforme a 
profundidade alcançada. O processo de formação do lençolfreático é mostrado na Figura 1. 
 
Figura 1 – Ciclo Hidrológico: Infiltração e formação de lençol freático 
41 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Problemas relativos às águas subterrâneas são encontrados em um grande número de 
obras de Engenharia. A ação e a influência dessas águas têm causado numerosos imprevistos e 
acidentes, sendo os casos mais comuns verificados em cortes de estradas, escavações de valas e 
canais, fundações para barragens, pontes, edifícios, etc. As obras que necessitam de escavações 
abaixo do lençol freático, como por exemplo, a construção de edifícios, barragens, túneis, etc; 
pode ser executado um tipo de drenagem ou rebaixamento do lençol freático. A água existente 
no subsolo pode ser eliminada por vários os métodos. 
 
4.3. Fenômenos capilares 
 
A posição do lençol freático no subsolo não é, entretanto, estável, mas bastante variável. 
Isso representa dizer que, em determinada região, a profundidade do lençol freático varia 
segundo as estações do ano. Essa variação depende do clima da região, e dessa maneira, nos 
períodos de estiagem, a posição do lençol freático sofre normalmente um abaixamento, ao 
contrário do período das cheias, quando essa posição se eleva. 
A ocorrência de leitos impermeáveis (argila, por exemplo) ocasiona aprimoramento 
localizado de certas porções de água, formando um lençol freático ou nível d’água suspenso, que 
não corresponde ao nível d’água principal. 
Em consequência da infiltração, a água precipitada sobre a superfície da terra penetra no 
subsolo e através da ação da gravidade sofre um movimento descendente até atingir uma zona 
onde os vazios, poros e fraturas se encontram totalmente preenchidos d’água. Esta zona é 
chamada zona saturada ou freática. Essa zona é separada por uma linha conhecida como nível 
freático ou lençol freático, abaixo da qual estará o solo na condição de submersão (se em 
condição de água livre), e acima estará o solo saturado até uma determinada altura. 
Nos solos, por capilaridade, a água se eleva por entre os interstícios de pequenas 
dimensões deixados pelas partículas sólidas, além do nível do lençol freático. A altura alcançada 
depende da natureza do solo. 
O corte, na Figura 2, mostra-nos uma distribuição de umidade do solo e os diferentes 
níveis e condições da água subterrânea em uma massa de solo. Verifica-se que o solo não se 
apresenta saturado ao longo de toda a altura de ascensão capilar. Observa-se que o fenômeno de 
capilaridade ocorre em maiores proporções em solos argilosos. A altura capilar é calculada pela 
teoria do tubo capilar, que considera o solo um conjunto de tubos capilares. 
42 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
 
Figura 2 – Distribuição de umidade no solo 
 
 
4.4. Fluxo de água nos solos 
 
A fundamentação teórica para resolução dos problemas de fluxo de água foi desenvolvida 
por Forchheimer e difundida por Casagrande (1937). 
O estudo de fluxo de água nos solos é de vital importância para o engenheiro, pois a água 
ao se mover no interior de um maciço de solo exerce em suas partículas sólidas forças que 
influenciam o estado de tensão do maciço. Os valores de pressão neutra e como isso os valores 
de tensão efetiva em cada ponto do maciço são alterados em decorrência de alterações de regime 
de fluxo. De uma forma geral, os conceitos de fluxo de água nos solos são aplicados nos 
seguintes problemas: 
 
• Estimativa da vazão de água (perda de água do reservatório da barragem), através da 
zona de fluxo; 
• Instalação de poços de bombeamento e rebaixamento do lençol freático; 
• Problemas de colapso e expansão em solos não saturados; 
• Dimensionamento de sistemas de drenagem; 
• Dimensionamento de “liners” em sistemas de contenção de rejeitos; 
• Previsão de recalques diferidos no tempo (adensamento de solos moles – baixa 
permeabilidade); 
• Análise da influência do fluxo de água sobre a estabilidade geral da massa de solo 
(estabilidade de taludes); 
• Análise da possibilidade de a água de infiltração produzir erosão, arraste de material 
sólido no interior do maciço, “piping”, etc. 
43 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
O estudo dos fenômenos de fluxo de água em solos se apoia em três pilares: conservação 
da energia (Bernoulli), permeabilidade dos solos (Lei de Darcy) e conservação da massa. Alguns 
conceitos sobre os dois primeiros pontos são aqui abordados: 
 
