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Mecanica dos Solos

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I-INTRODUÇÃO A MECÂNICA DOS SOLOS 
 
1.0: INTRODUÇÃO AO CURSO 
 
1.1: DEFINIÇÃO E OBJETIVOS DA MECÂNICA DOS SOLOS 
 
DEFINIÇÃO: A mecânica dos solos estuda as características físicas dos solos e as suas 
propriedades mecânicas (equilíbrio e deformação) quando submetido a acréscimos 
ou alívio de tensões. 
 
OBJETIVOS: Substituir por métodos científicos os métodos empíricos aplicados no 
passado. 
 
1.2: PROBLEMA DA MECÂNICA DOS SOLOS: A própria natureza do solo. 
 
1.3: SOLO SOB O PONTO DE VISTA DA ENGENHARIA: Solo é a denominação que se dá a 
todo material de construção ou mineração da crosta terrestre escavável por meio de 
pá, picareta, escavadeira, etc, sem necessidade de explosivos. 
 
1.4: EMPREGO DO SOLO NA ENGENHARIA CIVIL: Solo como material de construção: 
Aterros, Barragens de Terra, Base e Sub-base de Pavimentos, etc., Solo como suporte 
de fundação: Valas, Sapatas, Blocos, Estacas, Tubulões, Subleito, etc. 
 
1.5: ORIGEM E EVOLUÇÃO DA MECÂNICA DOS SOLOS: Os primeiros trabalhos sobre o 
comportamento dos solos datam do século XVII. 
 
COULOMB, 1773, RANKINE, 1856 e DARCY 1856 publicaram um importante trabalho, 
sobre o comportamento dos solos. O acúmulo de insucessos em obras de Engenharia 
observados no início do século XX como: 
 
O escorregamento de solo durante a construção do canal do Panamá, 1913; 
Rompimento de grandes Barragens de Terra e Recalque em Grandes edifícios, 1913; 
 
Escorregamento de Muro de Cais na Suécia, 1914. O Levou em 1922 a publicação 
pelos suecos de uma nova teoria para o cálculo e Estabilidade de taludes; 
 
Deslocamento do Muro de cais e escorregamento de solo na construção do canal de 
Kiev na Alemanha, 1915. Em 1925 o professor Karl Terzaghi publicou seu primeiro livro 
de Mecânica dos solos, baseado em estudos realizados em vários países, depois do 
início dos grandes acidentes. 
 
2.0: ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS: Os solos são formados pela deterioração das 
rochas através do intemperismo. 
 
2.1: ROCHA: Agregado de um ou mais minerais, que é impossível de escavar 
manualmente, que necessite de explosivo para o seu desmonte. 
 
2.2: INTEMPERISMO: É o conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que 
ocasionam a desintegração e decomposição das rochas e dos minerais, formando os 
solos. 
 
2.3: INTEMPERISMO FÍSICO: Ou mecânico é o processo de decomposição da rocha 
sem alteração química dos seus componentes. Os principais agentes são: 
 
Variação de temperatura; Repuxo; Congelamento da água; Alívio de pressões; 
 
2.4: INTEMPERISMO QUÍMICO: É o processo de decomposição da rocha onde os vários 
processos químicos alteram solubilizam e depositam os minerais das rochas 
transformando-a em solo, ou seja, ocorre a alteração química dos seus componentes. 
Neste caso há modificação na constituição mineralógica da rocha, originando solos 
com características próprias. Este tipo é mais freqüente em climas quentes e úmidos 
 
HIDRÓLISE: É o mais importante, pois leva a destruição dos silicatos. 
 
HIDRATAÇÃO: Penetração da água nos minerais, através de fissuras. A hidratação 
ocasiona nos Granitos e Gnaisses a transformação de feldspato em argila. 
 
CARBONATAÇÃO: O carbonato de cálcio em contato com a água carregada de 
ácido carbônico se transforma em bicarbonato de cálcio. 
 
OXIDAÇÃO: Mudança que sofre um mineral em decorrência da penetração de 
oxigênio na rocha. 
 
2.5: INTEMPERISMO BIOLÓGICO: Ë processo no qual a decomposição da rocha se dá 
graças a esforços mecânicos produzidos por vegetais através de raízes, escavação de 
roedores, etc. 
 
2.6: INFLUÊNCIA DO INTEMPERISMO NO TIPO DE SOLO: Os vários tipos de intemperismo e 
a intensidade com que atuam no processo de formação dos solos, dão origem a 
diferentes tipos de solo. 
 
2.7: CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS QUANTO A ORIGEM E FORMAÇÃO: Os solos 
classificam-se quanto a origem em solos residuais e sedimentares. 
 
2.8: SOLOS RESIDUAIS: Solos residuais são os solos que permanecem no local de 
decomposição rocha que lhes deu origem. Para a sua ocorrência é necessário que a 
velocidade de remoção do solo seja menor que a velocidade de decomposição da 
rocha. A rocha que mantém as características originais, ou seja, a rocha sã é a que 
ocorre em profundidade. Quanto mais próximo da superfície do terreno, maior é o 
efeito do intemperismo. Sobre a rocha sã encontra-se a rocha alterada, em geral 
muito fraturada e permitindo grande fluxo de água. A rocha alterada é sobreposta 
pelo solo residual jovem, ou saprólito, que é um material arenoso. O material mais 
intemperizado ocorre acima do saprólito e é denominado solo residual maduro, que 
contém maior percentagem de argila. 
 
