RELATÓRIO 02 - CISALHAMENTO DIRETO

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS – UEG 
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISABELA FERNANDA CARVALHO 
JHESSICA SPENCER LUZ SANTANA 
PEDRO HENRIQUE BRAZ SILVA 
RENAN GUIMARÃES BARBOSA TRIVELLI 
YASMIN DE SOUSA SANTANA 
 
 
 
 
 
ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO 
RELATÓRIO 02 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁPOLIS / GO 
Junho, 2018 
2 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 3 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................. 4 
2.1 MATERIAIS ..................................................................................................................... 4 
2.2 MÉTODOS ....................................................................................................................... 4 
3 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS ........................................................................... 7 
3.1 ENSAIOS DE CISALHAMENTO DIRETO ................................................................... 9 
3.1.1 TENSÃO NORMAL DE 50 kPa ............................................................................... 9 
3.1.2 TENSÃO NORMAL DE 100 kPa ........................................................................... 14 
3.1.3 TENSÃO NORMAL DE 200 kPa ........................................................................... 19 
3.2 PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO ..................................... 25 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 26 
5 CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 26 
6 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................. 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Os solos têm a capacidade de suportar uma quantidade de carga. Tal capacidade 
depende, dentre outras, de sua resistência ao cisalhamento, isto é, da máxima tensão aplicada 
que pode atuar no mesmo sem que ele se rompa. 
Karl Von Terzaghi, tido como o pai da engenharia geotécnica e mecânica dos solos, 
conceituou a resistência como consequência imediata da pressão normal ao plano de ruptura 
correspondente a pressão grão a grão ou pressão efetiva. Anteriormente levava-se a pressão 
total o que não correspondia ao real fenômeno de desenvolvimento de resistência interna, no 
entanto, hoje em dia conclui-se que somente as pressões efetivas mobilizam resistência ao 
cisalhamento (MARANGON, 2013). 
O ensaio de cisalhamento direto é o mais antigo procedimento para a determinação da 
resistência ao cisalhamento e se baseia diretamente no critério de Mohr-Coulomb. No mesmo, 
aplica-se uma tensão normal num plano e verifica-se a tensão cisalhante que provoca a 
ruptura do solo. O deslocamento vertical que é feito durante o ensaio também é registrado, 
para que possa indicar se houve diminuição ou aumento de volume durante o cisalhamento. 
Fazendo-se os mesmos com diversas tensões normais, obtém-se envoltórias de 
resistência. O estudo e realização do ensaio é de forma geral bem prático, no entanto não 
permite o controle de condições de drenagem, pois não há como impedi-la, assim não permite 
a obtenção dos valores da pressão neutra (MARANGON, 2013). 
Esse estudo foi feito por Terzaghi, para que se pudesse compreender o cisalhamento 
direto em uma amostra de solo, e constitui-se como base da Mecânica dos Solos. Com os 
princípios dos estudos da Hidráulica, Terzaghi escreveu a sua teoria, com algumas 
adequações para o modelo de solo que foi utilizado (PINTO, 2006). 
Assim, o ensaio de cisalhamento direto é considerado menos interessante que o ensaio 
de compressão triaxial. Entretanto, pela sua simplicidade, é muito útil quando se deseja medir 
simplesmente a resistência de um solo (PINTO, 2006). 
Este ensaio tem por finalidade traçar a envoltória de resistência do solo e a obtenção dos 
parâmetros de resistência (c’e φ’), por meio dos dados obtidos a partir das curvas tensão x 
deformação, correspondentes às tensões no plano de ruptura, que somadas a várias outras 
amostras da mesma estrutura com tensões normais aplicadas de 50kPa, 100kPa e 200kPa, para 
este ensaio. 
Os parâmetros de resistência ao cisalhamento de solos, coesão e ângulo de atrito, devem 
ser determinados baseando-se no critério de Coulomb. 
4 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
 
2.1 MATERIAIS 
 
Os materiais requeridos para a realização do ensaio são detalhados a seguir: 
● Caixa de cisalhamento: composta por placa ranhurada, papel filtro e pedra porosa; 
● Balança; 
● Cronômetro; 
● Prensa de cisalhamento direto, equipada com motor e sistema de transmissão de 
carga (pendural), deflectômetros, extensômetro e anel dinamométrico; 
● Molde do corpo de prova (molde metálico); 
● Esfera de aço; 
● Pesos. 
 
 
Figura 1.1: Prensa de cisalhamento direto. 
 
2.2 MÉTODOS 
 
A amostra utilizada para este ensaio foi deformada, sendo que o diâmetro da maior 
partícula deve ser no máximo 1/5 da altura do corpo-de-prova. 
5 
 
A moldagem do corpo de prova foi feita a partir da compactação do material, no 
próprio molde. Sua moldagem ocorreu já no molde metálico, onde em seguida foi pesado, e 
logo após começou a montagem da caixa de cisalhamento. 
Segundo a ABNT NBR ISO 12957-1:2013, a caixa de cisalhamento deve ser dividida em 
sessão superior e sessão inferior. A aparelhagem deve ser suficientemente rígida para resistir à 
distorção sob as cargas aplicadas. Tem de ser possível elevar a parte superior em relação à 
parte inferior. 
Na parte inferior, foi colocado um fundo móvel com canaletas e, por cima desse, a pedra 
porosa e papel filtro. Por último foi colocado a placa com ranhuras, deixando-as transversais à 
força aplicada no corpo de prova. Em seguida, o corpo de prova foi transferido para a caixa e 
dispostas as mesmas camadas de placa com ranhuras, papel filtro, pedra porosa e placa de 
distribuição de cargas, nesta sequência, na parte superior do corpo de prova. A caixa de 
cisalhamento foi então conectada à prensa. 
 
