AULA 1 - mecânica dos solos

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MECÂNICA DOS 
SOLOS CCE0255
AULA 1
APRESENTAÇÃO E CIÊNCIA DA MECÂNICA DOS SOLOS
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DOCENTE: LEILA FERREIRA FIGUEIREDO
OBJETIVOS GERAIS
Origem e formação dos solos 
e as características e 
comportamentos quando os 
solos são submetidos à ação 
de cargas, identificadas 
através de ensaios de 
laboratório.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Conhecer as características gerais dos solos no contexto
brasileiro.
2. Analisar e reconhecer características dos solos através
de índices físicos.
3. Compreender a estrutura dos solos para caracterização.
4. Analisar tensões capilares e estudar tensões nos solos.
5. Conhecer métodos de estabilização de solos.
6. Conhecer métodos de investigações geotécnicas e
analisar resultados de investigações geotécnicas.
CONTEÚDO 
Unidade 1 - A ciência da Mecânica dos Solos
1.1. Histórico e evolução
1.2. A Mecânica dos Solos no Brasil
Unidade 2 - Características Gerais
2.1. Origem, formação, tipos, química e mineralogia dos solos
2.2. Solos residuais e sedimentares
Unidade 3 - Propriedades e índices dos solos
3.1. Índices físicos
3.2. Granulometria
3.3. Estados de consistência
3.4. Ensaios de laboratório
CONTEÚDO 
Unidade 4 - Estrutura dos solos
4.1. Solos finos e solos granulares
4.2 Amolgamento e sensibilidade das argilas
4.3 Tixotropia
Unidade 5 - Classificação dos solos
5.1. Genética
5.2. Granulométrica
5.3 MCT/MCV (solos tropicais)
CONTEÚDO
Unidade 6 - Compactação e CBR
6.1 Ensaios de laboratório
6.2 Energias de compactação
6.3 Controle de compactação no campo
6.4 Equipamentos de compactação
Unidade 7 - Capilaridade e permeabilidade dos solos
7.1 Tensão Capilar
7.2 Percolação de água, redes de fluxo, gradiente hidráulico
7.3 filtros de proteção em obras de terra
7.4 Ensaios de laboratório
CONTEÚDO
Unidade 8 - Introdução ao estudo de tensões no solo
8.1 Tensões principais, círculo de Mohr
8.2 Principio das tensões efetivas
8.3 Distribuição de tensões no solo
8.4 Tensões geostáticas e acréscimo de tensões
8.5 Teoria de Boussinesq
Unidade 9 - Estabilização dos solos
9.1. Granulométrica, com cimento, cal e outros produtos químicos
9.2. Ensaios de laboratório
Unidade 10 - Investigação geotécnica
10.1 Amostragem, prospecção e sondagens
10.2 Perfis geotécnicos
CONTEÚDO
Unidade 11 - Resistência ao cisalhamento dos solos
11.1 Resistência dos solos arenosos e dos solos argilosos
11.2 Critérios de ruptura
11.3 Parâmetros de resistência
Unidade 12 - Compressibilidade e adensamento dos solos
12.1 Teoria do adensamento dos solos
12.2 Solos compressíveis, parâmetros de compressibilidade
AULAS
MÊS DIA AULAS MATÉRIA
JULHO 30 AULA 1 APRESENTAÇÃO
6 AULA 2 CIÊNCIA DA MECÂNICA DOS SOLOS + CARACTERÍSTICAS GERAIS + LABORATÓRIO
13 AULA 3 PROPRIEDADES E ÍNDICES DOS SOLOS + LABORATÓRIO (FORM. 1)
20 AULA 4
ESTRUTURA DOS SOLOS: AMOLGAMENTO E SENSIBILIDADE DDAS ARGILAS; TIXOTROPIA + CLASSIFICAÇÃO 
DOS SOLOS + LABORATÓRIO
27 AULA 5
COMPACTAÇÃO E CBR: ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO, CONTROLE DE COMPACTAÇÃO NO CAMPO E 
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
3 AULA 6 COMPACTAÇÃO E CBR: ENSAIOS
10 AULA 7 CAPILARIDADE E PERMEABILIDADE DOS SOLOS
17 AULA 8 VISITA LABORATÓRIO NO RIO
24 AULA 9 CAPILARIDADE E PERMEABILIDADE DOS SOLOS
1 AV1 AV1
8 REVISÃO REVISÃO AV1
15 FERIADO FERIADO
22 AULA 10 ESTABILIZAÇÃO DOS SOLOS
29 AULA 11 INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA: AMOSTRAGEM, PROSPECÇÃO E SONDAGENS, PERFIS GEOTÉCNICOS
5 AULA 12
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DOS SOLOS; RESISTÊNCIA DOS SOLOS ARENOSOS E DOS SOLOS ARGILOSOS; 
CRITÉRIO DE RUPTURA; PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA
12 AULA 13
COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO DOS SOLOS: TEORIA DO ADENSAMENTO DOS SOLOS; SOLOS 
COMPRESSÍVEIS; PARÂMETROS DE COMPRESSIBILIDADE
19 AV2
26 REVISÃO REVISÃO AV2
3 AV3
10 REVISÃO REVISÃO AV3
DEZEMBRO
MECÂNICA DOS SOLOS - CCE 0255
AGOSTO
SETEMBRO
OUTUBRO
NOVEMBRO
AVALIAÇÃO
� Composto de três etapas: Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2
(AV2) e Avaliação 3 (AV3).