 
 
 
 
 
 
2.9: SOLOS SEDIMENTARES: Os solos sedimentares ou transportados são aqueles que 
foram levados de seu local de origem por algum agente de transporte e lá 
depositados. As características dos solos sedimentares estão relacionadas aos agentes 
de transporte. 
 
Os Principais agentes de transporte são: 
 
Vento (solos eólicos); 
Água (solos aluvionares); 
Água dos Oceanos e Mares (Solos Marinhos) 
Água dos Rios (Solos Fluviais) 
Água das Chuvas (Solos Pluviais) 
Geleiras (Solos Glaciais); 
Gravidade (Solos Coluvionares) 
 
2.10: SOLOS EÓLICOS: Transporte pelo vento. Devido ao atrito os grãos dos solos 
transportados possuem forma arredondada. A ação do vento se restringe ao caso das 
areias e dos siltes. São exemplos de solos eólicos as DUNAS 
 
2.11: SOLOS ALUVIONARES: O agente de transporte é a água, os solos sedimentares. A 
sus textura depende da velocidade de transporte da água. podem ser classificados 
como de origem PLUVIAL e FLUVIAL 
 
CARACTERÍSTICAS: Grãos de diversos tamanhos; Mais grossos que os eólicos; 
 
2.12: SOLOS GLACIAIS: Formados pelas geleiras. 
 
2.13: SOLOS COLUVIONARES: Formados pela ação da gravidade. Grande variedade 
de tamanhos. Dentre os solos podemos destacar o TALUS, que é solo formado pelo 
deslizamento de solo do topo das encostas. 
 
2.14: SOLOS ORGÂNICOS: Impregnação do solo por sedimentos orgânicos 
preexistentes, em geral misturados de restos de animais e vegetais. Cor escura e cheiro 
forte. As TURFAS são solos que encorporam florestas soterradas em estado avançado 
de decomposição. Não se aplicam as teorias da mecânica dos solos. 
 
2.15: SOLOS TROPICAIS VERMELHOS: Ou LATERÍTICOS são os solos que sofrem no seu 
local de formação ou deposição uma série de transformações físico-químicas. 
Formados por uma alternância de saturação e secagem do solo original, aumentando 
a concentração de óxido de ferro e alumínio na parte superior. 
 
3.0: TEXTURA E ESTRUTURA DOS SOLOS 
 
3.1: TAMANHO E FORMA DAS PARTÍCULAS: A TEXTURA de um solo, é o tamanho relativo 
e a distribuição das partículas sólidas que formam. O estudo da textura dos solos é 
realizado por intermédio do ensaio de granulometria. Pela sua textura os solos podem 
ser classificados em solos grossos e solos finos. 
 
3.2: SOLOS GROSSOS: Solos com   0,074mm e suas partículas tem forma arredondada 
poliédrica, e angulosa. Os solos grossos são os PEDREGULHOS e as AREIAS. 
 
3.3: SOLOS FINOS: Os solos finos são os SILTES e as ARGILAS. Solo com   0,074mm. Os 
solos finos são os siltes e as argilas. A fração granulométrica classificada como ARGILA 
possui diâmetro inferior a 0,002mm e se caracteriza pela sua plasticidade marcante 
elevada resistência quando seca. Segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas 
Técnicas) os limites das frações de solo pelo tamanho são os da tabela 1: 
 
TABELA 1 
FRAÇÃO LIMITES (ABNT) 
Matacão de 25cma 1m 
Pedra de 7,6cm a 25cm 
Pedregulho de 4,8mm a 7,6cm 
Areia Grossa de 2,0mm a 4,8mm 
Areia média de 0,42mm a 2,0mm 
Areia fina de 0,05mm a 0,42mm 
Silte de 0,005mm a 0,05mm 
Argila Inferior a 0,005 
 
Tabela 01- Classificação dos solos segundo a ABNT. 
 
3.4: COMPORTAMENTO DOS SOLOS: O comportamento dos solos finos é definido pelas 
forças de atração moleculares e elétricas e pela presença de água. O 
comportamento dos solos grossos, que são governados pelas forças gravitacionais. Os 
SILTES apesar de serem classificados como finos, o seu comportamento é governado 
pelas forças gravitacionais (mesmas dos solos grossos). 
 
3.5: COMPOSIÇÃO QUIMICA E MINERALÓGICA DOS SOLOS: Os solos são formados por 
agregados de um ou mais minerais. 
 
3.6: MINERAL: Substância inorgânica e natural, com composição química e estrutura 
definida. Os minerais encontrados nos solos podem ser primários ou secundários. Os 
PRIMÁRIOS, são os mesmos da rocha de origem, e os SECUNDÁRIOS são formados 
quando ocorre a decomposição química. 
 
3.7: MINERAIS CONSTITUINTES DOS SOLOS GROSSOS E SILTES: Os solos grossos são 
constituídos basicamente de SILICATOS que apresentam também na sua composição 
ÓXIDOS, CARBONATOS E SULFATOS. 
 
3.8: MINERAIS CONSTITUINTES DOS SOLOS ARGILOSOS: As argilas são constituídas 
basicamente por silicatos de alumínio, podendo apresentar silicatos de magnésio, 
ferro ou outros metais. 
 