 
Figura 1.2: Corpo de prova no molde metálico. 
6 
 
 
Figura 1.3: Caixa de cisalhamento devidamente montada. 
 
A prensa de cisalhamento direto, equipada com motor e sistema de transmissão de 
carga (pendural), foi inicialmente travada, não contendo aplicação de forças. Dos quatro 
parafusos que fazem parte da caixa de cisalhamento, dois foram retirados e os outros dois - 
utilizados para a calibragem - foram afrouxados, reduzindo assim o contato e o atrito entre a 
sessão superior e inferior da caixa. 
Em seguida, colocou-se a esfera de aço sobre a placa de aplicação de cargas, que se 
encontra acima da caixa de cisalhamento. Colocou-se também o pendural e os pesos 
necessários, previamente definidos, para a aplicação da tensão vertical. Depois ajustou-se o 
extensômetro vertical para dar início à fase de adensamento do ensaio drenado, no qual 
adicionou-se água no local de encaixe da caixa cisalhante. 
Por meio dos deflectômetros sensíveis a 0,01 mm e com a ajuda de um cronômetro, 
foi medida a velocidade de deformação - definida anteriormente a partir do tipo de material, 
de obra e da relação entre o deslocamento e o t100 determinado no ensaio de adensamento, 
bem como do tipo de ruptura que o solo sofre, sendo frágil (em tornode 2%) e dúctil (em 
torno de 3%) - e o adensamento da amostra. Quando as deformações se estabilizaram foi dado 
por concluída esta fase. 
O início do cisalhamento se deu após os ajustes do extensômetro horizontal e do 
sensor (anel ou célula de carga), no qual passou-se a aplicar uma força horizontal crescente na 
sessão superior da caixa, provocando seu deslocamento em relação à sessão inferior, que 
mediu a força cisalhante desenvolvida durante o ensaio. 
O ensaio terminou quando ocorreu o ponto de tensão cisalhante máxima, que 
provocou a ruptura. Foram realizados três ensaios com as tensões normais de 50 kPa, 100 kPa 
7 
 
e 200 kPa, respectivamente. Com a leitura do extensômetro horizontal (deformação horizontal 
ou cisalhante) e do anel dinamométrico ou célula de carga horizontal construiu-se a curva 
tensão x deformação. 
 
3 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 
 
Para a obtenção das tabelas e consequentemente dos gráficos também, foram 
utilizados os modelos matemáticos apresentados a seguir: 
 
𝐴𝐶𝑃𝑖 = 𝐶 × 𝐿 (Equação 1.1) 
• ACPi = área do corpo de prova inicial, em cm2; 
• C = comprimento, em cm; 
• L = largura, em cm. 
 
𝐴𝐶𝑃𝑓 = 𝐴𝐶𝑃𝑖 − 𝐷𝑣𝑓 (Equação 1.2) 
• ACPf = área do corpo de prova final, em cm2; 
• ACPi = área do corpo de prova inicial, em cm2; 
• Dvf = deformação vertical final, em cm. 
 
𝑉𝐶𝑃 = 𝐴𝐶𝑃 × 𝐴𝑙 (Equação 1.3) 
• VCP = volume do corpo de prova inicial, em cm3; 
• ACP = área do corpo de prova inicial, em cm2; 
• Al = altura do corpo de prova, em cm. 
 
𝑤 =
𝑀𝑎
𝑀𝑠
× 100 (Equação 1.4) 
• w = umidade da amostra, em %; 
• Ma = massa de água, em g; 
• Ms = massa de solo seco, em g. 
 
𝜌 =
𝑀𝑇
𝑉𝑇
 (Equação 1.5) 
• ρ = massa específica do solo ou natural, em g/cm³; 
• MT = massa de solo úmido ou total, em g; 
8 
 
• VT = volume total do corpo de prova, em cm³. 
 
𝜌𝑑 =
𝜌
1+𝑤
 (Equação 1.6) 
• ρd = massa específica aparente seca, em g/cm³; 
• w = umidade média das amostras, em decimal. 
 
𝑒 =
𝜌𝑠
𝜌𝑑
− 1 (Equação 1.7) 
• e = índice de vazios; 
• ρs = massa específica dos grãos, em g/cm³; 
• ρd = massa específica aparente seca, em g/cm³. 
 
𝑆𝑟 =
𝜌𝑠×𝑤
𝑒×𝜌𝑎
× 100 (Equação 1.8) 
• Sr = grau de saturação, em %; 
• ρs = massa específica dos grãos, em g/cm³; 
• w = umidade média das amostras, em %; 
• e = índice de vazios; 
• ρa = massa específica da água, considerando 1 g/cm³. 
 
𝐺𝐶 =
𝜌𝑑
𝜌𝑑𝑚á𝑥
× 100 (Equação 1.9) 
• GC = grau de compactação, em %; 
• ρd = massa específica seca dos grãos, em g/cm³; 
• ρdmáx = massa específica seca máxima dos grãos, em g/cm³. 
 
𝑅𝑞 = 𝐿𝑛 − 𝐿1 (Equação 1.10) 
• Rq = recalque, em mm; 
• Ln = leitura atual do defletômetro, em mm; 
• L1 = leitura inicial do defletômetro, em mm. 
 
𝐷 = 𝐷𝑛 − 𝐷1 (Equação 1.11) 
• D = deformação, em mm; 
• Dn = leitura atual do defletômetro, em mm; 
9 
 
• D1 = leitura inicial do defletômetro, em mm. 
 
𝐹 = 𝐿𝑐 × 𝑘 (Equação 1.12) 
• F = força cisalhante, em kg; 
• Lc = leitura corrigida do anel; 
• k = constante do anel, sendo 0,2683 kg/div. 
 
