Apostila Geotecnia

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PARTE 1 
NOTAS DE AULA - GEOTECNIA 
NOVA VENÉCIA – ES 
 
 
Imagem: Núcleo urbano de Conceição da Barra – ES. Fonte: Google Earth 
 
 
Imagem: Região do núcleo urbano em Nova Venécia –ES. Fonte: Google Earth 
 
PROF. HIRAM CORREIA BRAGANÇA 
Fevereiro de 2015 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 – Introdução 
2 – Considerações geológicas sobre o planeta Terra 
2.1 – Estrutura e constituição da Terra 
2.2 – Tectônica das placas 
2.3 – Escala de tempo geológico 
2.4 – Composição química da Terra 
2.5 – Tipos de rochas, ciclo de formação 
2.6 – Minerais 
2.7 - Os Silicatos 
2.8 – Petrografia e Petrologia 
3 – Geologia Estrutural e Geomorfologia 
4 – Intemperismos e Pedologia 
5 – Índices físicos de solos e rochas 
6 –Métodos de Investigação Geológica 
 
 Bibliografia 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas 
NBR – Norma Brasileira Regulamentadora 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 – Introdução 
A Geotecnia é uma área da Engenharia que estuda com profundidade as técnicas 
de investigação e aplicações diversas de solos e rochas e outros materiais nas obras 
de Infraestrutura. 
 Importante ramo do conhecimento que permite o desenvolvimento de projetos 
ligados a mecânica dos solos e rochas, aplicações dos materiais visando estabilizar 
terrenos e maciços rochosos, garantindo segurança e qualidade para as mais variadas 
demandas de Engenharia. 
 Está ligada aos estudos das fundações da infraestrutura dos edifícios, estruturas 
de contenções para obras de terra e grandes demandas técnicas de infraestruturas de 
logística, rodovias, aeroportos, ferrovias, dutos, obras de movimentação de solos e 
rochas. 
 Na área urbana, os conhecimentos da Engenharia Geotécnica são aplicados no 
mapeamento de áreas de riscos, localização de áreas adequadas para ocupações de 
loteamentos habitacionais e industriais. Os conceitos da Geotecnia devem ser 
considerados nas fases de elaboração de documentos técnicos e leis sobre a 
ocupação do solo. 
 A geotecnia é estratégica para a elaboração dos estudos de impactos ambientais 
para uma enormidade de atividades econômicas. Entre as diferentes obras de 
Engenharia geotécnica podemos lembrar o caso das indústrias de minerações e obras 
de terra e desmontes de rochas. 
 Áreas tecnicamente instáveis devem ser protegidas da ocupação antrópica 
visando reduzir riscos de acidentes geológicos. 
 No caso de áreas de riscos já ocupadas, a Engenharia Geotécnica deve ser 
utilizada para remediar a situação, estabilizando maciços instáveis através de obras 
de contenções urbanas. 
 Os conceitos teóricos envolvidos nos estudos geotécnicos são bastante amplos, 
devendo ser considerados desde a formação dos solos e rochas, as fases de 
caracterização dos materiais, identificação de jazidas economicamente viáveis e 
posteriormente planejamentos e projetos técnicos utilizando materiais adequados 
para as demandas de Engenharia. 
 
Conceitos básicos a partir do Dicionário Geológico do Antônio T. GUERRA: 
 
Geologia: É a Ciência que estuda a estrutura da crosta terrestre, seu 
modelado externo e as diferentes fases da história física da terra. A 
geologia é uma ciência de campo muito vasto, necessitando de sólidos 
conhecimentos de química, física e botânica. 
Geo = terra 
Logos = conhecimento 
Podemos definir a geologia como a ciência que estuda a terra em todos os 
seus aspectos, isto é, a constituição e estrutura do globo terrestre, as 
diferentes forcas que agem sobre as rochas, modificando assim as formas 
do relevo e a composição química original dos diversos elementos, a 
ocorrência e a evolução da vida através das diferentes etapas da história 
física da terra. 
Para André Cailleux, “a Geologia se propõe a descrever e explicar os 
aspectos e a disposição das rochas e das terras sobre as quais vive o 
homem. Pesquisa de água, carvão e petróleo, prospecção e exploração de 
jazidas minerais, escolha de sítios e locais de barragens hidrelétricas e 
outros trabalhos de arte; proteção e melhoramento dos solos de cultura 
só são possíveis graças aos dados da geologia.” 
 
A geologia é uma ciência descritiva, histórica e explicativa ou, em outras 
palavras, é uma ciência de observação, de interpretação e de 
experimentação. O trabalho de campo do geólogo tem por fim: 
 
1 – procura de afloramentos e natureza do mesmo; 
2 – procura de fósseis 
3 – estudo dos diferentes tipos de estruturas 
4 – prospecção 
 
O objeto da geologia é o estudo dos fenômenos geológicos, os quais 
podem ser de 2 ordens, físicos e biológicos. 
 
Os fenômenos geológicos de ordem física são: 
 
Litogenese; formação de rochas 
Orogênese: formação de montanhas 
Gliptogenese: destruição e modelagem do relevo 
 
 
Os fenômenos geológicos de ordem física correspondem ao ciclo 
geológico. 
 
Os fenômenos biológicos dizem respeito aos restos de organismos, isto é, 
os fósseis encontrados nas rochas. 
 
A geologia pode ser dividida em: 
 
Geologia Física: estuda a origem física das formações geológicas. 
Estrutural – estuda os depósitos e diversas camadas 
Dinâmica – estuda as diversas transformações porque passa a superfície 
da crosta devido ao trabalho realizado pelos fatores exógenos. 
Histórica – estuda as diferentes eras geológicas. É definida como história 
física da terra. 
 
A geologia estrutural estuda o arcabouço do subsolo. 
A geologia dinâmica estuda o trabalho realizado pelos vários agentes e 
forcas como as águas, os ventos, correntes marítimas, os gelos em 
movimento, atividades vulcânicas, etc. 
A geologia histórica estuda a história da terra através da vida vegetal e 
animal no decorrer das eras geológicas através da Paleontologia e as 
modificações sofridas pela superfície do planeta, através da Paleografia. 
 
Geologia Ambiental: refere-se à aplicação dos conhecimentos geológicos 
à resolução de problemas decorrentes da ocupação humana na superfície 
da terra. 
 
Geologia de Engenharia: refere-se à aplicação dos conhecimentos 
geológicos à Engenharia, com o objetivo de garantir que os fatores 
geológicos que afetam a localização, construção e manutenção das obras 
de engenharia sejam perfeitamente reconhecidos e aplicados, no sentido 
de garantir a sua segurança. 
 
Geologia Econômica: é a geologia aplicada aos problemas econômicos. 
Há problemas particulares concernentes ao solo e subsolo que só podem 
ser resolvidos por geólogos. Entre os diversos exemplos podemos citar o 
abastecimento de água potável, construção de edifícios, localização de 
barragens, pesquisas minerais, etc. O profissional geólogo faz estudos 
 
básicos e definem locais para ocupações. É um profissional que atua 
diretamente nas decisões de Engenharia. 
 
A geologia econômica é um ramo da geologia que estuda as matérias 
primas do reino mineral que o homem extrai para suas necessidades, 
estuda a aplicação da geologia nos recursos minerais, explica a origem 
das diferentes jazidas minerais. 
 
Geologia estrutural ou tectônica 
 
Estudo das deformações do subsolo. Na geologia de mineração, os mais 
importantes depósitos metalíferos estão sempre relacionados com o 
tectonismo. 
 