3.9: SUPERFÍCIE ESPECIFICA: É a superfície total de um conjunto de partículas dividida 
pelo seu peso. Quanto mais fino for o solo maior será a sua superfície especifica, o que 
constituí uma das razões das diferenças entre as propriedades físicas solos finos e dos 
solos grossos. 
 
 
 
 
 
4.0: FASE SÓLIDA ÁGUA E AR: O solo é constituído de uma fase fluida (água ou ar) e de 
uma fase sólida. A fase sólida ocupa os vazios deixados pelas partículas sólidas. 
 
 
4.1: FASE SÓLIDA: Caracterizada pelo seu tamanho, forma, distribuição e composição 
mineralógica dos grãos. 
 
4.2: FASE GASOSA: Ar, vapor d’água e carbono combinado. É bem mais compressível 
que as fases liquida e sólida. 
 
4.3: FASE LIQUIDA: Preenche os vazios dos solos. Pode estar em equilíbrio hidrostático 
ou fluir sob a ação da gravidade ou de outra forma. 
 
4.4: ÁGUA CAPILAR: Se eleva pelos interstícios capilares formados pelas partículas 
sólidas, devido à ação das tensões superficiais oriundas a partir da superfície líquida da 
água. 
 
4.5: ÁGUA ABSORVIDA: É uma película de água que adere às partícula de solos muito 
finos devido a ação de forças elétricas desbalanceadas na superfície dos argilo-
minerais. 
 
4.6: ÁGUA DE CONSTITUIÇÃO: Faz parte da estrutura molecular da parte sólida. 
 
4.7: ÁGUA HIGROSCÓPICA: A água que ainda se encontra no solo seco ao ar livre. As 
águas livres, Higroscópicas e Capilares podem ser totalmente eliminadas a 
temperatura práticas de 1000C. 
 
II-TENSÕES NO SOLO 
 
1.0: INTRODUÇÃO: O solo ao sofrer solicitações se deforma, modificando o seu volume 
e forma iniciais. A magnitude das deformações apresentadas pelo solo irá depender 
de suas propriedades elásticas e plásticas e do carregamento a ele imposto. 
 
O conhecimento das tensões atuantes em um maciço de terra, sejam, elas devido ao 
peso próprio ou provenientes de um carregamento em superfície (alívio de cargas 
provocado por escavações) é de vital importância no entendimento do 
comportamento de praticamente todas as obras de Engenharia geotécnica. Nos solos 
ocorrem tensões devidas ao seu peso próprio e a carregamentos externos. 
 
 
2.0: CONCEITO DE TENSÕES NUM MEIO PARTICULADO: 
Para o estudo das tensões no solo aplicam-se os conceitos da Mecânica dos SÓLIDOS 
DEFORMÁVEIS aos SOLOS, para tal deve-se partir do CONCEITO DE TENSÕES. 
Considera-se que o solo é constituído de um sistema de partículas e que FORCAS 
APLICADAS a eles são transmitas de partícula a partícula, como também são 
suportadas pela água dos vazios. 
 
2.1: AS FORÇAS APLICADAS: são transmitidas de partícula a partícula de forma 
complexa e dependendo do tipo de mineral. No caso de PARTÍCULAS MAIORES, em 
que as três dimensões ortogonais são aproximadamente iguais, como são os grãos de 
silte e de areia a transmissão de forças se faz através do contado direto mineral a 
mineral. No caso de PARTÍCULAS DE MINERAL ARGILA sendo elas em numero muito 
grande, as forças em cada contato são muito pequenas e a transmissão pode ocorrer 
através da água quimicamente absorvida. 
 
TENSÃO NORMAL: é a somatória das forças normais ao plano, dividida pela área total 
que abrange as partículas em que estes contatos ocorrem: 
 
 
área
N

 
 
TENSÃO CISALHANTE: é a somatória das forças tangenciais, dividida pela área. 
 
 
área
T

 
 
3.0: TENSÖES DEVIDAS AO PESO PRÓPRIO DO SOLO: Nos solos, ocorrem tensões devidas 
ao peso próprio e às cargas aplicadas. Na análise do comportamento dos solos, as 
tensões devidas ao peso possuem valores consideráveis, e não podem ser 
desconsideradas. Quando o solo é constituído de camadas aproximadamente 
horizontais, a tensão vertical resulta da somatória do efeito das diversas camadas. 
 
III-A ÁGUA NO SOLO 
 
1.0: INTRODUÇÃO: 
A água ocupa a maior parte dos vazios do solo. E quando é submetida a diferenças 
de potenciais, ela se desloca no seu interior. As leis que regem os fenômenos de fluxo 
de água em solos são aplicadas nas mais diversas situações da engenharia como: 
 
 No cálculo das vazões, na estimativa da quantidade de água que se infiltra numa 
escavação ou a perda de água do reservatório da barragem. 
 Na análise de recalques, porque, freqüentemente, recalque está relacionado com 
diminuição do índice de vazios, que ocorre pela expulsão de água destes vazios 
 
 
 
 
 
 
 
 
IV-PERMEABILIDADE: 
 
1.0: INTRODUÇÃO: A permeabilidade que os solos têm de permitir o escoamento da 
água através de seus vazios. A sua avaliação é feita através do coeficiente de 
permeabilidade. 
 