𝐴𝑐 = 𝐴𝑖 − (𝛿ℎ × 𝐿) (Equação 1.13) 
• Ac = área corrigida, em cm²; 
• Ai = área inicial do corpo de prova, em cm2; 
• δh = deformação horizontal, em cm; 
• L = largura do corpo de prova, em cm. 
 
𝜏 =
𝐹
𝐴𝑐
× 100 (Equação 1.14) 
• τ = tensão de cisalhamento, em kPa; 
• Fc = força cisalhante, em kg; 
• Ac = área corrigida, em cm². 
 
 
3.1 ENSAIOS DE CISALHAMENTO DIRETO 
 
Com as dimensões da caixa de cisalhamento e a partir dos cálculos realizados com as 
equações acima, obtivemos os seguintes dados: 
 
Tabela 2.1: Parâmetros para o ensaio. 
DIMENSÕES DA CAIXA DE CISALHAMENTO 
Comprimento: 100,15 (mm) Altura: 32,06 (mm) 
Largura: 100,13 (mm) Anel K = 0,2683 (Kg/div) 
 
3.1.1 TENSÃO NORMAL DE 50 kPa 
 
Tabela 2.2: Dados sobre a amostra. 
Amostra: 1° 2018 Local: UEG Ensaio n°: 1 
Coordenadas: 0081-2018 Profundidade (m): - Tipo de Amostra: DEFORMADO 
Executado por: ALUNOS Solicitado por: MESO 2 Data de Ensaio: 02/04/2018 
10 
 
Tensão Normal: 50,0 (kPa) Velocidade de Ruptura: 0,1 (mm/min) 
 
DADOS DO 
SOLO 
DADOS DO CORPO DE PROVA 
Molde 
Inicial Final 
 Inicial Final GAB. 
CIS. 
GAB. 
CIS. 
wL (%) 
52 
Altura do CP 
(mm) 
32,06 31,91 
Volume 
(cm3) 
321,50 288,08 
wp (%) 
35 
Massa Do anel 
(g) 
286,25 286,25 
ρ (g/cm3) 
1,738 
Ip (%) 
17 
Massa do anel + 
CP (g) 
844,90 
ρd (g/cm3) 
1,295 
ρs (g/cm3) 
2,934 
Massa CP 
úmido (g) 
558,65 
Índice de 
vazios 
1,266 
ρdmáx 
(g/cm3) 
1,290 
Massa CP seco 
(g) 
416,35 
Saturação 
(%) 
79,2 
ρdmin 
(g/cm3) 
 
Umidade do CP 
(%) 
34,2 
GC (%) 
100 
wótimo (%) 
34,6 
Área do CP 
(cm2) 
100,28 90,27 
W - wótimo 
(%) 
0,4 4,2 
 
Tabela 2.3: Determinação do teor de umidade. 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE Umidade Inicial Umidade Final 
Capsula n° T 05 T 47 T 48 T 08 
Massa da capsula + solo + água (g) 39,88 44,48 45,83 632,96 
Massa da capsula + solo seco (g) 33,70 37,16 37,84 475,93 
Massa de água (g) 6,18 7,32 7,99 157,03 
Massa da cápsula (g) 15,53 15,85 14,46 71,51 
Massa do solo seco (g) 18,17 21,31 23,38 404,42 
Umidade (%) 34,01 34,35 34,17 38,83 
Umidade Média (%) 34,2 
 
Tabela 2.4: Ensaio de inundação. 
INUNDAÇÃO 
TEMPO LEITURA NO DEFLECTÔMETRO 
Dia Hora 
∆t Leitura Recalque corrigido 
min mm mm 
02/abr 14:50 0 7,570 0,00 
02/abr 14:50 1/8 7,570 0,00 
02/abr 14:50 1/4 7,570 0,00 
02/abr 14:50 1/2 7,570 0,00 
02/abr 14:51 1 7,570 0,00 
02/abr 14:52 2 7,570 0,00 
02/abr 14:54 4 7,580 0,01 
02/abr 14:58 8 7,580 0,02 
02/abr 15:05 15 7,580 0,03 
11 
 
02/abr 15:20 30 7,580 0,04 
02/abr 15:50 60 7,590 0,06 
02/abr 16:50 120 7,590 0,08 
03/abr 07:50 1020 7,600 0,11 
03/abr 13:50 1380 7,600 0,14 
 
 
Gráfico 2.1: Inundação do corpo de prova. 
 
Tabela 2.5: Ensaio de consolidação. 
CONSOLIDAÇÃO 
TEMPO LEITURA NO DEFLECTÔMETRO 
Dia Hora 
∆t Leitura Recalque corrigido 
min mm mm 
03/abr 09:22 0 18,780 0 
03/abr 09:22 1/8 17,330 -1,45 
03/abr 09:22 1/4 17,300 -2,93 
03/abr 09:22 1/2 17,280 -4,43 
03/abr 09:23 1 17,260 -5,95 
03/abr 09:24 2 17,240 -7,49 
03/abr 09:26 4 17,220 -9,05 
03/abr 09:30 8 17,210 -10,6203/abr 09:37 15 17,200 -12,20 
03/abr 09:52 30 17,180 -13,80 
03/abr 10:22 60 17,170 -15,41 
03/abr 11:22 120 17,160 -17,03 
03/abr 13:22 240 17,140 -18,67 
03/abr 17:22 480 17,120 -20,33 
04/abr 08:22 1380 17,110 -22,00 
 
0,00
0,02
0,03
0,05
0,06
0,08
0,09
0,11
0,12
0,14
0,15
0 5 10 15 20 25 30 35 40
R
ec
al
q
u
e 
(m
m
)
√t (min)
INUNDAÇÃO
12 
 
 
Gráfico 2.2: Consolidação do corpo de prova. 
 