Geologia histórica 
 
Estudo na sequência dos acontecimentos passados na Terra em tempos 
idos como nos revelam as rochas e os fosseis. É um dos ramos da 
geologia que se propõe descrever as diversas etapas da historia da terra, 
desde os tempos de sua origem até os dias de hoje. Para a reconstituição 
dos fatos passados na superfície do globo terrestre lança-se mãoprincipalmente de dois métodos: estratigráfico e paleontológico. Um 
processo que também se usa para datar certas formações é a 
desintegração radioativa. Funda-se na imutabilidade das desintegrações 
sofridas pelos minerais radioativos. 
 
A Geomorfologia é um ramo da ciência que estuda a formação de solos e relevos, as 
interações mecânicas e hidráulicas que interferem nas dinâmicas dos solos e rochas 
da terra. 
 
Geotecnia: é a área da ciência que reúne as informações obtidas na geologia, 
geomorfologia e a partir dos conceitos da mecânica de solos e rochas, utiliza as 
técnicas da Engenharia para atuar sobre o terreno natural visando estabilizá-lo para 
garantir segurança aos projetos técnicos de construções. 
 
Petrologia: é o estudo dos diferentes tipos de rochas encontradas no planeta. 
 
 
Petrografia: é o estudo descritivo com detalhes característicos físicos e químicos das 
rochas. 
 
Pedologia: é o estudo dos diferentes tipos de solos existentes. 
 
Mecânica dos Solos: é o ramo da física que trabalha os conceitos da mecânica para 
estudar detalhadamente o comportamento dos maciços de solo existentes na 
natureza. É fundamental para o projeto das obras de terra. A partir das 
características das diferentes possibilidades de materiais existentes, a mecânica dos 
solos vai fornecer informações físicas e modelos construtivos para definir as 
soluções da Engenharia Geotécnica. 
 
2 – Considerações geológicas sobre o planeta Terra 
 
 A formação do planeta Terra iniciou-se a milhares de anos atrás. Existem teorias 
para explicar os processos evolutivos da química e física da natureza original, sendo 
a geologia o ramo do conhecimento que vai permitir provar através da ciência, uma 
serie de situações que explicam a atual formação de rochas, solos, oceanos e demais 
elementos geográficos do planeta. 
 Sobre o ponto de vista evolutivo, desde o inicio, nos primórdios, foram 
ocorrendo vários eventos naturais que aos poucos deram a forma e as propriedades 
da geologia atual. 
 Existem os vetores naturais, podendo ser estes os eventos internos ou externos 
do corpo planetário, intemperismos diversos, vulcanismos, tempestades, gelo, água, 
tectonismos, terremotos etc. podemos denominar estes como intemperismos 
naturais. 
 Atualmente cada vez mais, com as interferências da sociedade humana nas 
mudanças de relevo, clima, subsolo, águas para atender a fome capitalista em busca 
de recursos naturais, surge um conceito de ação antrópica sobre o planeta como um 
vetor de modificação da geologia natural. O autor GUERRA define tal situação 
como antropogeomorfologia, é a ação humana alterando a forma do planeta. 
 
 Obras de Engenharia, grandes megalópoles aglomerados urbanos, 
superbarragens, agronegócio de alta escala, desmatamentos, drenagens de bacias 
hidrográficas e tantas outras interferências humanas acabam por alterar o ambiente 
natural e em alguns casos criando cenários climáticos extremos, como por exemplo, 
períodos de falta de chuvas e aquecimento global. 
 
2.1 – Estrutura e constituição da Terra 
 
Informações obtidas em: 
<http://www.cefetbambui.edu.br/grupos_de_estudo/gesa/download/livros/geologia_e_%20pedologia
_do_solo.pdf> 
 
O planeta terra possui um raio médio da ordem de 6.370 km. O relevo da 
superfície apresenta um desnível da ordem máxima de 20 km, sendo o 
ponto mais alto o monte Everest com 8.850m de altitude e o local mais 
baixo a fossa abissal das Filipinas com 11.510m de profundidade. A 
altitude média dos continentes é da ordem de 800m e a profundidade dos 
oceanos em média 3800 m, o que representa 4,6km, valor insignificante 
em termos de raio terrestre. 
 
A densidade média da terra gira em torno de 5,53, sendo que as rochas 
da superfície possuem densidade em torno de 2,7, indicando que a 
densidade varia em profundidade. Isso mostra que a composição química 
da terra não é homogênea e concentra os elementos mais pesados em seu 
interior. 
 
A distribuição heterogênea de elementos no planeta fica evidente a partir 
de sua variação de densidade. As informações existentes são referentes a 
duas áreas de estudo: sismologia e meteorítica. 
 
� A sismologia consiste no estudo de terremotos, estudo de ondas elásticas 
produzidas por um terremoto que se propagam pela terra em todas as 
direções. As ondas sísmicas variam de intensidade de acordo com a 
densidade da Terra. 
� A meteorítica fornece informações sobre as geosferas internas da terra. 
Em termos de composição química existem os meteoritos metálicos e 
rochosos de composição semelhante às rochas terrestres. 
 
 
As camadas do globo terrestre são denominadas Crosta, Manto e Núcleo. 
 
i - Núcleo: parte mais interna do planeta. Sua densidade estimada da 
ordem de 10,7 e é formado pelos elementos Fe (90,5%), Ni (8,5%) e Co 
(0,6%). 
 
ii - Manto: é a mais espessa das zonas internas do planeta, sendo 
constituído provavelmente de silicatos magnesianos ou sulfetos e óxidos. 
Densidade média de 4,5. 
 
iii - Crosta: é a zona mais externa do globo, possui espessura média de 35 
km, densidade média é 2,7 e composição química básica é: O (45,2%), Si 
(27,2%), Al (8,0%), Fe (5,8%), Ca (5,1%), Mg (2,8%), Na (2,3%), K 
(1,7%). 
 
Atualmente, temos os termos: Litosfera, Astenosfera e Mesosfera. 
 
Litosfera – camada rígida da ordem de 50 a 150 km. 
Astenosfera e Mesosfera são camadas mais internas da Terra. 
 
As camadas mais internas são consideradas fluidas e isto vem a explicar 
a movimentação das placas tectônicas. 
 
A crosta terrestre fica dividida em crosta continental e crosta submarina. 
 
A crosta continental é formada basicamente por granitos e outras rochas 
ricas em Si e Al. 
 
A crosta oceânica é composta por basaltos e outras rochas ricas em Si, 
Mg e Fe. 
 
 
 
Figura 1: o planeta terra e suas camadas. Fonte: UFV, 2005. 
 
 
Figura 2: Fonte: p. 13, UFV, 2005. 
 
2.2 – Tectônica das placas 
 
Ao longo do tempo, foram surgindo teorias sobre a formação do planeta. Nos 
últimos 30 anos tem-se estudado uma nova teoria que relaciona os processos 
dinâmicos do planeta causado pela movimentação de grandes placas que constituem 
a capa externa. Esta teoria é chamada Tectônica de placas. 
 
A similaridade geográfica dos contornos entre África e América do Sul sempre 
chamaram atenção de estudiosos. Daí surgiu em estudos a teoria da “Deriva 
Continental”, por Alfred Wegener, baseado em evidencias estruturais e 
paleontológicas. 
 
 
 
Figura 3: Distribuição dos continentes há 250 milhões de anos. Fonte: UFV, 2005. 
 