1.1: MÉTODOS PARA A DETERMINAÇÃO DA PERMEABILIDADE DOS SOLOS: O coeficiente 
de permeabilidade e pode ser determinado diretamente através de ensaios de 
campo e laboratório ou indiretamente, utilizando-se correlações empíricas. O mesmo 
pode ser obtido utilizando-se amostras deformadas ou indeformadas. 
 
1.2: Através de ensaios de campo: Os ensaios de campo podem ser realizados em 
furos de sondagens, em poços ou em cavas, sendo mais utilizados em sondagens. 
 
1.3: DIRETAMENTE: Permeâmetro de Carga Constante: O permeâmetro de carga 
constante é utilizado toda vez que temos que medir a permeabilidade dos solos 
granulares (solos com razoável quantidade de areia e/ou pedregulho), os quais 
apresentam valores de permeabilidade elevados. 
 
V-COMPACTAÇÃO DOS SOLOS: 
 
1.0: INTRODUÇÃO: Muitas vezes na prática da engenharia geotécnica, o solo de um 
determinado local não apresenta as condições requeridas pela obra. Ele pode ser 
pouco resistente, muito compressível ou apresentar características que deixam a 
desejar do ponto de vista econômico. Uma das possibilidades é tentar melhorar as 
propriedades de engenharia do solo local. 
 
A compactação é um método de estabilização e melhoria do solo através de 
processo manual ou mecânico, visando reduzir o volume de vazios do solo. A 
compactação tem em vista estes dois aspectos: aumentar a intimidade de contato 
entre os grãos e tornar o aterro mais homogêneo melhorando as suas características 
de resistência, deformabilidade e permeabilidade. 
 
A compactação de um solo é a sua unificação, por meio de equipamentomecânico, 
geralmente um rolo compactador, embora, em alguns casos, como em pequenas 
valetas até soquetes manuais podem ser empregados. Um solo, quando transportado 
e depositado para a construção de um aterro, fica num estado relativamente fofo e 
heterogêneo e, portanto, além de pouco resistente e muito deformável, apresenta 
comportamento diferente de local para local. 
 
A compactação é empregada em diversas obras de engenharia, como: aterros para 
diversas utilidades, camadas constitutivas dos pavimentos, construção de barragens 
de terra, preenchimento com terra do espaço atrás de muros de arrimo e enchimento 
das inúmeras valetas que se abrem diariamente nas ruas das cidades. Os tipos de obra 
e de solo disponíveis vão ditar o processo de compactação a ser empregado com a 
umidade em que o solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida. 
 
O início da técnica de compactação é, creditada ao engenheiro Ralph Proctor, que, 
em 1933, publicou suas observações sobre a compactação de aterros, 
 
A compactação dos solos tem uma grande importância para as obras geotécnicas, 
pois Já que através do processo de compactação consegue-se promover no solo um 
aumento de sua resistência e uma diminuição de sua compressibilidade e 
permeabilidade. A tabela abaixo apresenta os vários meios empregados para 
estabilizar um solo: 
 
1.1: DIFERENÇAS ENTRE COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO: Pelo processo de 
compactação, a diminuição dos vazios do solo se dá por expulsão do ar contido nos 
seus vazios, de forma diferente do processo de adensamento, onde ocorre a expulsão 
de água dos interstícios do solo. 
 
As cargas aplicadas quando compactamos o solo são geralmente de natureza 
dinâmica e o efeito conseguido é imediato, enquanto que o processo de 
adensamento é deferido no tempo (pode levar muitos anos para que ocorra por 
completo, a depender do tipo de solo) e as cargas são normalmente estáticas. 
 
1.2: ENSAIO DE COMPACTAÇÃO: Aplicando-se, uma quantidade de energia de 
compactação (um certo número de passadas de um determinado equipamento no 
campo ou um certo número de golpes de um soquete sobre o solo contido num 
molde), a massa específica resultante é função da umidade em que o solo estiver. 
 
Quando se compacta com umidade baixa, o atrito as partículas é muito alto e não se 
consegue uma significativa redução de vazios. Para umidades mais elevadas, a água 
provoca certo efeito de lubrificação entre as partículas, que deslizam entre si, 
acomodando-se num arranjo mais compacto. 
 
Na compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes; 
o aumento da massa específica corresponde à eliminação de ar dos vazios. Há, 
portanto, para a energia aplicada, um certo teor de umidade, denominado umidade 
ótima, que conduz a uma massa específica máxima, ou uma densidade máxima. 
 
1.3: ENSAIO NORMAL DE COMPACTAÇÃO: O ensaio de Proctor foi padronizado no Brasil 
pela ABNT (NBR 7.182/86). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VI-MUROS DE ARRIMO: 
 
1.0: DEFINIÇÃO: Muros são estruturas corridas de contenção de parede vertical ou 
quase vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda. Podem ser construídos 
em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto (simples ou armado), ou ainda, de 
elementos especiais. Os muros de arrimo podem ser de vários tipos: gravidade 
(construídos de alvenaria, concreto, gabiões ou pneus), de flexão (com ou sem 
contraforte) e com ou sem tirantes. 
 
Figura 1 Terminologia 
 
1.1: TIPOS DE MUROS1 
 
1.2: MUROS DE GRAVIDADE: Muros de Gravidade são estruturas corridas que se opõem 
aos empuxos horizontais pelo peso próprio. Geralmente, são utilizadas para conter 
desníveis pequenos ou médios, inferiores a cerca de 5m. Os muros de gravidade 
podem ser construídos de pedra ou concreto, (simples ou armado), gabiões ou ainda, 
pneus usados. 
 