Tabela 2.6: Ensaio de ruptura. 
Hora 
da 
Leitura do Anel 
Força 
Cisalhamen
to 
(Kg) 
Área 
Corrigid
a 
(cm2) 
Tensão 
Cisalhamen
to 
(kPa) 
Leituras 
nos 
Deformaçã
o 
Obtid
a 
Corrigid
a 
Vert
. 
(mm
) 
Hori
z. 
(mm) 
Vert
. 
(mm
) 
Hor. 
(mm
) 
08:25:0
0 
1000,
0 
0,00 0 100,28 0,00 
17,0
3 
0,00 0 0,00 
 
1017,
0 
17,00 4,56 100,23 4,55 
16,9
8 
0,05 
-
0,05 
0,05 
 
1022,
0 
22,00 5,90 100,18 5,89 
16,9
5 
0,10 
-
0,08 
0,10 
 
1025,
0 
25,00 6,71 100,13 6,70 
16,9
4 
0,15 
-
0,09 
0,15 
 
1027,
0 
27,00 7,24 100,08 7,24 
16,9
2 
0,20 
-
0,11 
0,20 
 
1029,
0 
29,00 7,78 100,03 7,78 
16,9
1 
0,25 
-
0,12 
0,25 
 
1031,
0 
31,00 8,32 99,98 8,32 
16,8
9 
0,30 
-
0,14 
0,30 
 
1033,
0 
33,00 8,85 99,93 8,86 
16,8
8 
0,35 
-
0,15 
0,35 
 
1035,
0 
35,00 9,39 99,88 9,40 
16,8
6 
0,40 
-
0,17 
0,40 
-23,50
-22,00
-20,50
-19,00
-17,50
-16,00
-14,50
-13,00
-11,50
-10,00
-8,50
-7,00
-5,50
-4,00
-2,50
-1,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40
R
ec
al
q
u
e 
(m
m
)
√t (min)
Consolidação
13 
 
 
1036,
0 
36,00 9,66 99,83 9,68 
16,8
4 
0,45 
-
0,19 
0,45 
08:32:0
0 
1038,
0 
38,00 10,20 99,78 10,22 
16,8
4 
0,50 
-
0,19 
0,50 
 
1041,
0 
41,00 11,00 99,68 11,04 
16,8
2 
0,60 
-
0,21 
0,60 
 
1045,
0 
45,00 12,07 99,58 12,12 
16,8
0 
0,70 
-
0,23 
0,70 
 
1048,
0 
48,00 12,88 99,48 12,95 
16,7
8 
0,80 
-
0,25 
0,80 
 
1051,
0 
51,00 13,68 99,38 13,77 
16,7
5 
0,90 
-
0,28 
0,90 
 
1054,
0 
54,00 14,49 99,28 14,59 
16,7
3 
1,00 
-
0,30 
1,00 
 
1057,
0 
57,00 15,29 99,08 15,44 
16,6
8 
1,20 
-
0,35 
1,20 
 
1060,
0 
60,00 16,10 98,88 16,28 
16,6
2 
1,40 
-
0,41 
1,40 
 
1065,
0 
65,00 17,44 98,68 17,67 
16,5
9 
1,60 
-
0,44 
1,60 
 
1068,
0 
68,00 18,24 98,48 18,53 
16,5
4 
1,80 
-
0,49 
1,80 
 
1070,
0 
70,00 18,78 98,28 19,11 
16,4
9 
2,00 
-
0,54 
2,00 
08:52:0
0 
1078,
0 
78,00 20,93 97,78 21,40 
16,3
1 
2,50 
-
0,72 
2,50 
 
1084,
0 
84,00 22,54 97,28 23,17 
16,1
6 
3,00 
-
0,87 
3,00 
 
1090,
0 
90,00 24,15 96,78 24,95 
16,0
5 
3,50 
-
0,98 
3,50 
 
1095,
0 
95,00 25,49 96,27 26,47 
15,9
9 
4,00 
-
1,04 
4,00 
 
1099,
0 
99,00 26,56 95,77 27,73 
15,9
4 
4,50 
-
1,09 
4,50 
 
1104,
0 
104,00 27,90 95,27 29,29 15,9 5,00 
-
1,13 
5,00 
 
1108,
0 
108,00 28,98 94,27 30,74 
15,8
4 
6,00 
-
1,19 
6,00 
 
1112,
0 
112,00 30,05 93,27 32,22 
15,7
7 
7,00 
-
1,26 
7,00 
 
1113,
0 
113,00 30,32 92,27 32,86 15,7 8,00 
-
1,33 
8,00 
 
1116,
0 
116,00 31,12 91,27 34,10 
15,6
4 
9,00 
-
1,39 
9,00 
11:13:0
0 
1118,
0 
118,00 31,66 90,27 35,07 
15,5
7 
10,00 
-
1,46 
10,0
0 
 
14 
 
 
Gráfico 2.3: Deformações do corpo de prova. 
 
 
Gráfico 2.4: Ruptura do corpo de prova. 
 
3.1.2 TENSÃO NORMAL DE 100 kPa 
 
 
-1,60
-1,40
-1,20
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D
ef
o
rm
aç
ão
 v
er
ti
ca
l (
m
m
)
Deformação horizontal (mm)
DEFORMAÇÕES
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Te
n
sã
o
 d
o
 C
is
al
h
am
en
to
 (
kP
a)
Deformação horizontal (mm)
RUPTURA
15 
 
Tabela 2.7: Dados da amostra. 
Amostra: 1° 2018 Local: UEG Ensaio n°: 2 
Coordenadas: 0081-2018 Profundidade (m): - Tipo de Amostra: DEFORMADO 
Executado por: ALUNOS Solicitado por: MESO 2 Data de Ensaio: 27/03/2018 
Tensão Normal: 100,0 (kPa) Velocidade de Ruptura: 0,1 (mm/min) 
 