A partir de estudos no fundo do Oceano Atlântico, foi possível identificar 
evidencias sobre essa teoria, indicando atividade devido a fendas no assoalho 
submarino. De acordo com cientistas esses eventos ajudam a explicar a separação de 
América e África. 
 
Estas observações são os pilares do estudo da Tectônica das placas, onde 
considera-se a Litosfera como sendo composta por vários pedaços em movimento. 
 
Estes pedaços são denominados placas tectônicas. Atualmente existem 7 grandes 
placas e outras menores, e elas se comportam como blocos rígidos que se movem. O 
contato entre as placas tectônicas são locais muito instáveis com vulcanismos e 
terremotos. 
 
 
 
Figura 4: Placas tectônicas. Fonte: p. 19, UFV, 2005. 
 
Existem diferentes tipos de contatos entre as placas tectônicas que criam 
esforços distintos sobre a litosfera. 
 
 
Figura 5: Falha de San Andreas: 
Fonte: http://www.infoescola.com/geologia/falha-de-san-andreas/ 
 
 
A falha de Saint Andreas (Santo André) fica localizadanos EUA, estado da 
Califórnia, e possui uma extensão da ordem de 1300 km no encontro das placas do 
Pacifico e Norte Americana. 
 
 
Figura 6: movimentação de placas tectônicas. Fonte: Google. 
 
2.3 – Escala de tempo geológico 
 
O conceito temporal é fundamental na Geologia. A maioria dos eventos 
geológicos são ligados a espaços de tempo de milhares de anos. As rochas visíveis 
da crosta apresentam informações desses eventos milenares. 
 
O planeta possui uma idade estimada em 4,6 bilhões de anos, e o tempo 
geológico corre desde a formação da Terra. 
 
Existem duas ciências ligadas à Geologia Histórica que são fundamentais no que 
se refere a datação de eventos, sendo: 
 
• Estratigrafia: ciência que estuda a sucessão das camadas ou estratos que 
aparecem num corte geológico. Não se deve definir estratigrafia como 
sucessão vertical das rochas sedimentares. Nada mais é do que a história 
 
física da Terra narrada através do exame dos terrenos sedimentares e dos 
fósseis que eles podem conter, estabelecendo-se assim a cronologia. O 
objeto da estratigrafia é, por conseguinte, determinar a idade relativa das 
camadas, isto é, estudar a sucessão das camadas e as lacunas ou os hiatos 
existentes. 
 
• Paleontologia: Ciência que estuda os seres vivos que existiram nos 
diferentes períodos da história física da terra. Pode-se dividi-la da 
seguinte maneira: 
 
Outras áreas de estudo são: 
 
• Paleozoologia: estuda os seres animais fósseis. 
• Paleobotânica: estuda os seres vegetais que apareceram na superfície do 
globo. 
 
Graças à paleontologia, pode-se datar com segurança a idade das diferentes 
camadas da crosta terrestre, as mais antigas se encontram, normalmente, sob as mais 
recentes. 
Pela paleontologia, os geólogos puderam definir e caracterizar os andares da 
coluna geográfica. A determinação da idade dos terrenos pode ser feita com 
segurança quando baseado em dados fornecidos pela paleontologia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1: Escala de tempo geológico. 
Fonte: p. 39. Cassetti, 2013 
 
A radioatividade: Com os avanços da tecnologia dos elementos radioativos em 
pesquisas realizadas no passado, surgiu uma nova maneira de se estudar os eventos 
geológicos passados através de métodos de datação radiométrica. Os métodos 
baseiam-se na desintegração radioativa expontânea para um estado de menor energia 
que ocorre com átomos de elementos radioativos. Existem elementos químicos 
radioativos que demoram milhares de anos para se transformar, e estes elementos 
são preciosos para os estudos geológicos de datação do planeta. 
 
A taxa de desintegração ou meia vida é constante e define-se como sendo o 
tempo necessário para que metade da quantidade inicial do elemento radioativo pai 
se transforme no elemento filho. 
 
 
 
 
Tabela 2: Decaimento radioativo. 
Fonte: Apostila UFV pág. 16. 
 
 
Abaixo a cronologia do tempo geológico. 
 
Tabela 3: tempo geológico. Fonte: p. 17. UFV, 2005. 
 
 
2.4 – Composição química da Terra 
 
O planeta terra é formado por diferentes elementos químicos em sua 
constituição. 
Com o passar do tempo, alterações diversas foram ocorrendo, épocas de 
resfriamento e aquecimentos, e alguns elementos foram se modificando 
quimicamente, conforme as eras geológicas. É um processo dinâmico onde o tempo 
de 4,6 bilhões de anos e os diversos eventos ocorridos neste período influenciaram 
diretamente na composição química do planeta. 
 
Atualmente, segundo alguns autores, os percentuais dos elementos mais 
abundantes no globo terrestre são da ordem de: 
 
Fe (36,9%), O (29,3%), Si (14,9%), Mg (6,7%), Al (3,0 %), Ni (2,9%) 
 
Entretanto, garantir efetivamente isto é muito difícil, haja vista que a 
investigacao interna do planeta é praticamente inviável, restando à ciência buscar 
evidencias dessas quantidades a partir da crosta e dos materiais que surgem do 
interior através de atividades vulcânicas. 
 
2.5 – Tipos de rochas, ciclo de formação 
 
O ciclo das rochas é definido como o processo geológico onde os materiais 
rochosos são formados e destruídos. Ele pode se iniciar por qualquer rocha, e após 
uma serie de eventos destrutivos e construtivos, esta rocha pode mudar sua 
caracterização. 
Compreende os processos geológicos endógenos e exógenos que atuam 
continuamente sobre a crosta terrestre. 
 
Figura 6: Ciclo das rochas. Fonte: Apresentação do Prof. Edgar Lima. 
 
 
Nos estudos de Petrografia, este assunto será abordado com maiores detalhes. 
 
2.6 – Minerais 
 
Mineralogia é a Ciência que estuda a natureza e a formação dos minerais. 
 
• Mineral: massa inorgânica natural, de composição química definida, com 
um ou vários tipos de cristalização. Os minerais compõem as rochas que 
constituem a litosfera. Pode-se definir rocha com um conjunto de 
minerais ou apenas com um mineral consolidado. Por exemplo: a calcita 
isolada constitui um calcário; a sílica em estado cristalizado, o quartzo. 
 
As rochas podem ser identificadas pelos minerais que a integram. O granito é 
constituído de três minerais: quatzo, micas e feldspatos. 
 
O arranjo atômico ordenado e a composição química definida conferem a um 
mineral a sua homogeneidade e desta forma ele se constitui em uma única fase 
possuindo um conjunto de propriedades. 
 
2.7 - Os Silicatos 
 
Os silicatos são classes de minerais que envolvem cerca de 95,0 % dos minerais 
petrográficos formadores de rochas. 
 
Conforme define o autor Guerra: 
 
• Cristal: corpo definido por formas geométricas, limitado por faces 
planas, e arestas retilíneas. 
 
• Cristalografia: é a ciência que estuda os sistemas de cristalização. É a 
descrição da forma que tomam os corpos ao se cristalizarem. 
 
 
• Rocha Cristalina: aparece na natureza constituída de elementos 
cristalizados. As rochas cristalinas são rochas magmáticas nas quais 
aparecem um grande numero de cristais que constituem o corpo da rocha. 
Esse tipo de rocha não contem fósseis, pois sua origem é interna, 
resultante da subida do magma em estado de fusão e de seu posterior 
resfriamento. 
 