1.3: MUROS DE ALVENARIA E DE PEDRA: Os muros de alvenaria de pedra são os mais 
antigos e numerosos. Atualmente, devido ao custo elevado, o emprego da alvenaria 
é menos frequência. 
 
Este muro apresenta como vantagens a simplicidade de construção e a dispensa de 
dispositivos de drenagem, pois o material do muro é drenante. Outra vantagem é o 
custo reduzido, especialmente quando os blocos de pedras são disponíveis no local. 
 
No entanto, a estabilidade interna do muro requer que os blocos tenham dimensões 
aproximadamente regulares, o que causa um valor menor do atrito entre as pedras. 
Muros de pedra sem argamassa devem ser recomendados unicamente para a 
contenção de taludes com alturas de até 2m. 
 
A base do muro deve ter largura mínima de 0,5 a 1,0m e deve ser apoiada em uma 
cota inferior à da superfície do terreno, de modo a reduzir o risco de ruptura por 
deslizamento no contato muro-fundação. 
 
Quanto a taludes de maior altura (cerca de uns 3m), deve-se empregar argamassa de 
cimento e areia para preencher os vazios dos blocos de pedras. Neste caso, podem 
ser utilizados blocos de dimensões variadas. 
 
A argamassa provoca uma maior rigidez no muro, porém elimina a sua capacidade 
drenante. É necessário então implementar os dispositivos usuais de drenagem de 
muros impermeáveis, tais como dreno de alguns tubos, ao longo do muro. 
 
 
Figura 2-muro de pedra 
 
1.5: MUROS DE CONCRETO CICLÓPICO OU CONCRETO GRAVIDADE: Estes muros são em 
geral economicamente viáveis apenas quando a altura não é superior a cerca de 4 
metros. O muro de concreto ciclópico é uma estrutura construída mediante o 
preenchimento de uma fôrma com concreto e blocos de rocha de dimensões 
variadas. Devido à 
 
impermeabilidade deste muro, é imprescindível a execução de um sistema adequado 
de drenagem. A sessão transversal é usualmente trapezoidal, com largura da base da 
ordem de 50% da altura do muro A especificação do muro com faces inclinadas ou 
em degraus pode causar uma economia significativa de material. 
 
Para muros com face frontal plana e vertical, deve-se recomendar uma inclinação 
para trás (em direção ao retroaterro) de pelo menos 1:30 (cerca de 2 graus com a 
vertical), de modo a evitar a sensação ótica de uma inclinação do muro na direção 
do tombamento para a frente. 
 
Os furos de drenagem devem ser posicionados de modo a minimizar o impacto visual 
devido às manchas que o fluxo de água causa na face frontal do muro. 
Alternativamente, pode-se realizar a drenagem na face posterior (tardoz) do muro 
através de uma manta de material geossintético (tipo geotêxtil). Neste caso, a água é 
recolhida através de tubos de drenagem adequadamente posicionados. 
 
 
 
Figura 3 Muro de concreto ciclópico. 
 
1.6: MUROS DE GABIÃO: Os muros de gabiões (Figura 4) são constituídos por gaiolas 
metálicas preenchidas com pedras arrumadas manualmente e construídas com fios 
de aço galvanizado em malha hexagonal com dupla torção. As dimensões usuais dos 
gabiões são: comprimento de 2m e seção transversal quadrada com 1m de aresta. 
 
No caso de muros de grande altura, gabiões mais baixos (altura = 0,5m), que 
apresentam maior rigidez e resistência, devem ser posicionados nas camadas 
inferiores, onde as tensões de compressão são mais significativas. 
 
Para muros muito longos, gabiões com comprimento de até 4m podem ser utilizados 
para agilizar a construção. A figura 4, apresenta ilustrações de gabiões. A rede 
metálica que compõe os gabiões apresenta resistência mecânica elevada. 
 
No caso da ruptura de um dos arames, a dupla torção dos elementos preserva a 
forma e a flexibilidade da malha, absorvendo as deformações excessivas. 
 
O arame dos gabiõesé protegido por uma galvanização dupla e, em alguns casos, 
por revestimento com uma camada de PVC. Esta proteção é eficiente contra a ação 
das intempéries e de águas e solos agressivos (Maccaferri, 1990). 
 
As principais características dos muros de gabiões são a flexibilidade, que permite que 
a estrutura se acomode a recalques diferenciais e a permeabilidade. 
 
 
 
A figura 4-muro de gabião 
 
1.7: CRIB WALLS: São estruturas formadas por elementos pré-moldados de concreto 
armado, madeira ou aço, que são montados no local, em forma de “fogueiras” 
justapostas e interligadas longitudinalmente, cujo espaço interno é preenchido com 
material granular graúdo. São estruturas capazes de se acomodarem a recalques das 
fundações e funcionam como muros 
de gravidade. Figura 5 
 
 
Figura 5-muro crib walls 
 
 
1.8: MUROS DE SACOS DE SOLO-CIMENTO: Os muros Figura 6 são constituídos por 
camadas formadas por sacos de poliéster ou similares, preenchidos por uma mistura 
cimento-solo da ordem de 1:10 a 1:15 (em volume). O solo utilizado é inicialmente 
submetido a um peneiramento em uma malha de 9mm, para a retirada dos 
pedregulhos. 
 