� A AV1 contemplará o conteúdo da disciplina até a sua
realização, incluindo o das atividades estruturadas.
� As AV2 e AV3 abrangerão todo o conteúdo da disciplina,
incluindo o das atividades Estruturadas.
APROVAÇÃO
Para aprovação na disciplina o aluno deverá:
1. Atingir resultado igual ou superior a 6.0, calculado a
partir da média aritmética entre os graus das
avaliações, sendo consideradas apenas as duas
maiores notas obtidas dentre as três etapas de
avaliação (AV1, AV2 e AV3). A média aritmética obtida
será o grau final do aluno na disciplina;
2. Obter grau igual ou superior a 4,0 em, pelo menos,
duas das três avaliações;
3. Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
1. CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas
aplicações. 6. ed. rev. e ampl. Rio de Janeiro: LTC,
2003. Vol. 1, 2 e 3.
2. CRAIG, Robert F. Mecânica dos solos. Rio de Janeiro:
LTC, 2007.
3. PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos
solos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
� GUIDICINI, Guido; NIEBLE, Carlos Manoel. Estabilidade
de taludes naturais e de escavação. 2. ed. São Paulo: E.
Blücher, 2006.
� MASSAD, Faiçal. Obras de terra: curso básico de
geotecnia. São Paulo: Oficina de Textos, 2003.
� PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos
solos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
� LEPSCH, Igo F.. Formação e conservação dos solos. São
Paulo: Oficina de Textos, 2002.
� LAMBE, T. William; WITMAN, Robert V. Mecanica de
suelos. México: Limusa, 1974.
LIVRO DIDÁTICO
� BORGATTO, André Vinícius Azevedo. Mecânica dos Solos. 
1. ed. Rio de Janeiro: SESES, 2017. 
A CIÊNCIA MECÂNICA DOS 
SOLOS
� Geotecnia: ciência de aplicação dos métodos científicos e
princípios de engenharia para a aquisição, interpretação e
uso do conhecimento dos solos para a solução dos
desafios da Engenharia Civil.
� A Geotecnia é subdividida em subáreas de conhecimento:
1. Geologia,
2. Mecânica dos Solos,
3. Mecânica das Rochas e, a
4. mais recentemente introduzida na família, a Mecânica dos
Resíduos.
A CIÊNCIA MECÂNICA DOS 
SOLOS
“Na vida profissional, enquanto engenheiros civis, 
desafios e interface com a ciência dos solos surgirão, 
seja pela utilização como meio de suporte para as 
obras (fundações, arrimos, escavações) ou seja como 
material de construção (aterros, pavimento etc.).”
A CIÊNCIA MECÂNICA DOS 
SOLOS
� Solo como material de construção: cabe aos solos a
tarefa de absorver e suportar os carregamentos
externos dos elementos estruturais de fundações
das construções. Nas escavações e taludamentos,
incumbe-se aos solos a manutenção de sua
estabilidade estrutural e geométrica.
� O estudo do comportamento dos solos para as
aplicações da Engenharia Civil deu origem à ciência
Mecânica dos Solos, disciplina básica para o ramo
da engenharia denominado de geotecnia.
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� “A história da engenharia confunde-se com a
história da própria humanidade, e está
diretamente relacionada com o avanço
tecnológico da sociedade.”
Fonte: 
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17310/material/0
2%20-%20Histórico%20da%20Engenharia.pdf
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
1. Bueno e Vilar (1979): a mecânica dos solos já era
empregada pelos povos das antigas civilizações,
mesmo que de forma empírica, em obras
colossais, como as pirâmides do Egito, os palácios
da Babilônia, os aquedutos romanos e mesmo, em
tempo mais recente, a muralha da China.