DADOS DO 
SOLO 
DADOS DO CORPO DE PROVA 
Molde 
Inicial Final 
 Inicial Final GAB. 
CIS. 
GAB. 
CIS. 
wL (%) 
52 
Altura do CP 
(mm) 
32,06 31,86 
Volume 
(cm3) 
321,50 287,61 
wp (%) 
35 
Massa Do anel 
(g) 
286,25 286,25 ρ (g/cm3) 1,738 
Ip (%) 
17 
Massa do anel + 
CP (g) 
844,90 ρd (g/cm3) 1,294 
ρs (g/cm3) 
2,934 
Massa CP 
úmido (g) 
558,65 
Índice de 
vazios 
1,268 
ρdmáx 
(g/cm3) 
1,290 
Massa CP seco 
(g) 
415,92 
Saturação 
(%) 
79,4 
ρdmin 
(g/cm3) 
 
Umidade do CP 
(%) 
34,3 GC (%) 100 
wótimo (%) 
34,6 
Área do CP 
(cm2) 
100,28 90,27 
W - wótimo 
(%) 
0,3 3,3 
 
Tabela 2.8: Determinação do teor de umidade 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE Umidade Inicial Umidade Final 
Capsula n° T 04 T 05 T 47 T 24 
Massa da capsula + solo + água (g) 43,94 44,58 46,60 615,16 
Massa da capsula + solo seco (g) 36,48 37,13 38,77 466,82 
Massa de água (g) 7,46 7,45 7,83 148,34 
Massa da cápsula (g) 14,73 15,53 15,85 75,48 
Massa do solo seco (g) 21,75 21,60 22,92 391,34 
Umidade (%) 34,30 34,49 34,16 37,91 
Umidade Média (%) 34,3 
 
Tabela 2.9: Ensaio de inundação. 
INUNDAÇÃO 
TEMPO LEITURA NO DEFLECTÔMETRO 
Dia Hora 
∆t Leitura Recalque corrigido 
min mm mm 
26/mar 14:44 0 47,180 0,00 
26/mar 14:44 1/8 47,180 0,00 
26/mar 14:44 1/4 47,180 0,00 
26/mar 14:44 1/2 47,190 0,01 
26/mar 14:45 1 47,200 0,03 
26/mar 14:46 2 47,210 0,06 
26/mar 14:48 4 47,210 0,09 
16 
 
26/mar 14:52 8 47,220 0,13 
26/mar 14:59 15 47,220 0,17 
26/mar 15:14 30 47,230 0,22 
26/mar 15:44 60 47,230 0,27 
26/mar 16:44 120 47,240 0,33 
27/mar 7:44 1020 47,260 0,41 
27/mar 13:44 1380 47,270 0,50 
 
 
Gráfico 2.5: Inundação do corpo de prova. 
 
Tabela 2.10: Ensaio de consolidação. 
CONSOLIDAÇÃO 
TEMPO LEITURA NO DEFLECTÔMETRO 
Dia Hora 
∆t Leitura Recalque corrigido 
min mm mm 
27/mar 13:52 0 63,000 0,00 
27/mar 13:52 1/8 61,040 -1,96 
27/mar 13:52 1/4 60,920 -4,04 
27/mar 13:52 1/2 60,860 -6,18 
27/mar 13:53 1 60,810 -8,37 
27/mar 13:54 2 60,770 -10,60 
27/mar 13:56 4 60,740 -12,86 
27/mar 14:00 8 60,710 -15,15 
27/mar 14:07 15 60,690 -17,46 
27/mar 14:22 30 60,670 -19,79 
27/mar 14:52 60 60,660 -22,13 
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
R
ec
al
q
u
e 
(m
m
)
√t (min)
INUNDAÇÃO
17 
 
27/mar 15:52 120 60,650 -24,48 
28/mar 6:52 1020 60,620 -26,86 
28/mar 12:52 1380 60,610 -29,25 
 
 
Gráfico 2.6: Consolidação do corpo de prova. 
 
Tabela 2.11: Ensaio de ruptura. 
Hora 
da 
Leitur
a 
Leitura do Anel 
Força 
Cisalhamen
to 
(kg) 
Área 
Corrigi
da 
(cm2) 
Tensão 
Cisalhamen
to 
(kPa) 
Leituras nos 
Deflectômetr
os 
Deformaç
ão 
Obtid
a 
Corrigi
da 
Vert. 
(mm) 
Horiz
. 
(mm) 
Vert
. 
(mm
) 
Hor. 
(mm
) 
13:43:0
0 
1000,
0 
0 0,00 100,280,00 
60,61
0 
0,00 0,00 0,00 
 
1034,
0 
34,0 9,12 100,23 9,10 
60,46
0 
0,05 
-
0,15 
0,05 
 
1040,
0 
40,0 10,73 100,18 10,71 
60,45
0 
0,10 
-
0,16 
0,10 
 
1046,
0 
46,0 12,34 100,13 12,33 
60,42
0 
0,15 
-
0,19 
0,15 
 
1052,
0 
52,0 13,95 100,08 13,94 
60,41
0 
0,20 
-
0,20 
0,20 
 
1057,
0 
57,0 15,29 100,03 15,29 
60,39
0 
0,25 
-
0,22 
0,25 
 
1062,
0 
62,0 16,63 99,98 16,64 
60,37
0 
0,30 
-
0,24 
0,30 
 
1067, 67,0 17,98 99,93 17,99 60,35 0,35 - 0,35 
-30,00
-28,50
-27,00
-25,50
-24,00
-22,50
-21,00
-19,50
-18,00
-16,50
-15,00
-13,50
-12,00
-10,50
-9,00
-7,50
-6,00
-4,50
-3,00
-1,50
0,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40
R
ec
al
q
u
e 
(m
m
)
√t (min)
Consolidação
18 
 