Em seguida, o cimento é espalhado e misturado, adicionando-se água em 
quantidade 1% acima da correspondente à umidade ótima de compactação proctor 
normal. 
 
 
Após a homogeneização, a mistura é colocada em sacos, com preenchimento até 
cerca de dois terços do volume útil do saco. Procede-se então o fechamento 
mediante costura manual. O ensacamento do material facilita o transporte para o 
local da obra e torna dispensável a utilização de fôrmas para a execução do muro. 
 
No local de construção, os sacos de solo-cimento são arrumados em camadas 
posicionadas horizontalmente e, a seguir, cada camada do material é compactada 
de modo a reduzir o volume de vazios. 
 
O posicionamento dos sacos de uma camada é propositalmente desencontrado em 
relação à camada imediatamente inferior, de modo a garantir um maior 
intertravamento e, em conseqüência, uma maior densidade do muro. 
 
A compactação é em geral realizada manualmente com soquetes. As faces externas 
do muro podem receber uma proteção superficial de argamassa de concreto magro, 
para prevenir contra a ação erosiva de ventos e águas superficiais. 
 
Esta técnica tem se mostrado promissora devido ao baixo custo e pelo fato de não 
requerer mão de obra ou equipamentos especializados. Um muro de arrimo de solo-
cimento com altura entre 2 e 5 metros tem custo da ordem de 60% do custo de um 
muro de igual altura executado em concreto armado (Marangon, 1992). 
 
Como vantagens adicionais, pode-se citar a facilidade de execução do muro com 
forma curva (adaptada à topografia local) e a adequabilidade do uso de solos 
residuais. 
 
 
 
Figura 6-muro de saco de solo cimento 
 
1.9: MUROS DE PNEUS: Os muros de pneus (Figura 8) são construídos a partir do 
lançamento de camadas horizontais de pneus, amarrados entre si com corda ou 
arame e preenchidos com solo compactado. 
 
Funcionam como muros de gravidade e apresentam com vantagens o reuso de 
pneus descartados e a flexibilidade. A utilização de pneus usados em obras 
geotécnicas apresenta-se como uma solução que combina a elevada resistência 
mecânica do material com o baixo custo, comparativamente aos materiais 
convencionais. 
 
Sendo um muro de peso, os muros de solo-pneus estão limitados a alturas inferiores a 
5m e à disponibilidade de espaço para a construção de uma base com largura da 
ordem de 40 a 60% da altura do muro. No entanto, deve-se ressaltar que o muro de 
solo-pneus é uma estrutura flexível e, portanto, as deformações horizontais e verticais 
podem ser superiores às usuais em muros de peso de alvenaria ou concreto. 
 
Assim sendo, não se recomenda a construção de muros de solo-pneus para 
contenção de terrenos que sirvam de suporte a obras civis pouco deformáveis, tais 
como estruturas de fundações ou ferrovias. Como elemento de amarração entre 
pneus, recomenda-se a utilização de cordas de polipropileno com 6mm de diâmetro. 
Cordas de náilon ou sisal são facilmente degradáveis e não devem ser utilizadas. 
 
O peso específico do material solo-pneus utilizado em muro experimental foi 
determinado a partir de ensaios de densidade no campo (Medeiros et al.; 1997), e 
varia na faixa de 15,5 kN/m3 (solo com pneus inteiros) a 16,5 kN/m3 (solo com pneus 
cortados). O posicionamento das sucessivas camadas horizontais de pneus deve ser 
descasado, de forma a minimizar os espaços vazios entre pneus. 
 
A face externa do muro de pneus deve ser revestida, para evitar não só o 
carreamento ou erosão do solo de enchimento dos pneus, como também o 
vandalismo ou a possibilidade de incêndios. O revestimento da face do muro deverá 
ser suficientemente resistente e flexível, ter boa aparência e ser de fácil construção. As 
principais opções de revestimento do muro são alvenaria em blocos de concreto, 
concreto projetado sobre tela metálica, placas pré-moldadas ou vegetação. 
 
 
Figura 7- muro de pneus 
 
 
1.10: MUROS DE FLEXÃO: são estruturas mais esbeltas com seção transversal em forma 
de “L” que resistem aos empuxos por flexão, utilizando parte do peso próprio do 
maciço, que se apóia sobre a base do “L”, para manter-se em equilíbrio. Em geral, são 
construídos em concreto armado, tornando-se anti-econômicos para alturas acima de 
5 a 7m. A laje de base em geral apresenta largura entre 50 e 70% da altura do muro. A 
face trabalha à flexão e se necessário pode empregar vigas de enrijecimento, no 
caso alturas 
 
 
 figura 8-muro de flexão 
 
Para muros com alturas superiores a cerca de 5 m, é conveniente a utilização de 
contrafortes (ou nervuras), para aumentar a estabilidade contra o tombamento. 
Tratando-se de laje de base interna, ou seja, sob o retroaterro, os contrafortes devem 
ser adequadamente armados para resistir a esforços de tração. No caso de laje 
externa ao retroaterro, os contrafortes trabalham à compressão. Esta configuração é 
menos usual, pois acarreta perda de espaço útil a jusante da estrutura de contenção. 
Os contrafortes são em geral espaçados de cerca de 70% da altura do muro. 
 