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
Pré-história: idade da pedra
O Stonehenge (Reino
Unido) é uma estrutura
composta, formadapor
círculos concêntricos de
pedras que chegam a ter
cinco metros de altura e a
pesar quase cinquenta
toneladas.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Stonehenge
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� PIRÂMIDES (CONSTRUÇÕES COM BLOCOS DE PEDRA)
“Definidas pela Geometria Espacial como
sólidos geométricos com base quadrada e
quatro lados triangulares equilaterais, as
pirâmides têm um formato mais
estruturalmente estável, o que as torna
uma boa opção para projetos que
envolvem grandes quantidades de pedra
ou de alvenaria. Sabe-se que, de fato, as
antigas pirâmides foram construídas com
blocos de pedra que chegavam a pesar até
duas toneladas e sua execução podia durar
de décadas a centenas de anos.”
Fonte: https://civilizacaoengenheira.wordpress.com/2015/03/16/a-engenharia-
das-grandes-piramides/
Pirâmides e Esfinge 
– Egito Antigo
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� PIRÂMIDES Imhotep (1° Arquiteto) arquitetou
a primeira pirâmide do Egito - a
pirâmide de Sacara, com seis
enormes degraus, e que atinge
aproximadamente 62 metros.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Imhotep
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� BABILÔNIA 
� ESCASSEZ DE PEDRAS
� INVENÇÃO DO TIJOLO DE 
BARRO SECO AO SOL
Jardins Suspensos da Babilônia
A construção ocorreu por volta de
600 a.C., durante o governo de
Nabucodonosor (604 – 562 a.C.).
As bases eram de pedras, asfalto e
azulejos, o que permitia uma
impermeabilização e impedia de
ocorrer algum problema com a
fundação, e portanto, com toda a
estrutura. A estrutura foi em geral
feita de tijolos cozidos e asfalto,
tanto os pilares quanto os terraços.
Nos pilares ocos o único material era
a terra própria para a quantidade de
plantas que existiria ali.
Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/historia-geral/jardins-suspensos-
da-babilonia
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� BABILÔNIA A cidade de Babilónia
ocupava entre 950 e
975 hectares. (1 hectar =
10.000 m²)
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Babilónia_(cidade)
Ruínas do palácio de Nabucodonosor
Ruínas da antiga Babilônia (Atual Iraque)
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� AQUEDUTOS ROMANOS – SÉCULO I
Suprimento de água garantido por 14 aquedutos
que traziam 10 mil m³ de água ao dia. O
consumo de água per capita da Roma Antiga era
equivalente à de cidades modernas como Nova
Iorque ou a Roma moderna. A maior parte da
água era destinada a uso público em termas e
esgotos.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_romana
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� AQUEDUTOS ROMANOS – SÉCULO I
Os aquedutos podiam medir de 10 a 100 km de comprimento e em geral
desciam de uma elevação de 300 m acima do nível do mar na fonte até 100 m
quando atingiam os reservatórios próximos à cidade. Os engenheiros romanos
usavam um sifão invertido para mover a água através de um vale caso
julgassem pouco prático construir um aqueduto elevado. A manutenção era
feita por escravos.
Fonte: http://www.pliniotomaz.com.br/downloads/livro_calculos/capitulo98.pdf
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
ANO ENGENHEIRO TRABALHO TEORIA
1776
Francês Charles 
Coulomb
Enunciou o princípio da resistência ao cisalhamento dos solos por meio 
da caracterização dos parâmetros de resistência dos solos (coesão e 
ângulo interno de atrito) – ainda hoje empregada na Engenharia com a 
utilização da teoria clássica de Coulomb.
Teoria clássica 
de Coulomb.
1856
Francês Henry 
Darcy
Lei que define o movimento da água em meios porosos – importante
conceito utilizado no estudo de percolação da água através dos solos.
-
Escocês William 
Rankine,
Equações para análise de estabilidade de maciços terrosos.
Limites de 
Atterberg
1908
Químico
sueco Albert 
Atterberg
Definição de limites de consistência para solos argilosos, -
1914 Alemão Otto Mohr
Aplicou aos solos sua teoria de ruptura de materiais através do conceito 
de curvas envoltórias.