0 0 0,26 
 
1071,
0 
71,0 19,05 99,88 19,07 
60,33
0 
0,40 
-
0,28 
0,40 
 
1075,
0 
75,0 20,12 99,83 20,16 
60,31
0 
0,45 
-
0,30 
0,45 
13:49:0
0 
1079,
0 
79,0 21,20 99,78 21,24 
60,30
0 
0,50 
-
0,31 
0,50 
 
1085,
0 
85,0 22,81 99,68 22,88 
60,27
0 
0,60 
-
0,34 
0,60 
 
1091,
0 
91,0 24,42 99,58 24,52 
60,24
0 
0,70 
-
0,37 
0,70 
 
1097,
0 
97,0 26,03 99,48 26,16 
60,21
0 
0,80 
-
0,40 
0,80 
 
1103,
0 
103,0 27,63 99,38 27,81 
60,18
0 
0,90 
-
0,43 
0,90 
 
1108,
0 
108,0 28,98 99,28 29,19 
60,13
0 
1,00 
-
0,48 
1,00 
 
1116,
0 
116,0 31,12 99,08 31,41 
60,08
0 
1,20 
-
0,53 
1,20 
 
1124,
0 
124,0 33,27 98,88 33,65 
60,03
0 
1,40 
-
0,58 
1,40 
 
1131,
0 
131,0 35,15 98,68 35,62 
59,98
0 
1,60 
-
0,63 
1,60 
 
1137,
0 
137,0 36,76 98,48 37,33 
59,93
0 
1,80 
-
0,68 
1,80 
 
1143,
0 
143,0 38,37 98,28 39,04 
59,89
0 
2,00 
-
0,72 
2,00 
14:10:0
0 
1155,
0 
155,0 41,59 97,78 42,53 
59,78
0 
2,50 
-
0,83 
2,50 
 
1165,
0 
165,0 44,27 97,28 45,51 
59,65
0 
3,00 
-
0,96 
3,00 
 
1174,
0 
174,0 46,68 96,78 48,24 
59,51
0 
3,50 
-
1,10 
3,50 
 
1182,
0 
182,0 48,83 96,27 50,72 
59,38
0 
4,00 
-
1,23 
4,00 
 
1190,
0 
190,0 50,98 95,77 53,23 
59,29
0 
4,50 
-
1,32 
4,50 
 
1197,
0 
197,0 52,86 95,27 55,48 
59,22
0 
5,00 
-
1,39 
5,00 
 
1210,
0 
210,0 56,34 94,27 59,77 
59,09
0 
6,00 
-
1,52 
6,00 
 
1219,
0 
219,0 58,76 93,27 63,00 
58,94
0 
7,00 
-
1,67 
7,00 
 
1228,
0 
228,0 61,17 92,27 66,30 
58,82
0 
8,00 
-
1,79 
8,00 
 
1237,
0 
237,0 63,59 91,27 69,67 
58,71
0 
9,00 
-
1,90 
9,00 
15:26:0
0 
1245,
0 
245,0 65,73 90,27 72,82 
58,63
0 
10,00 
-
1,98 
10,0
0 
19 
 
 
Gráfico 2.7: Deformações do corpo de prova. 
 
 
Gráfico 2.8: Ruptura do corpo de prova. 
 
3.1.3 TENSÃO NORMAL DE 200 kPa 
 
 
-2,20
-2,00
-1,80
-1,60
-1,40
-1,20
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D
ef
o
rm
aç
ão
 v
er
ti
ca
l (
m
m
)
Deformação horizontal (mm)
DEFORMAÇÕES
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Te
n
sã
o
 d
o
 C
is
al
h
am
en
to
 (
kP
a)
Deformação horizontal (mm)
RUPTURA
20 
 
Tabela 2.12: Dados da amostra. 
Amostra: 1° 2018 Local: UEG Ensaio n°: 3 
Coordenadas: 0081-2018 Profundidade (m): - Tipo de Amostra: DEFORMADO 
Executado por: ALUNOS Solicitado por: MESO 2 Data de Ensaio: 22/03/2018 
Tensão Normal: 200,0 (kPa) Velocidade de Ruptura: 0,1 (mm/min) 
 
DADOS DO 
SOLO 
DADOS DO CORPO DE PROVA 
Molde 
Inicial Final 
 Inicial Final GAB. 
CIS. 
GAB. 
CIS. 
wL (%) 52 
Altura do CP 
(mm) 
32,06 31,85 Volume (cm3) 321,50 287,51 
wp (%) 35 Massa Do anel (g) 286,25 286,25 ρ (g/cm3) 1,738 
Ip (%) 17 
Massa do anel + 
CP (g) 
844,90 ρd (g/cm3) 1,290 
ρs (g/cm3) 2,934 
Massa CP úmido 
(g) 
558,65 
Índice de 
vazios 
1,274 
ρdmáx 
(g/cm3) 
1,290 Massa CP seco (g) 414,81 Saturação (%) 79,9 
ρdmin 
(g/cm3) 
 
Umidade do CP 
(%) 
34,7 GC (%) 100 
wótimo (%) 34,6 Área do CP (cm2) 100,28 90,27 
W - wótimo 
(%) 
0,1 0,2 
 
Tabela 2.13: Determinação do teor de umidade. 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE Umidade Inicial Umidade Final 
Capsula n° T 34 T 42 T 44 T 08 
Massa da capsula + solo + água (g) 52,50 53,51 53,96 609,76 
Massa da capsula + solo seco (g) 42,98 43,55 44,27 470,86 
Massa de água (g) 9,52 9,96 9,69 138,90 
Massa da cápsula (g) 15,59 14,94 16,15 71,51 
Massa do solo seco (g) 27,39 28,61 28,12 399,35 
Umidade (%) 34,76 34,81 34,46 34,78 
Umidade Média (%) 34,7 
 