4.5. Conservação da energia 
 
A água ocupa a maior parte ou a totalidade dos vazios do solo e quando submetidas a 
diferenças de potenciais, ela se desloca no seu interior. A água pode atuar sobre elementos de 
contenção, obras de terra, estruturas hidráulicas e pavimentos, gerando condições desfavoráveis 
à segurança e à performance destes elementos. 
O conceito de energia total de um fluido, formulado por Bernoulli, é apresentado nas 
disciplinas de Fenômenos dos Transportes e Mecânica dos Fluidos. A equação apresenta a 
proposta de Bernoulli para representar a energia total ou carga total em um ponto do fluido, 
expressa em termos de energia/peso. 
EQUAÇÃO DE BERNOULLI → válida p/ escoamentos em regime permanente, não 
viscosos, de fluídos incompressíveis. A carga total é dada pela soma de três parcelas: 
CARGA TOTAL = CARGA DE ALTURA + CARGA PIEZOMÉTRICA + CARGA DE 
VELOCIDADE H = ha + hp + hv 
 
Carga de altura (ha) → diferença de cota entre o ponto considerado e qualquer cota definida como referência; 
ha = z 
Carga piezométrica (hp) → pressão neutra no ponto, expressa em altura de coluna d’água; 
Carga de velocidade (hv) → nos problemas de percolação de água nos solos a carga de velocidade (ou cinética) é desprezível - 
velocidades muito baixas. 
 
Para que haja fluxo de A para B → HÁ > HB 
Tem-se: 
HA = HB + ∆H 
onde: ∆H = perda de carga hidráulica 
 
 
44 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Sempre que houver diferença de carga total entre dois pontos haverá fluxo, na direção do 
ponto de maior carga ao ponto de menor carga total. 
Analisemos dois casos: 
 
 
Define-se como gradiente hidráulico (i) a taxa de dissipação da carga total em função da 
distância. 
 
4.5.1. Gradiente hidráulico crítico 
 
Na condição de fluxo ascendente a tensão efetiva reduz com o aumento no gradiente 
hidráulico. Para um dado valor de gradiente hidráulico, a tensão efetiva pode ser anulada → 
gradiente hidráulico crítico (icrít) 
Como a tensão efetiva (tensão de contato grão a grão) é responsável pela resistência ao 
cisalhamento de areias →perda total de resistência → comporta-se como fluído ⇒ estado de 
areia movediça. 
Para fluxo ascendente, na condição crítica: 
�%&'( �	 )*!!+, � -./0-1 
O fenômeno de areia movediça é típico de areias finas e tem rara ocorrência natural. 
Porém certas obras geotécnicas podem gerar esta situação. Ex: 
 
Figura 3 – Condições de areia movediça criada em obras. Modificado de Pinto, 2000. 
45 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Icrit é chamado gradiente hidráulico critico (aproximadamente igual a 1,0 para a maioria 
dos solos). A condição i ≥ icrit implica, portanto, em pressões efetivas nulas em quaisquer pontos 
do solo. 
No caso de solos arenosos (sem coesão), a resistência está diretamente vinculada às 
pressões efetivas atuantes (s = σ‘ tg φ‘). Atingida a condição de fluxo para Icrit, resulta uma perda 
total da resistência ao cisalhamento da areia, que passa a se comportar como um líquido em 
ebulição. Este fenômeno é denominado areia movediça. Nota−se, portanto, que a areia movediça 
não constitui um tipo especial de solo, mas simplesmente, uma areia através da qual ocorre um 
fluxo ascendente de água sob um gradiente hidráulicoigual ou maior que Icrit. A ocorrência de 
areia movediça na natureza é rara, mas o homem pode criar esta situação nas suas obras. A fig. 3 
apresenta duas situações em que este fenômeno pode ocorrer. No caso (a) tem−se uma barragem 
construída sobre uma camada de areia fina sobreposta a uma camada de areia grossa. A água do 
reservatório de montante percolará, preferencialmente, pela areia grossa e sairá a jusante através 
da areia fina com fluxo ascendente. No caso (b) tem−se uma escavação em areia saturada e 
rebaixamento do nível de água para permitir a execução dos trabalhos. 
O combate à situação de areia movediça pode ser feito reduzindo-se o gradiente 
hidráulico ou aumentando-se a tensão sobre a camada susceptível. 
 