• Cristalizado (mineral): quando aparece nas rochas em forma própria 
inconfundível e sempre poliédrica. Os átomos estão dispostos de maneira 
simétrica. 
 
 
Figura 7: Fonte: Google imagens de cristais. 
 
Os minerais são divididos de acordo com sua composição química em classes, 
tipo: 
 
Elementos nativos: Au, diamante, enxofre. 
 
Sulfetos: elementos ligados ao enxofre. 
 
Óxidos: elementos ligados ao oxigênio. 
 
Carbonatos: ligados ao grupo CO3 
 
Fosfatos: ligados ao grupo PO4 
 
 
• Silicatos: ligados a Silício e Oxigênio. Esta classe contem cerca de 95% dos 
minerais petrográficos formadores de rochas. A estrutura de todos os 
silicatos consiste em uma unidade fundamental constituída por 4 átomos de 
oxigênio coordenados por um átomo de silício resultando em uma 
configuração tetraédrica. 
 
 
Figura 8: Estrutura dos silicatos – Fonte: apostila UFV pág. 28 
 
Tabela 4: Apostila UFV pág. 29 
 
 
 
 
2.8 – Petrografia e Petrologia 
 
Os minerais possuem várias Propriedades físicas e químicas, estas são utilizadas 
pela petrologia e petrografia para caracterizar os diferentes tipos de rochas. Entre 
algumas, temos: 
 
• Densidade: é a relação entre a massa do mineral e seu volume. 
 
• Dureza: é a resistência que a superfície lisa do mineral oferece ao risco feito 
com uma ponta aguda. 
 
 
Figura 9: Apostila UFV pág. 25– Escala de Mohs. 
 
• Formahábito e agregado: é a configuração externa do mineral. 
 
• Clivagem: é a propriedade que alguns minerais possuem de se partir segundo 
superfícies planas e paralelas. É o chamado plano de clivagem. 
 
• Cor e Brilho: associadas a absorção e reflexão da luz. 
 
• Traço – A cor do mineral quando reduzido a pó. 
 
 
A partir da cor e características físicas externas dos minerais é possível realizar a 
caracterização de alguns tipos. 
As rochas podem ser definidas como um conjunto de minerais ou apenas 1 único 
mineral consolidado. Dicionário pág. 276. 
Em Geologia, rocha é todo material que compõe a crosta terrestre, exceto água e 
gelo. 
Os elementos mineralógicos que entram na composição nas rochas não possuem 
o mesmo tamanho. Além do mais são às vezes de tamanho muito pequeno e não 
discerníveis a olho nu. O microscópio constitui um precioso auxiliar no estudo 
petrográfico. 
 
A litologia é o estudo da origem das rochas e suas 
transformações. É também denominada petrografia. 
Importante ciência auxiliar da geomorfologia no estudo das 
formas do relevo terrestre. (GUERRA, 2006) 
 
2.8.1 – Rochas ígneas ou magmáticas 
 
Originada da consolidação do magma. O magma consiste de uma fusão 
silicatada, móvel de alta temperatura, proveniente do centro da terra. As lavas são 
magma que surgem na superfície da terra a partir de erupções vulcânicas. 
 
Existem 2 tipos fundamentais de magma, sendo um ácido – granítico e outro 
básico – basáltico. Os magmas graníticos são mais superficiais e os basálticos são 
mais profundos. A temperatura varia entre 600ºC até 12000ºC. 
 
Ao se esfriar permite a cristalização dos mais diversos minerais, cujo conjunto 
constitui a rocha ígnea. 
 
• Plutonismo: é o conjunto de fenômenos magmáticos que ocorrem nas 
regiões profundas da crosta terrestre. Os materiais assim formados são 
 
denominados plutons, ou ainda rochas plutônicas ou intrusivas. De maneira 
geral são rochas ácidas – granitos. 
• Vulcanismo: abrange todos os processos que permitem e provovam a 
ascensão de material magmático para a superfície de superfície terrestre. O 
magma pode extravasar a superfície através de aberturas que serão fissuras 
ou orifícios. A grande maioria dos vulcões se encontram agrupados nas 
costas de oceanos, destacando a costa do pacifico, no chamado circulo do 
fogo. A distribuição de vulcões está ligada à tectônica das placas. 
 
Consoante a posição em que o magma sofreu consolidação, as rochas são 
classificadas em plutônicas e vulcânicas e hipobissais. Das rochas magmáticas, a 
família dos granitos é a que ocorre com mais freqüência na superfície da terra. É 
caracterizada pela coexistência de dois minerais claros relativamente leves e ricos 
em sílica: quatzo e feldspato alcalino. 
 
� Plutônicas: formadas nas camadas mais profundas da crosta. Ex. Granito. 
Possuem bastante quartzo. 
� Vulcânicas: formadas no extravazamento do magma na superfície. Ex. Basalto. 
Possuem menos quartzo. 
 
2.8.2 – Rochas sedimentares 
 
Os sedimentos são materiais originados pela destruição de uma rocha 
preexistente, susceptíveis de serem transportados e depositados. Existem os 
sedimentos continentais e os sedimentos marinhos. 
 
São rochas resultantes da precipitação química, deposição de detritos de outras 
rochas ou acumulo de detritos orgânicos. 
 
O ciclo sedimentar possui basicamente 4 fases, sendo: 
 
(i) Decomposição de rochas devido ao intemperismo; 
(ii) Remoção e transporte dos produtos do intemperismo; 
 
(iii) Deposição dos sedimentos; 
(iv) Consolidação e endurecimento dos sedimentos. 
 
Classificação das rochas sedimentares, em função de origem: 
 
� Clásticas: fragmentarias ou detríticas, formadas fisicamente. Ex. seixos e areias. 
� Químicas e orgânicas: formadas por minerais quimicamente precipitados, tais 
como calcários. As rochas orgânicas são formadas por materiais orgânicos animais e 
vegetais tais como o petróleo e o carvão. 
 
Um depósito sedimentar é o local da deposição de fragmentos de outras rochas ou 
minerais. A deposição se faz em camadas separadas por juntas de estratificação. 
 
Conforme Guerra, podemos agrupar em 6 grupos: 
 
a) Detriticas: areias grossas, seixos rolados, blocos. 
b) Silicosas: areias, saibro, arenitos, sílex 
c) Rochas argilosas: caulim, argila, sistos 
d) Rochas calcárias: estalactites, estalagmites, calcários lacustres e marinhos. 
e) Rochas salinas: cloreto de potássio / sódio / magnésio 
f) depósitos continentais de origem orgânica: turfa, hulha, petróleo, linhito. 
 
2.8.3 – Rochas metamórficas 
 
O metamorfismo é o conjunto de processos pelos quais os depósitos detriticos ou 
outros tipos de rochas venham a ser transformados. O metamorfismo pode ser 
endógeno ou exógeno, 
 
As rochas metamórficas podem ser formadas por alterações de outras rochas que 
poderão ser eruptivas ou sedimentares. Elas resultam de condições de temperaturas e 
pressão elevadas. Sua grande característica é possuir orientação por camadas. 
 
 
Existem diferentes formações metamórficas que variam em função de pressão e 
temperatura a que sofrem os minerais ao longo do metamorfismo. 
 