Tabela 2.14: Ensaio de inundação. 
INUNDAÇÃO 
TEMPO LEITURA NO DEFLECTÔMETRO 
Dia Hora 
∆t Leitura Recalque corrigido 
min mm mm 
22/mar 15:53 0 37,630 0,00 
22/mar 15:53 1/8 37,630 0,00 
22/mar 15:53 1/4 37,630 0,00 
22/mar 15:53 1/2 37,640 0,01 
21 
 
22/mar 15:54 1 37,640 0,02 
22/mar 15:55 2 37,640 0,03 
22/mar 15:57 4 37,650 0,05 
22/mar 16:01 8 37,650 0,07 
22/mar 16:08 15 37,650 0,09 
22/mar 16:23 30 37,650 0,11 
22/mar 16:53 60 37,660 0,14 
22/mar 07:53 960 37,680 0,19 
 
 
Gráfico 2.9: Inundação do corpo de prova. 
 
Tabela 2.15: Ensaio de consolidação. 
CONSOLIDAÇÃO 
TEMPO LEITURA NO DEFLECTÔMETRO 
Dia Hora 
∆t Leitura Recalque 
min mm mm 
23/mar 08:23 0 18,040 0 
23/mar 08:23 1/8 14,920 -3,12 
23/mar 08:23 1/4 14,730 -6,43 
23/mar 08:23 1/2 14,620 -9,85 
23/mar 08:24 1 14,530 -13,36 
23/mar 08:25 2 14,470 -16,93 
23/mar 08:27 4 14,410 -20,56 
23/mar 08:31 8 14,380 -24,22 
23/mar 08:38 15 14,350 -27,91 
23/mar 08:53 30 14,330 -31,62 
23/mar 09:23 60 14,310 -35,35 
23/mar 10:23 120 14,290 -39,10 
23/mar 12:23 240 14,270 -42,87 
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0 5 10 15 20 25 30 35
R
ec
al
q
u
e 
(m
m
)
√t (min)
INUNDAÇÃO
22 
 
23/mar 16:23 480 14,260 -46,65 
26/mar 08:23 4320 14,230 -50,46 
 
 
Gráfico 2.10: Consolidação do corpo de prova. 
 
Tabela 2.16: Ensaio de ruptura. 
Hora 
da 
Leitura do Anel 
Força 
Cisalhamen
to 
(Kg) 
Área 
Corrigid
a 
(cm2) 
Tensão 
Cisalhamen
to 
(kPa) 
Leituras 
nos 
Deformaçã
o 
Obtid
a 
Corrigid
a 
Vert
. 
(mm
) 
Hori
z. 
(mm) 
Vert
. 
(mm
) 
Hor. 
(mm
) 
08:27:0
0 
1000,
0 
0,00 0 100,28 0,00 
14,2
3 
0,00 0 0,00 
 
1040,
0 
40,00 10,73 100,23 10,71 
14,1
8 
0,05 
-
0,05 
0,05 
 
1063,
0 
63,00 16,90 100,18 16,87 
14,1
6 
0,10 
-
0,07 
0,10 
 
1078,
0 
78,00 20,93 100,13 20,90 
14,1
4 
0,15 
-
0,09 
0,15 
 
1091,
0 
91,00 24,42 100,08 24,40 
14,1
3 
0,20 
-
0,10 
0,20 
 
1099,
0 
99,00 26,56 100,03 26,55 
14,1
0 
0,25 
-
0,13 
0,25 
 1110, 110,00 29,51 99,98 29,52 14,0 0,30 - 0,30 
-60,00
-55,00
-50,00
-45,00
-40,00
-35,00
-30,00
-25,00
-20,00
-15,00
-10,00
-5,00
0,00
0 10 20 30 40 50 60 70
R
ec
al
q
u
e 
(m
m
)
√t (min)
CONSOLIDAÇÃO
23 
 
0 7 0,16 
 
1118,
0 
118,00 31,66 99,93 31,68 
14,0
5 
0,35 
-
0,18 
0,35 
 
1125,
0 
125,00 33,54 99,8833,58 
14,0
2 
0,40 
-
0,21 
0,40 
 
1133,
0 
133,00 35,68 99,83 35,74 
14,0
0 
0,45 
-
0,23 
0,45 
08:34:0
0 
1137,
0 
137,00 36,76 99,78 36,84 
13,9
7 
0,50 
-
0,26 
0,50 
 
1148,
0 
148,00 39,71 99,68 39,84 
13,9
3 
0,60 
-
0,30 
0,60 
 
1157,
0 
157,00 42,12 99,58 42,30 
13,8
8 
0,70 
-
0,35 
0,70 
 
1168,
0 
168,00 45,07 99,48 45,31 
13,8
4 
0,80 
-
0,39 
0,80 
 
1177,
0 
177,00 47,49 99,38 47,79 
13,8
0 
0,90 
-
0,43 
0,90 
 
1187,
0 
187,00 50,17 99,28 50,54 
13,7
4 
1,00 
-
0,49 
1,00 
 
1204,
0 
204,00 54,73 99,08 55,24 
13,6
6 
1,20 
-
0,57 
1,20 
 
1218,
0 
218,00 58,49 98,88 59,15 
13,6
0 
1,40 
-
0,63 
1,40 
 
1237,
0 
237,00 63,59 98,68 64,44 
13,5
2 
1,60 
-
0,71 
1,60 
 
1248,
0 
248,00 66,54 98,48 67,57 
13,4
6 
1,80 
-
0,77 
1,80 
 
1262,
0 
262,00 70,29 98,28 71,53 
13,4
1 
2,00 
-
0,82 
2,00 
08:57:0
0 
1293,
0 
293,00 78,61 97,78 80,40 
13,2
6 
2,50 
-
0,97 
2,50 
 