4.6. Lei de Darcy 
 
Permeabilidade: é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento da água 
através dele, sendo o grau de permeabilidade expresso numericamente pelo “coeficiente de 
permeabilidade”. 
Importância: O estudo da percolação de água no solo, ou seja, a permeabilidade, é 
importante porque intervêm num grande número de problemas práticos, tais como drenagem, 
rebaixamento do nível d’água, cálculo de vazões, análise de recalques, estudo de estabilidade, 
etc. Grau com que isto ocorre ⇒ Expresso por um coeficiente “k” maior ou menor. 
A determinação do coeficiente de permeabilidade é feita tendo em vista a lei 
experimental de Darcy (proposta em 1856 por esse engenheiro francês). Darcy realizou um 
experimento com um arranjo similar ao mostrado na Figura 4 para estudar as propriedades do 
fluxo de água através de uma camada de filtro de areia: 
46 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
 
Figura 4 – Esquema do experimento realizado por Darcy 
Este experimento deu origem a uma lei que correlaciona a taxa de perda de energia da 
água (gradiente hidráulico) no solo com a sua velocidade de escoamento (Lei de Darcy). 
Os níveis de água h1 e h2 são mantidos constantes e o fluxo de água ocorre no sentido 
descendente através do corpo-de-prova. Medindo o valor da taxa de fluxo que passa através da 
amostra (vazão de água) q, para vários comprimentos de amostra (L) e de diferença de potencial 
(∆h), Darcy descobriu que a vazão “q” era proporcional à razão ∆h/L (ou gradiente hidráulico da 
água, i). 2 � 3. �. 4 
A vazão (q) dividida pela área transversal do corpo-de-prova (A) indica a velocidade com 
que a água percola pelo solo. O valor da velocidade de fluxo da água no solo (v) é dado por: � � 3. � 
Esta velocidade é conhecida como velocidade de descarga (v), sendo, portanto diferente 
da velocidade real da água nos vazios do solo. Aplicando-se as noções desenvolvidas em índices 
físicos pode-se admitir que a relação entre a área transversal de vazios e a área transversal total 
seja dada pela porosidade (n). Desse modo, a velocidade de percolação real da água no solo é: 
�&,56 � �� 
Chama-se de velocidade de percolação (vp), a velocidade com que a água escoa nos 
vazios do solo. Considera-se a área efetiva de escoamento ou área de vazios (A
v
). 
 
Obs: A existência do gradiente hidráulico fará com que haja percolação. 
 
 
 
 
 
47 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
4.6.1. Validade da Lei de Darcy 
 
A lei de Darcy é válida para um escoamento “laminar”, verdadeiro para quase todos os 
tipos de solos (argila, silte e areia), tal como é possível e deve ser considerado o escoamento na 
maioria dos solos naturais. Tambem sua validade é para solos saturados. 
Um escoamento se define como laminar quando as trajetórias das partículas d’água não 
se cortam; em caso contrário, denomina-se turbulento. 
A lei de Darcy á válida para fluxo laminar → nº de Reynolds (R) ≤ 2000 
 
v - velocidade 
D - diâmetro da seção de escoamento 
γ - peso específico do fluído 
µ - viscosidade do fluído 
g - aceleração da gravidade 
 
4.7. Coeficiente de permeabilidade 
 
O valor de k é comumente expresso como um produto de um número por uma potência 
negativa de 10. Exemplo: k = 1,3 x 10
-8 
cm/seg, valor este, aliás, característico de solos 
considerados como impermeáveis para todos os problemas práticos. 
Na Figura 5 apresentamos, segundo A. Casagrande e R. E. Fadum, os intervalos de 
variação de k para os diferentes tipos de solos e na Tabela 1, segundo Casagrande. 
 