Uma sequência típica de grau metamórfico crescente é: 
 
Ardósia => filito => xisto => gnaisse 
 
Importantes exemplos: quartizitos, gnaisses, filitos, ardósias, mármore, etc. 
 
3 – Geologia Estrutural e Geomorfologia 
 
3.1 – Geologia Estrutural 
 
A geologia estrutural é o estudo das deformações crustais, estudos do arcabouço 
do subsolo (formas estruturais primitivas e originais). 
 
 Este ramo de estudo busca avaliar as condições originais das rochas, explicando 
eventuais falhas e dobras nos leitos rochosos. 
 
 
Figura 10: Falha em rocha devido movimentação tectônica. Fonte: Google. 
 
 
 
Figura 11: Dobra em rocha em função de alterações no relevo. Fonte: Google. 
 
 
3.2 - Geomorfologia 
 
Ciência que estuda as formas do relevo, tendo em vista a origem, estrutura, 
natureza das rochas, o clima da região e as diferentes forcas endógenas e exógenas 
que, de modo geral, entram como fatores construtores e destruidores do relevo 
terrestre. Estuda o relevo atual. 
A geomorfologia é o estudo sistemático das formas de relevo, baseando-se nas 
leis que lhes determinaram a gênese e a evolução. A geomorfologia pode ser 
dividida em: 
Geomorfologia continental e Geomorfologia submarina. 
 
Geomorfologia descritiva: estuda as formas topográficas e suas características. 
Geomorfologia evolutiva: estuda as diversas etapas pelas quais passa um relevo 
terrestre até chegar na fisionomia atual. 
 
É a explicação do relevo atual. 
 
A geomorfologia é mais uma ciência da superfície. Tanto que o estudo das 
formações superficiais é seu grande campo. 
 
“a geologia estuda mais a estrutura do subsolo que as 
formações superficiais. A geomorfologia se interessa pela 
 
superfície, dá importância particular às formações.” 
(GUERRA, 2006) 
 
Qualquer parte da litosfera pode ser modificada de três maneiras diferentes: 
 
a – movimentos tectônicos 
b – adição de material – acumulação de origem vulcânica e duna. Relevo de 
acumulação. 
c – retirada de material – falésias. Relevo de erosão. 
 
Nos estudos geomorfológicos temos que considerar as forças que atuam. 
 
i – Agentes externos, o mesmo que agentes erosivos ou exógenos. Ex: 
Intemperismos, erosão fluvial, erosão pluvial, erosão eólia, erosão marinha, erosão 
acelerada devido ação humana. 
 
 
Figura 12: Centro de Nova Venécia. Destaque Edificações e Rio Cricaré. 
 
ii – Agentes internos ouendógenos. Ex: tectônico, vulcanismos. 
 
As rochas são as substâncias sujeitas à ação das forças internas e externas. 
Destas forças resultam: deformações, desgastes e acumulações. 
 
 
Qualquer forma de relevo primitivo ou original é passível de modificação, 
porém as deformações de maior importância são as que resultam da ação de forcas 
endógenas, especialmente as que são devidas à tectônica. 
 
A geomorfologia tem grande ligação com a topografia e a cartografia. 
 
Os mapeamentos, plantas topográficas, fotografias aéreas e imagens de satélite 
são muito importantes para os estudos da geomorfologia. Permitem a elaboração de 
mapas geomorfológicos. 
 
 
Figura 13: Fonte: Livro Valter Cassetti, pág. 46. 
 
 Os processos de formação de relevos e paisagens são dependentes do histórico 
geológico regional e também dos tipos de agressividades ambientais a que 
encontram-se submetidas. 
 
 
 
Figura 14: Incisão fluvial. Fonte: (CASSETTI, 2006, p. 11) 
 
Figura 15: Energias atuando no relevo. (CASSETTI, p. 18) 
 
 
Figura 16: Fluxograma da dinâmica geomorfológica. (CASSETTI, 2006, p. 38) 
 
 
Figura 17: Deposição de camadas sedimentares. (CASSETTI, p. 52) 
 
 
 
Figura 18: ação hídrica sobre o relevo. (CASSETTI, 2006, p. 54) 
 
 
Figura 19: formação de talvegues. (CASSETTI, 2006, p. 54) 
 
 
 
Figura 20: erosão natural, o caso das falésias. (CASSETTI, 2006, p. 55) 
 
 
Figura 21: camadas do solo, ação de vertentes. (CASSETTI, 2006, p. 74) 
 
 
 
Figura 22: vertentes e solos. (CASSETTI, 2006, p. 111) 
 
3.1 Antropogeomorfologia: o homem como agente modificador 
 
Com o passar do tempo, em função do crescimento populacional humano e o 
surgimento de enormes demandas sociais, ligadas ao suprimento de atividades 
econômicas e principalmente o caso das grandes metrópoles urbanas, aparece o 
conceito da antropogeomorfologia, que consiste em estudar e avaliar os impactos 
das atividades antrópicas sobre o ambiente natural, tornando o homem um agente 
geomorfológico de alteração ambiental. 
Observa-se o caso das grandes obras de Engenharia como ações humanas 
modificando o ambiente, gerando riscos geológicos e geotécnicos em áreas que 
eram livres destes problemas. 
 
3.2 – Considerações sobre Geomorfologia Urbana 
 
Crescimento urbano e precariedade da ocupação 
 
 No caso das grandes cidades, cada vez mais crescem os impactos 
geomorfológicos ligados a ocupações em áreas de riscos com possibilidades de 
acidentes geológicos. 
 
Análise ambiental urbana 
 Uma importante demanda geotécnica refere-se à realização de analises do 
território urbano, visando mapear áreas seguras para a ocupação e parcelamento do 
solo. Uma das atividades do Engenheiro Civil consiste em avaliar tecnicamente a 
qualidade dos solos para ocupações, identificando áreas de preservação ambiental e 
regiões de riscos geológicos e geotécnicos. 
 
3.3 Geotecnia urbana: Exemplos de atuação 
 
� Planejamento urbano e mapeamento geotécnico: analise e identificação de 
áreas para ocupações urbanas a partir de vistorias e estudos geológicos e 
geotécnicos. Um grupo multidisciplinar com profissionais de Engenharia, 
Geologia, Biologia, Cartografia, Topografia e Geodésia é responsável por 
realizar acessórias técnicas a prefeituras e demais entes governamentais, 
orientando diretrizes para os Planos diretores urbanos. 
 
� Inundações: os profissionais Geotécnicos são responsáveis por mapear áreas 
de riscos de inundações e enchentes, visando evitar ocupações antrópicas 
nestes locais. 
 
� Instabilidade de encostas: consiste na avaliação de locais de riscos de 
movimentações de massa de solo e rochas instáveis geologicamente, que 
devem ser bloqueados quanto a possibilidade de ocupações para fins de 
moradias e atividades econômicas. As áreas de encostas instáveis são regiões 
de alto risco e quando ocorrem os movimentos de massa, normalmente, a 
área transforma-se em um cenário de devastação e destruição. 
 
� Problemas de subsidências: ocorrem em locais onde existem intervenções de 
obras geotécnicas de grandes escavações, como é o caso de metrôs e túneis, 
 
onde em função das alterações nas propriedades naturais do subsolo, 
interferências na área acabam gerando o surgimento de crateras na região de 
entorno. Podem ocorrer também em função de alterações naturais nas rochas 
e solos em função da química, como é o caso de grutas de rochas calcarias 
que sofrem intemperismos naturais, deixando o subsolo mecanicamente 
instável, levando a riscos de desabamentos e colapsos do solo superficial. 
 