 
Figura 9-muro contraforte 
 
Muros de flexão podem também ser ancorados na base com tirantes ou 
chumbadores (rocha) para melhorar sua condição de estabilidade. Esta solução de 
projeto pode ser aplicada quando na fundação do muro ocorre material competente 
(rocha sã ou alterada) e quando há limitação de espaço disponível para que a base 
do muro apresente as dimensões necessárias para a estabilidade. 
 
2.0: INFLUÊNCIA DA ÁGUA: Grande parte dos acidentes envolvendo muros de arrimo 
está relacionada ao acúmulo de água no maciço. A existência de uma linha freática 
no maciço é altamente desfavorável, aumentando substancialmente o empuxo total. 
O acúmulo de água, por deficiência de drenagem, pode duplicar o empuxo atuante. 
O efeito da água pode ser direto, resultante do acúmulo de água njunto ao tardoz 
interno do muro, ou indireto, produzindo uma redução da resistência ao cisalhamento 
do maciço em decorrência do acréscimo das pressões intersticiais. 
 
O efeito direto é o de maior intensidade podendo ser eliminado ou bastante 
atenuado, por um sistema de drenagem eficaz. Todo cuidado deve ser dispensado ao 
projeto do sistema de drenagem para dar vazão a precipitações excepcionais e para 
que a escolha do material drenante seja feita de modo a impedir qualquer 
possibilidade de colmatação ou entupimento futuro. 
 
2.1: SISTEMA DE DRENAGEM: Para um comportamento satisfatório de uma estrutura de 
contenção, é fundamental a utilizaçãode sistemas eficientes de drenagem. Os 
sistemas de drenagem podem ser superficiais ou internos. Em geral, os projetos de 
drenagem combinam com dispositivos de proteção superficial do taluder. 
 
Sistemas de drenagem superficial devem captar e conduzir as águas que incidem na 
superfície do talude, considerando-se não só a área da região estudada como toda a 
bacia de captação. Diversos dispositivos (canaletas transversais, canaletas 
longitudinais de descida (escada), dissipadores de energia, caixas coletoras etc.) 
podem ser selecionados para o projeto, dependendo da natureza da área 
(ocupação densa, com vegetação etc.), das condições geométricas do talude, do 
tipo de material (solo/rocha). 
 
 
 Canaleta transversal Canaleta longitudinal 
 
Sistemas de proteção de talude têm como função reduzir a infiltração e a erosão, 
decorrentes da precipitação de chuva sobre o talude. s alternativas de proteção 
superficial podem ser classificadas em dois grupos: proteção com vegetação e 
proteção com impermeabilização. Não existe uma regra para a concepção de 
projetos desta natureza, entretanto deve-se sempre considerar a proteção vegetal 
como a primeira alternativa, em particular, para taludes não naturais. 
 
 
Figura 10-Cobertura vegetal e impermeabilização com concreto projetado 
 
 
Processos de infiltração decorrentes da precipitação de chuva podem alterar as 
condições hidrológicas do talude, reduzindo as sucções e/ou aumentando a 
magnitude das poropressões. Em ambos os casos, estas mudanças acarretam uma 
redução na tensão efetiva e, conseqüentemente, uma diminuição da resistência ao 
cisalhamento do material, tendendo a causar instabilidade. Ressalta-se que, no caso 
de taludes localizados em áreas urbanas, mudanças nas condições hidrológicas 
podem ocorrer não somente devido à infiltração das águas de chuva, como também 
devido a infiltrações causadas por vazamentos em tubulações de água e/ou esgoto. 
 
Sistemas de drenagem subsuperficiais (drenos horizontais, trincheiras drenantes 
longitudinais, drenos internos de estruturas de contenção, filtros granulares e 
geodrenos) têm como função controlar as magnitudes de pressões de água e/ou 
captar fluxos que ocorrem no interior dos taludes. 
 
Estes sistemas tendem a causar rebaixamento do nível piezométrico, sendo o volume 
de água que flui através dos drenos diretamente proporcional ao coeficiente de 
permeabilidade e ao gradiente hidráulico. 
 
Com o rebaixamento do nível piezométrico, o gradiente hidráulico diminui e o fluxo 
então vai se reduzindo progressivamente até se restabelecer uma condição de 
regime permanente. Em solos de baixa condutividade hidráulica, esta redução pode 
significar a inexistência de um volume de drenagem visível a olho nu, a qual não deve, 
entretanto, ser associada à deterioração do dreno. 
 
Este tipo de comportamento muitas vezes gera dúvidas quanto a eficácia do sistema 
de drenagem, sugerindo a possibilidade de colmatação. Neste sentido, recomenda-
se a monitoração contínua, através da instalação de piezômetros, comparando-se 
registros antes, durante e após a construção. 
 
2.2: ESTABILIDADE DE MUROS DE ARRIMO: Na verificação de um muro de arrimo, seja 
qual for a sua seção, devem ser investigadas as seguintes condições de estabilidade: 
tombamento, deslizamento da base, capacidade de carga da fundação e ruptura 
global. O projeto é conduzido assumindo-se um pré-dimensionamento e, em seguida, 
verificando-se as condições de estabilidade. 
 