Figura 5 – Intervalos de variação de K para diversos solos 
 
É interessante notar que os solos finos, embora possuam índices de vazios geralmente 
superiores àqueles alcançados pelos solos grossos, apresentam valores de coeficientes de 
permeabilidade bastante inferiores a estes. 
 
 
48 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
4.7.1. Fatores que influem na permeabilidade 
 
A permeabilidade é uma das propriedades do solo com maior faixa de variação de valores 
e é função de diversos fatores, dentre os quais podemos citar o índice de vazios, temperatura, 
estrutura do solo, grau de saturação e estratificação do terreno. 
 
a) Índice de vazios: 
 
A equação de Taylor correlaciona o coeficiente de permeabilidade com o índice de vazios 
do solo. Quanto mais fofo o solo, mais permeável ele é. Conhecido o k para um certo tipo de 
solo, pode-se calcular o k para o outro solo pela proporcionalidade da equação apresentada (mais 
utilizada para areias). 
 
Maior índice de vazios (e) → Maior coeficiente de permeabilidade (k). 
 
b) Temperatura: 
 
Quanto maior for a temperatura, menor a viscosidade da água e, portanto, mais 
facilmente ela escoa pelos vazios do solo com correspondente aumento do coeficiente de 
permeabilidade. Logo, k é inversamente proporcional à viscosidade da água. 
Por isso, os valores de k são referidos à temperatura de 20º C, o que se faz pela seguinte 
relação: 37 �	38 ∗ :;:<= �	38 ∗ 	�> 
 
Segundo Helmholtz, a viscosidade da água em função da temperatura é dada pela fórmula 
empírica: ? � 	 , !AB!+ , ""	8+ , 7	8² 
 
Sendo T a temperatura do ensaio em ºC. 
 
 
49 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
Os valores de Cv são fornecidos pelo gráfico 1: 
 
Gráfico 1 –Viscosidade da água em função da temperatura. Caputo, 2000. 
 
A figura 6 mostra uma planilha de ensaio, executado em um solo coletado à 1,50m de 
profundidade em uma região de Igrejinha – Juiz de Fora, em área estudada para possível 
utilização como aterro sanitário do município. 
 
Figura 6 – Exemplo de resultado de ensaio de permeabilidade 
(Solo argilo-arenoso, coletado em Igrejinha – JF). 
Observe os resultados de k obtidos em 4 amostras diferentes a 25,4º
 
de temperatura e o 
valor médio (dos 4 ensaios) corrigido para 20º 
 
( k20º ) igual a 1,24x10
-3 
cm/seg. 
50 Mecânica dos Solos I – Prof. Talles Mello – www.tallesmello.com.br 
c) Estrutura do solo: 
 
A combinação de forças de atração e repulsão entre as partículas resulta a estruturas dos 
solos, que se refere à disposição das partículas na massa de solo e as forças entre elas. A 
amostra com estrutura dispersa terá uma permeabilidade menor que a floculada. 
 
d) Grau de saturação: 
 
O coeficiente de permeabilidade de um solo não saturado é menor do que o que ele 
apresentaria se estivesse totalmente saturado. Essa diferença não pode, entretanto, ser atribuída 
exclusivamente ao menor índice de vazios disponível, pois as bolhas de ar existentes, contidas 
pela tensão superficial da água, são um obstáculo para o fluxo. Entretanto, essa diferença não é 
muito grande. 
 
e) Estratificação do terreno: 
 
Em virtude da estratificação do solo, os valores de k são diferentes nas direções 
horizontal e vertical, como mostra a Figura 6. Chamando-se de k1, k2, k3, ... os coeficientes de 
permeabilidade das diferentes camadas