� Mitigação de acidentes: Atividades técnicas que são realizadas visando 
corrigir ou remediar eventos de acidentes geológicos e geotécnicos. Obras de 
contenções e estabilização de áreas visando melhorar as condições de 
segurança regional. 
 
4 – Intemperismos e Pedologia 
 
Os intemperismos são os eventos que ao longo das eras geológicas causam 
mudanças geomorfológicas sobre os relevos. 
A superfície livre do planeta pode ser denominada regolito, que é uma fina 
película representando o contato entre a litosfera e a atmosfera. 
Como regolito entende-se todo o material inconsolidado que cobre o substrato 
rochoso inalterado, ou protolito, sendo formado por um material intemperizado “in 
situ” ou transportado. 
No regolito as propriedades físicas, químicas e mineralógicas do protolito se 
alteram, progressivamente de baixo para cima, até atingir os solos em superfície, 
sempre buscando atingir o equilíbrio com as condições ambientais vigentes. Sobre 
os regolitos atuam também os processos geomorfológicos que moldam a superfície 
da terra. Torna-se portanto evidente que o entendimento dos processos responsáveis 
pela formação dos regolitos é de fundamental importância para o estudo de muitos 
tópicos ligados ao meio ambiente. 
Essa importância é essencialmente marcante nas regiões tropicais, onde devido 
às mais altas temperaturas e umidade, a degradação química é acelerada podendo 
resultar em regolitos de mais de 100 m de espessura. 
 
 
4.1 Fatores condicionantes do intemperismo 
 
 Entre os fatores condicionantes existem duas situações distintas referentes aos 
contribuintes internos do planeta e os externos. 
 
• Fatores Endógenos: Natureza do protolito e tectônica associada, 
suscetibilidade de alteração dos minerais, química intrínseca das rochas. 
 
• Fatores Exógenos: Interdependentes condições climáticas e geomorfológica, 
calor e umidade, cobertura vegetal, ação física das raízes, circulação de 
fluidos, constante lixiviação, hidratação de minerais, erosões, ação humana 
sobre o relevo. 
 
4.2 Intemperismo Físico: Fraturamento por cristalização de sais e insolação. 
 
É o intemperismo que fratura os materiais rochosos devido ações internas de 
cristalização de sais e as variações de insolação. Ao longo de grandes períodos de 
tempo, os materiais sofrem alterações nos maciços rochosos. 
 
 
Figura 23. Rocha fraturada. Fonte: Google. 
 
4.3 Intemperismo químico: Dissolução, Oxidação e Reações de hidrólise nas 
rochas. 
 
 
No caso do intemperismo químico ocorre a dissolução da rocha em função de 
suas propriedades físicas e química e a presença da água ou outro liquido que causa 
reação química de dissolver a rocha. No caso de grutas em varias regiões do Brasil, 
usualmente é isto que acontece. 
 
Figura 24: formação de gruta. (CASSETI, 2006, p. 86. 
 
 
Figura 25: Grutas de rochas em fase de dissolução química. 
 
 
 
4.4 Pedologia 
 
É o estudo dos solos, suas características físicas equímicas, propriedades dos 
diferentes tipos em função de origem mineralógica. 
 
Os solos podem ser classificados em 3 classes, sendo: 
 
Residuais / Transportados / Orgânicos. 
 
• Residuais: são os solos naturais surgidos a partir das alterações de 
rochas, sendo verdadeiras testemunhas geológicas do histórico de 
alterações da região. 
• Transportados: são os solos resultantes da ação das águas de lixiviação 
que atuam no sentido de carregar as partículas até determinados 
depósitos sedimentares. 
• Orgânicos: são os solos onde a matéria orgânica faz parte da 
constituição, presentes em alagados, pântanos e brejos. 
 
Os solos predominantes nas regiões geológicas são classificados: 
 
a) Batólitos: Grandes injeções de material magmático que aparecem através de 
fendas na crosta; 
b) Bacias sedimentares: Depressão com detritos do entorno; 
c) Derrames: Saída o espraiamento de magma para a superfície; 
d) Planícies Costeiras: terreno mais ou menos plano onde os processos de 
estabilidade no relevo superam aos de degradação próximas ao mar. 
 
As obras de Eng. Civil se assentam sobre o terreno e inevitavelmente requerem 
que o comportamento do solo seja devidamente considerado. 
Os solos são depósitos heterogêneos de comportamento extremamente 
complicado. 
 
São materiais anisotrópicos e em função da enorme possibilidade de formação 
pedológica, podem ser considerados materiais com misturas diferentes em todas as 
regiões do planeta. 
As peculiaridades dos solos com base no entendimento nos mecanismos de 
comportamento são imprescindíveis para análise dos projetos e obras de Engenharia. 
 
Solo = ( Partículas livres + Água + Ar) 
 
Para entender a mecânica dos solos, são consideradas duas áreas distintas sendo 
a mecânica dos particulados e a mecânica dos sólidos deformáveis. 
 
O solo é formado por um conjunto de corpos naturais 
tridimensionais, resultante da ação integrada do clima e 
organismos sobre o material de origem condicionado pelo 
relevo em diferentes períodos de tempo o qual apresenta 
características que constituem a expressão dos processos e dos 
mecanismos dominantes na sua formação. Dentro deste ponto 
de vista, o solo é uma parcela dinâmica e tridimensional da 
superfície, constituído por um conjunto de características 
peculiares internas e externas, com limites definidos de 
expressão. Seu limite superior é a superfície terrestre e seu 
limite inferior é aquele em que os processos pedogenéticos 
cessam. (GUERRA, 2008. P. 66) 
 
A gênese do solo é influenciada por vários fatores. Os solos não são iguais em todas 
as partes. As propriedades do solo são sempre dependentes dos materiais 
originários. Entre os principais fatores de formação dos solos, é possível definir: 
 
• Clima 
• Organismos 
• Material originário 
• Relevo 
 
• Tempo 
 
Os estudos pedológicos, mapeamento e gênese, são de natureza 
interdisciplinar por excelência, e as interrelacões entre 
pedologia e meio ambiente ocorrem no momento em que o 
material de origem do solo é afetado pelos agentes 
atmosféricos, plantas e animais. (GUERRA, 2008. P. 74) 
 
A dinâmica da água sobre os relevos atua diretamente nos processos de formação 
dos solos. Os processos de drenagens internas e externas influenciam nos relevos. 
 
Nas partes altas e relativamente planas, os solos apresentam 
boa drenagem interna, nas encostas com declives mais 
acentuados apresentam drenagem boa ou excessiva, porem são 
mais secos, enquanto que nas partes inferiores das vertentes e 
nas áreas de várzeas e/ou depressões há predominância de 
água na massa do solo durante o ano. Esta permanência de 
água resulta em solos mal drenados. (GUERRA, 2008. P. 76) 
 
• Os horizontes dos solos 
Após o material originário dos solos ser produzido e/ou depositado ocorre a 
diferenciação de camadas e/ou zonas mais ou menos paralelas à superfície. Estas 
camadas ou zonas as quais representam a expressão dos processos e dos 
mecanismos de formação do solo são denominados horizontes. Os horizontes 
são identificados e diferenciados entre si, com base em características 
examinadas no campo e complementadas com analises químicas, físicas e 
mineralógicas. 
 