 
 
 
pré-dimensionamento 
 
 
 
 
 
%
s
a
P
P
h
 
 
 
 
 
MECANICA DOS SOLOS: COMPLEMENTO 
 
1-TEOR DE UMIDADE DO SOLO: Este procedimento tem por objetivo apresentar os 
resultados dos ensaios da Determinação do Teor de Umidade. 
 
SIMBOLOGIA: 
 
 h = umidade 
nat = Peso Específico Aparente Natural 
= Peso Específico dos Grãos 
 
DETERMINAÇÃO DE TEOR DE UMIDADE (H) 
 
DEFINIÇÃO: 
 
 
 
 
 
(h) = umidade do sol, é definido como: 
(Pa) = peso da água, contida em uma amostra de solo; 
(Ps) = peso seco das partículas do solo, sendo expressa em percentagem. (%) 
*Para determinação do peso seco, (Ps) o método tradicional é a secagem em estufa, 
na qual a amostra é mantida com temperatura entre 105 °C e 110 °C, até que 
apresente peso constante, o que significa que ela perdeu a sua água por 
evaporação. O peso da água é determinado pela diferença entre o peso da amostra 
(P) e o peso seco (Ps). 
 
PROCEDIMENTO: 
 
Pesamos a cápsula de alumínio vazia (P3) 
Pesamos a amostra de solo úmido + cápsula (P1) 
Colocamos a amostra para secar em estufa convencional ( = 105ºC a 110ºC) 
durante 24 horas. 
Pesamos a amostra de solo seco + cápsula (P2) 
 
 
 
 
 
 
 P1 P2 P3 
 
Peso Específico: Pa = P1-P2 
 
Solo umido Solo seco 
 
Cápsula 
Vazia 
Estufa 
Peso do Solo Seco: PS = P2 – P3 
 
Teor de Umidade: h = P1 – P2 ÷ P2 – P3 = % 
 
 
Cálculo: 
 
%94,72100
50,2431,42
31,4230,55
32
21 






PP
PP
h
 
 
1.1-INDICE DOS VAZIOS: Na Mecânica dos solos o Índice de vazios (e) é expresso como 
um número, ou seja é uma grandeza adimensional e portanto não possue unidade, e 
é definido como o volume dos poros (Vv) dividido pelo volume ocupado pelas 
partículas sólidas (Vs) de uma amostra de solo, ou seja: 
Vs
VvV
Vs
Vv
e

 
O volume dos sólidos (Vs) é obtido através do ensaio de Massa Específica Real dos 
Grãos, o volume total da amostra (V) é calculado, por exemplo, pelo Método da 
Balança Hidrostática e por consequência, o volume de vazio (Vv) é a diferença entre 
os dois. 
Os poros dos solos, que apesar de também serem chamados de volume de vazios, 
podem estar preenchidos com água (quando solo está saturado), com ar (quando o 
solo está totalmente seco) ou com ambos, que é a forma mais comum encontrada na 
natureza. 
 
1.2-POROSIDADE DO SOLO: Em geologia, porosidade é a característica de uma rocha 
poder armazenar fluidos em seus espaços interiores, chamados poros. A matéria é 
descontínua. Isso quer dizer que existem espaços (poros) entre as partículas que 
formam qualquer tipo de matéria. 
Esses espaços podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos 
densa. Ex.: a cortiça apresenta poros maiores que os poros do ferro, logo a densidade 
da cortiça é bem menor que a densidade do ferro. 
Porosidade pode ser contrastada com permeabilidade: nem sempre uma rocha que 
contém fluidos em seu interior vai permitir que essa água flua, ou seja permeada, pela 
rocha. 
 
Na mecânica dos solos a porosidade do solo (n) é expressa em percentagem, e é 
definida como o volume dos poros (Vv)dividido pelo volume total (V) de uma amostra 
de solo, ou seja: 
100x
V
Vv
e  
 
1.3-GRAU DE SATURAÇÃO DO SOLO: Na Mecânica dos solos o Grau de saturação (S) é 
expresso em percentagem, e é definido como a "relação entre o volume de água 
(Va) e o volume de vazios (Vv), presente em uma amostra de solo, ou seja: 
100x
Vv
Va
S 
 
 O volume de vazio (Vv) é obtido pela diferença entre o volume dos sólidos (Vs), que é 
calculado através do ensaio de Massa Específica Real dos Grãos, e o volume total da 
amostra (V) que pode ser calculado, por exemplo, pelo Método da Balança 
Hidrostática. O volume da água (Va) é obtido na determinação da Umidade do solo. 
*Quando S=100% dizemos que osolo está saturado porque todos os seu poros estão 
preenchidos com água. Se S=0% significa que o solo está totalmente seco. 
 
1.4-MASSA ESPECÍFICA REAL DOS GRÃOS: Na Mecânica dos solos o peso específico 
real dos grãos (γs) é definido numericamente como o peso dos sólidos (Ps) dividido 
pelo seu volume (Vs), ou seja: 
Vs
Ps
s  
De um modo geral este valor não varia muito de solo para solo. Não importa se é 
argila, areia ou pedregulho pois o fator preponderante é a sua mineralogia, ou seja, 
depende principalmente da rocha matriz que deu origem ao solo. 
O ensaio para determinação do Peso Específico Real dos Grãos é padronizado no 
Brasil pela norma ABNT NBR 6508/84. O método consiste basicamente em determinar o 
peso seco de uma amostra por simples pesagem e em seguida determinar seu volume 
baseando-se no princípio de Arquimedes.

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