Critério de
Resistência de 
Mohr-Coulomb
1922
Sueco Wolmar 
Fellenius
Metodologia de análise de estabilidade de taludes com a consideração 
de uma superfície circular de escorregamento
-
1979
Austríaco
Karl von Terzaghi
* Enfatizar a importância do estudo das tensões e deformações nos
solos. 
* Estabeleceu a diferença entre pressões totais efetivas e neutras. 
* Criou a teoria do adensamento, aplicada a solos saturados. 
* Concebeu e esquematizou ensaios e a respectiva aparelhagem e, 
sobretudo, fez sugestões para a interpretação dos resultados
conseguidos e sua aplicação aos diferentes problemas práticos 
enfrentados pela mecânica dos solos.
-
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� Terzaghi é considerado o pai da mecânica dos solos e da
engenharia geotécnica definindo-a como:
� “A mecânica dos solos é a aplicação das leis da
mecânica e da hidráulica aos problemas de
engenharia relacionados com os sedimentos e outros
depósitos não consolidados de partículas sólidas
produzidas pela desintegração mecânica ou química
das rochas, prescindindo do fato de conterem ou não
elementos constituídos por substâncias orgânicas”.
HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA 
MECÂNICA DOS SOLOS
� Pesquisadores contemporâneos a Terzaghi: Arthur
Casagrande, Donald W. Taylor, William Lambe e
Robert Whitman.
� Atualmente, a mecânica dos solos continua em
constante evolução com pesquisas e trabalhos práticos
em suas diversas áreas de aplicação como: fundações,
contenções, barragens, geossintéticos, solos não
saturados, resíduos, rochas, taludes, pavimentação,
túneis, estudos geoambientais, aterros sanitários,
investigação geotécnica, entre outros.
MECÂNICA DOS SOLOS NO 
BRASIL
� No Brasil imperial do início do século XIX: primeiros estudos
geológicos devido ao interesse na extração do minério de
ferro. Surgindo os primeiros estudos sobre os solos brasileiros -
Geologia e geografia física do Brasil, de autoria do geólogo
canadense-americano Charles Frederick Harrt, 1874.
� “investigações geológicas ao longo dos traçados das estradas
de ferro construídas na época, contribuindo para o surgimento
da geologia de engenharia, que só viria a acontecer em 1907,
quando Miguel Arrojado Lisboa investigou as formações
geológicas ao longo do traçado da estrada de Ferro Noroeste
Brasil e, em 1909, estudou geologicamente os locais de
construção de barragens de obras contra a seca no Nordeste do
país”. Demandas de fundação, aterros de solo e obras de
artes.
MECÂNICA DOS SOLOS NO 
BRASIL
� O DESENVOLVIMENTO DA MECÂNICA DOS SOLOS NO BRASIL
Autoridades em inauguração de trecho (1912): 
Estrada de Ferro Madeira-Mamoré - Rondônia.
MECÂNICA DOS SOLOS NO 
BRASIL
� Meados do século XX: São Paulo e Rio de Janeiro tiveram os
primeiros edifícios em concreto armado apoiadas em
fundações do tipo profunda como estacas de madeira e
pré-moldadas de concreto.
� Em 1938: foi implantado no Instituto de Pesquisas
Tecnológicas (IPT), pelo engenheiro geotécnico Odair Grillo,
a Seção de Solos e Fundações. Experiência em estudos de
técnicas de construção de estradas nos Estados Unidos, sob
forte influência das teorias de Karl von Terzaghi e Arthur
Casagrande.
MECÂNICA DOS SOLOS NO 
BRASIL
� De acordo com Dantas Neto (2006): “As principais atividades
desenvolvidas no IPT visavam atingir dois campos de
atuação bem específicos, o de construção de estradas e o
estudo das fundações de pontes e edifícios.
� Na área de estradas, o desafio era desenvolver métodos de
dimensionamento de pavimentos baseados nas teorias da
mecânica dos Solos.
� Na área das fundações de edifícios,o desafio era
desenvolver métodos de prospecção (sondagem,
investigação) de subsolo.
MECÂNICA DOS SOLOS NO 
BRASIL
� Século XX: foi fundada a Associação Brasileira de Mecânica
dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS). Com ampla
contribuição e atuação no desenvolvimento da mecânica dos
solos no Brasil, a ABMS é membro permanente da
International Society for Soil Mechanics and Geotechnical
Engineering (ISSMGE), da International Society for Rock
Mechanics (ISRM) e da International Tunneling Association
(ITA).
� Leitura: A história da engenharia geotécnica no Brasil,
de autoria do professor e engenheiro Alberto Sayão.
Fim
Obrigada!