Horizonte O: Camada superficial; 
Horizonte A: Camada em que o solo perde material para as raízes; 
Horizonte B: Camada de acumulo de materiais perdidos pelo horizonte A. 
Horizonte C: Camada de rocha alterada e intemperizada. 
 
Horizonte R: Camada de rocha sã. 
 
 
Figura 26: Horizontes do solo. Fonte: Google. 
 
 
Com relação à Mecânica dos Solos na Engenharia Civil, ao longo do tempo, 
foram sendo definidos parâmetros técnicos dos materiais pedológicos para os 
projetos de Geotecnia. No livro “Curso básico de Mecânica dos Solos” do autor 
Carlos de S. Pinto, temos as definições: 
 
O conhecimento dos solos, disposto pela natureza em depósitos 
heterogêneos e de comportamento demasiadamente complicado 
para tratamento teórico rigoroso, deve-se ao trabalho do 
Engenheiro Civil Karl Terzaghi, os fundamentos da Mecânica 
dos Solos. Seus trabalhos, por identificarem o papel das 
pressões na água no estudo das tensões nos solos e 
apresentação matemática para evolução dos recalques da 
argilas com tempo após carregamento, são reconhecidos como 
o marco inicial da nova ciência de engenharia, mecânica dos 
solos. 
A Engenharia Geotécnica é uma arte que se aprimora pela 
experiência, observação e analise do comportamento das 
 
obras, para o que é imprescindível atentar para as 
peculiaridades dos solos com base no entendimento dos 
mecanismos de comportamento. 
Os solos são constituídos por um conjunto de partículas com 
água (ou outro liquido) e ar nos espaços intermediários. 
A mecânica dos solos poderia ser incluída na mecânica dos 
sistemas particulados ou nas soluções da mecânica dos sólidos 
deformáveis. 
Todos os solos originam-se da decomposição das rochas que 
constituíam inicialmente a crosta terrestre. A decomposição é 
decorrente de agentes físicos e químicos. 
A primeira característica que diferencia os solos é o tamanho 
das partículas que os compõem. A diversidade do tamanho dos 
grãos é enorme. 
Entre as definições de grãos, em função da granulometria, 
conforme valores adotados pela ABNT, temos: 
 
Tabela 5: Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos. (Pinto, 2006, p. 16) 
Fração Limites definidos pela ABNT 
Matacão de 25 cm a 1,0 m 
Pedra de 7,6 cm a 25 cm 
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 2,0 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 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 – Índices físicos de solos e rochas 
 
5.1 – Índices dos solos 
 
Os índices físicos de solos e rochas são fundamentais para a elaboração dos projetos 
e realização das obras. A partir da definição destas variáveis, torna-se possível 
adotar soluções de cálculos e definição de soluções para os problemas técnicos de 
infraestrutura. 
 
Por (PINTO, 2006, p. 21) temos: 
 
A identificação dos solos pode ser realizada por meio de 
ensaios de laboratório. 
 
• Análise granulométrica: para o reconhecimento do tamanho dos 
grãos de um solo, realiza-se a analise granulométrica que 
consiste em 2 fases: peneiramento e sedimentação. A fase de 
peneiramento consiste em separar através de diferentes 
peneiras frações do solo de acordo com a abertura dimensional 
das telas. No caso das partículas de maior diâmetro, esta fase é 
bastante eficaz. No caso das partículas menores, a analisegranulométrica é realizada a partir da sedimentação do 
material, em equipamento especial densímetro. 
 
Análise Granulométrica: que permite através de peneiramentos de solos 
identificar as frações granulométricas em relação a diferentes peneiras e definir 
os percentuais de materiais presentes na amostra podendo estes ficar divididos 
em areia, silte e argila de acordo com os resultados quantitativos dos 
peneiramentos. 
 
 
 
 
Figura 27: Densimetro e Peneiras. Fonte: Google. 
 
 
• Índices de consistência – Limites de Atterberg 
Em função do tamanho das partículas ocorrem diferentes 
comportamentos dos solos perante a água. A fração fina dos solos 
tem uma importância muito grande neste comportamento. Quanto 
menores as partículas maior será a superfície especifica. As 
partículas de minerais argila diferem acentuadamente pela 
estrutura mineralógica, bem como pelos cátions adsorvidos. O 
estudo dos minerais argila é demasiado complexo. A procura de 
uma forma mais pratica de identificar a influencia das partículas 
de argila, a Engenharia substituiu a análise granulométrica por 
uma analise indireta, baseada no comportamento do solo na 
presença de água. 
Generalizou-se, para isto, o emprego de ensaios e índices 
propostos pelo Eng. Atterber e pelo Eng. Casagrande. 
 
Índice de consistência ( Limites de Atterberg ) no caso dos solos argilosos, visando 
encontrar uma forma mais prática de identificar a influencia das partículas de argila. 
Criou-se um método indireto baseado no comportamento do solo na presença de 
água. São os chamados índices limites de Atterberg. Estes limites são baseados na 
 
constatação que um solo argiloso ocorre com aspectos bem distintos conforme seu 
teor de umidade, sendo: 
a) quando muito úmido, se comporta como líquido 
b) quando perde água – fica plástico 
c) quando muito seco – fica quebradiço 
Os teores de umidades correspondentes às mudanças de estado são definidos 
como: 
Limite de Liquidez (LL) 
Limite de plasticidade (LP) 
A diferença entre os dois limites é definida como Índice de Plasticidade (IP). 
 
 
Figura 28: Limites de Atterberg. (PINTO, 2006, p. 25) 
 
As partículas muito finas possuem maior superfície especifica e a ação da água é 
diferente nos solos argilosos. O estudo dos minerais argila é de alta complexidade. 
O Professor Arthur Casagrande inventou um aparelho que a partir de amostras de 
argila e diferentes níveis de umidade é capaz de indicar com precisão qual é o Índice 
de plasticidade das argilas. 
Os índices de Atterberg são utilizados na determinação da compressão das argilas 
em solos sujeitos a recalques, sendo possível prever o comportamento dos materiais 
após a aplicação. 
 
 
 Definidas as frações de materiais nas amostras de solos, é possível realizar 
outros testes visando caracterizar o estado dos solos, a quantidade de água e ar pode 
variar entre as 3 fases, desta maneira são definidos índices que relacionam estas 
grandezas, sendo: 
 
 
Figura 29: as fases do solo. (PINTO, 2006) 
 
 
Umidade: Relação entre o peso da água e sólidos. 
 
Índice de vazios: (Volume de vazios / Volume das partículas) 
 
Porosidade: (Volume de vazios / Volume total) x 100 
 
Grau de saturação: (Volume de água / Volume de vazios) x 100 
 
Peso específico dos sólidos (ou dos grãos) = (peso / volume) 
 
 O estado dos materiais é obtido a partir das análises dos resultados dos ensaios de 
índices físicos de solos: 
 
 
� No caso de areias, avalia-se a compacidade: o estado em que se encontra uma 
areia pode ser expresso pelo seu índice de vazios. Avalia-se se a areia está 
compacta ou fofa. É preciso avaliar o índice de vazios máximo e mínimo, e 
depois graduar a situação local, para definir a compacidade da areia. 
 
� No caso das argilas, avalia-se a consistência. O estado em que se encontra uma 
argila costuma ser indicado pela resistência que ela apresenta. Em função da 
resistência a compressão simples, a consistência das argilas pode ser expressa 
pelos termos: 
 
Tabela 6: Consistência em função da resistência à compressão. (PINTO, 2006, p. 40) 
Consistência Resistencia em kPa 
muito mole < 25 
mole 25 a 50 
média 50 a 100 
rija 100 a 200 
muito rija 200 a 400 
dura > 400 
 
 
Previsão de compressibilidade de solos arenosos e argilosos no caso dos terrenos 
mais permeáveis e impermeáveis. 
 