1317,
0 
317,00 85,05 97,28 87,43 
13,1
1 
3,00 
-
1,12 
3,00 
 
1340,
0 
340,00 91,22 96,78 94,26 
12,9
8 
3,50 
-
1,25 
3,50 
 
1357,
0 
357,00 95,78 96,27 99,49 
12,9
0 
4,00 
-
1,33 
4,00 
 
1373,
0 
373,00 100,08 95,77 104,49 
12,8
0 
4,50 
-
1,43 
4,50 
 
1387,
0 
387,00 103,83 95,27 108,98 
12,7
2 
5,00 
-
1,51 
5,00 
 
1413,
0 
413,00 110,81 94,27 117,54 
12,5
6 
6,00 
-
1,67 
6,00 
 
1432,
0 
432,00 115,91 93,27 124,27 
12,4
3 
7,00 
-
1,80 
7,00 
 
1450,
0 
450,00 120,74 92,27 130,85 
12,3
1 
8,00 
-
1,92 
8,00 
 1470, 470,00 126,10 91,27 138,17 12,2 9,00 - 9,00 
24 
 
0 2 2,01 
10:14:0
0 
1483,
0 
483,00 129,59 90,27 143,56 
12,1
4 
10,00 
-
2,09 
10,0
0 
 
 
Gráfico 2.11: Deformações do corpo de prova. 
 
 
Gráfico 2.12: Ruptura do corpo de prova. 
-2,20
-2,00
-1,80
-1,60
-1,40
-1,20
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D
ef
o
rm
aç
ão
 v
er
ti
ca
l (
m
m
)
Deformação horizontal (mm)
DEFORMAÇÕES
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Te
n
sã
o
 d
o
 C
is
al
h
am
en
to
 (
kP
a)
Deformação horizontal (mm)
RUPTURA
25 
 
Podemos assim, correlacionar os três ensaios segundo suas tensões normais aplicadas 
e suas respectivas deformações horizontais: 
 
 
Gráfico 2.13: Ruptura de cada corpo de prova segundo sua tensão normal aplicada. 
 
3.2 PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO 
 
A obtenção dos parâmetros de resistência ao cisalhamento, ou seja, coesão efetiva (c’) 
e ângulo de atrito interno efetivo (φ’), foi adquirido mediante a equação da reta que melhor 
relaciona os pontos obtidos da correlação entre as três tensões normais ensaiadas e o valor 
máximo da tensão de cisalhamento de cada uma. 
 
 
Gráfico 2.14: Parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo ensaiado. 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Te
n
sã
o
 d
o
 C
is
al
h
am
en
to
 (
kP
a)
Deformação horizontal (mm)
RUPTURA
50 kPa 100 kPa 200 kPa
y = 0,721x - 0,3
R² = 0,9997
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250
R
es
is
tê
n
ci
a 
ao
 C
is
al
h
am
en
to
 (
kP
a)
Tensão Normal (kPa)
26 
 
Assim, por similaridade matemática das equações abaixo, calculam-se os parâmetros 
de resistência ao cisalhamento do solo: 
 
𝜏′ = 𝑐′ + (𝜎 − 𝑢) × tan(𝜑′) (Equação 1.15) 
𝑦 = 0,721𝑥 − 0,3 (Equação 1.16) 
 
Tabela 2.17: Parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo. 
PARÂMETROS 
Coesão efetiva (c’) - 0,3 kPa ≈ 0 kPa 
Ângulo de atrito interno efetivo (φ’) 35,47 ° 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Através dos gráficos de inundação, deformação, consolidação e ruptura para cada 
ensaio apresentado foi possível construir o Gráfico 2.14, correspondentes às tensões de 
cisalhamento em função das tensões normais. Nele, foi possível traçar a envoltória de 
resistência do solo e a obtenção dos parâmetros de resistência (c’e φ’). Esses parâmetros são 
fundamentais para a compreensão da resistência do material em análise, e, portanto, para 
projetar e dimensionar obras geotécnicas com segurança, visto que a maioria dos solos 
resistem muito bem à compressão, porém, grande maioria têm uma capacidade limitada de 
resistência ao cisalhamento e à tração. 
Neste caso, observa-se que a coesão efetiva, isto é, o coeficiente linear da equação da 
reta, apresentou um valor negativo, o que indica que o material não tem coesão, sendo assim 
um solo arenoso. O ângulo de atrito interno efetivo, obtido pelo arctg do coeficiente angular 
da reta, por sua vez, parametriza o plano de ruptura do solo submetido a tensões cisalhantes e 
normais. 
 
5 CONCLUSÃO 
 
O ensaio proporcionou a obtenção da correlação entre o recalque e o tempo até sua 
ocorrência para a etapa de inundação e consolidação, também permitiu traçar a correlação 
entre a tensão ao cisalhamento e sua correspondente deformação na etapa de ruptura. Por 
meio destes, enfim, foi possível adquirir o traçado da reta de resistência por tensão normal, o 
qual se retira os parâmetros de coesão e atrito. 
27 
 
Assim, é possível caracterizar e classificar o solo, dando-lhe uma finalidade correta. 
 
6 BIBLIOGRAFIA 
 
PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos, 3ª Edição. São Paulo, 2006. 
MARANGON, M. Mecânica dos Solos II: Resistência ao cisalhamento dos Solos. Núcleo de 
Geotecnia, Juiz de Fora, MG, 2013. Disponível em < 
http://www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/ms2_unid05-P1.pdf> Acesso em: 17 de Junho de 
2018. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR ISSO 12957-1. 
Geossintéticos - Determinação das características de atrito - Parte 1: Ensaio de cisalhamento 
direto. Rio de Janeiro, 2013.