5.2 Índices das rochas 
 
São os índices físicos obtidos através de relações das medições de amostras de 
rochas em laboratório. A partir do peso, volume, teor de umidade, testes de 
resistência é possível encontrar os índices físicos. São realizados testes de 
caracterização das rochas para obter os seguintes índices: 
 
Densidade 
Resistência química 
Índice de vazios 
Porosidade 
Tenacidade 
 
Absorção de umidade 
Teste de abrasão 
Durabilidade 
Resistência a compressão 
 
6 - Métodos de Investigação Geológica 
 
A investigação geológica é muito importante para as obras de Engenharia. A 
partir das avaliações de subsolo realizadas com os resultados dos testes de 
sondagens e investigação, é possível definir as melhores soluções técnicas para a 
infraestrutura de fundações, obras de contenções, aterros, drenagens, cortes de terra 
e rochas, etc. 
 
Entre os principais métodos de investigação geológica é possível definir: 
 
• Indiretos – métodos que não permitem o acesso ao material investigado. 
Utiliza meios indiretos para delimitação. É o caso das imagens de satélite e 
geoprocessamento com fotos aéreas. 
 
• Diretos – permitem o acesso ao material investigado. São as práticas de 
mapeamento geológico a partir de vistorias in loco e avaliação de amostras 
de solos e rochas. 
 
Existem dois tipos de amostras que podem ser retiradas dos solos e rochas, 
sendo estas a amostra deformada e a indeformada. A amostra deformada não 
guarda em seu corpo físico as características originais de tensões e umidades 
existentes no local estudado e a amostra indeformada preserva a maior parte 
possível de condições da situação original. 
 
É denominado testemunho, o elemento de amostra retirada em campo. São 
pedaços de rochas e solos retirados durante as atividades de investigação. 
 
Devem ser guardados em caixa. A análise de testemunhos permite identificar: 
tipo litológico, grau de alteração, grau de fraturamento. 
 
 
Figura 30: Testemunhos de rochas. Fonte: Google 
 
Os métodos diretos de investigação são mais completos que os métodos 
indiretos, pois a partir das atividades diretas é possível analisar quais são as 
propriedades de solos e rochas em laboratório e identificar detalhes técnicos 
muito mais completos. 
Entre os principais métodos diretos, temos: 
 
a) Mapeamento geológico por vistorias em áreas: consiste em visitar a área 
de estudos e avaliar visualmente quais são as propriedades e 
características do solo de superfície. 
 
b) Geofísica sísmica e geoelétrica; estes tipos de métodos consistem em 
aplicar no solo e rocha cargas físicas sonoras ou elétricas visando 
identificar quais são as camadas de materiais, a partir da avaliação do 
retorno e resultado dos ensaios. As diferentes camadas de solos 
respondem de maneira diferentes quando submetidas a esforços e cargas. 
 
 
 
c) Poços de inspeção e trincheiras com dimensões 1,0 x 1,0 e escavação 
manual. O ideal é que sejam feitas mecanicamente. São arriscadas, 
devido desmoronamentos e permitem a coleta de amostras indeformadas. 
 
 
d) Sondagem a trado – escavação manual com trado fornece amostra 
deformada do solo, atravessa algumascamadas de solo, linhas de seixos 
e água. É um método rápido, portátil que atinge profundidade de 25 a 30 
metros. Não atravessa rochas. 
 
 
Figura 31: Sondagem a trado. Fonte: Google. 
 
 
e) Sondagem a percussão – é executada com tripé, e parte é escavada 
manualmente com trado. É realizada investigação através do impacto de 
um peso sobre elemento tubular que segue avançando na profundidade 
do solo. A profundidade varia de 20 até 40 metros, permite escavação 
abaixo do nível de água, permite o monitoramento do Nível de água, 
instalação de piezômetros. 
 
 
Figura 32: Sondagem a percussão. Fonte: Google. 
 
f) Sondagem rotativa – é executada com equipamentos próprios (tripé, 
perfuratriz, bombas, brocas, etc.). possui capacidade de atravessar 
qualquer tipo de material e chega até 200m de profundidade. O sistema 
de perfuração é tipo sondagem a percussão no trecho de solo e no trecho 
rochoso o processo rotativo com brocas e barriletes amostradores, a 
perfuratriz possui coroa diamantada, sendo os fragmentos retirados por 
água. O diâmetro de perfuração para solo é 100 mm e para rocha de 60 a 
100mm. Permite a retirada de testemunhos da rocha atravessada, 
recuperados pelo barrilete. A recuperação, relação entre o comprimento 
perfurado e o comprimento de testemunhos recuperados não pode ser 
inferior a 90%. A recuperação depende do tipo litológico, grau de 
fraturamento e alteraçao da rocha, o tipo de equipamento e os acessórios. 
O processo poderá ser melhorado com manobras curtas e cuidadosas. Os 
equipamentos precisam de coroas e barriletes apropriados. Permite a 
realização de ensaios de permeabilidade do maciço rochoso por injeção 
de água. É um método lento (5 m/dia). A profundidade máxima de até 
500m. O método de sondagem rotativa é o mais completo dispositivo de 
investigação a disposição da geologia de Engenharia. Possui alto custo a 
obtenção de muitas informações do método. 
 
 
 
Figura 33: imagem de sondagem rotativa. Fonte: Google. 
 
 
g) Sondagem a roto-percussão: perfuração com ar comprimido e brocas que 
pulverizam o material atravessado. É um método veloz que fragmenta a 
pó as camadas atravessadas. É utilizada para execução de perfurações 
para acessos a locais para instalação de instrumentos. Método muito 
sofisticado e com alto custo, geralmente utililzado por grandes empresas 
de Engenharia pesada. 
 
Ensaio SPT – Standard Penetration Test 
É realizado na base de um furo de sondagem de solo. Consiste em cravar no terreno 
um amostrador com dimensões e energia de cravação normalizadas (pilão 63.5 kg e 
altura h=760 mm). O ensaio se dá em 3 fases com penetrações de 15cm. 
Desprezando os primeiros 15cm, o numero de pancadas para atingir a penetração de 
30cm define o valor de N (SPT). É um ensaio muito utilizado pois é expedito e 
pouco dispendioso. 
 
Relatório de sondagem: 
Os resultados devem conter as informações dos ensaios realizados as características 
das amostras. A quantidade de informações vai depender do tipo de sondagem que 
foi realizada. Entre as principais informações a serem apresentadas, temos: a 
identificação da sondagem, a inclinação e rumo do furo, datas, diâmetros, tipos de 
barriletes e coroas, cota do local, coordenadas GPS, leitura do nível de água, ensaios 
 
SPT, Recuperação de testemunhos, índice de qualidade da rocha, resultado do 
ensaio de permeabilidade e perda de água, descrição geológica do material 
atravessado e grau de alteração ou fraturamento. 
 
 
Bibliografia 
 
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<http://www.funape.org.br/geomorfologia/cap1/>, UFG, 2013. 
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LIMA, Edgar. Notas de aula, 2014. 
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2006. 
UFV. Conteúdos Básicos de Geologia e Pedologia. 2005. Disponível em: < 
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