Indices Fisicos dos Solos

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Mecânica dos Solos I
Índices Físicos dos Solos
•3.1 Fases do Solo
•A água contida no solo pode ser classificada em :
•Água de Constituição: é a que faz parte da estrutura molecular da partícula sólida;
•Água adesiva ou adsorvida: película de água que envolve e adere fortemente a partícula sólida;
•Água livre : é a que se encontra em uma determinada zona do terreno, enchendo todas os seus vazios;
•Água higroscópica : É a que ainda se encontra em um solo seco ao ar livre, em função da água em vapor
• contida na atmosfera;
•Água capilar : é aquela que nos solos de grãos finos sobe pelos interstícios capilares deixados pelas 
•partículas sólidas. 
•Água livre, higroscópica e capilar:- são as que podem ser totalmente vaporadas pelo efeito do calor (>100º C).
•Fase gasosa:- constituída por ar, vapor d’água e carbono combinado.
3.2 Teor de Umidade de um Solo
Umidade (h) de um solo – razão entre o peso da água 
contida num certo volume de solo e o peso da parte 
sólida. Existente neste mesmo volume, em 
porcentagem.
h(%) = Pa/Ps ( x100)
h = (P1-P2)/(P2-P) = Pa/Ps 
onde :
P1 = peso original da amostra + tara;
P2 = peso seco da amostra + tara;
P = tara da cápsula.
Toma-se uma porção de solo (aprox. 50,0 g), colocando-a numa cápsula de 
alumínio com tampa;
Pesa-se o solo úmido + cápsula (precisão de 0,01g);
Leva-se a cápsula destampada a uma estufa até constância de peso (aprox. 6 horas 
para solos arenosos e 24 horas para solos argilosos);
Pesa-se o conjunto solo seco + cápsula.
Procedimento para Determinação do Teor de Umidade
Aparelho Speedy
 carbureto de cálcio (CaC2),
 
CaC2 + 2H20 = Ca(OH) 2 + C2H2
3.3 Peso Específico Aparente de um Solo ( h≠0 )
γ = Pt / Vt
Para determinação de γ, geralmente utiliza-se o “método do Frasco de Areia”
3.4 Peso Específico Aparente de um Solo Seco (γs)
γs = Ps / Vt
γs = γ / 
(1+h)
γg = Ps / Vs
onde :
 Ps = peso da substancia sólida;
Vs = volume da substancia sólida. 
Densidade Relativa (δ) das partículas é a razão entre o peso da parte solida 
dos grãos e o peso de igual volume de água pura a 4º C. 
 δ = γg /γa
sendo γa = 1,0 g/cm
3 
A determinação da densidade relativa é realizada através do “método do 
picnômetro”.
3.5 Peso Especifico das partículas ( γg)
) Um recipiente de vidro e uma amostra indeformada de 
um solo saturado pesaram 68,959g. Depois de seco o 
peso foi de 62,011g, o recipiente de vidro pesa 35,046g 
e o peso específico seco é de 2,80 g/cm3. Determinar, o 
teor de umidade e o peso específico da amostra.
atividade
 
 
 
(1) (2) (3) (4)
Método do Picnômetro
Material utilizado:
1- Picnômetro (500 ml)
2- Termômetro
3- Bomba a vácuo 
4- Balança 
Procedimento:-
- pesa-se o Picnômetro vazio, seco e limpo (P1);
- coloca-se a amostra no Picnômetro (aprox. 80g para solos argiloso e 150g para solos arenosos) e 
pesa-se (P2);
- mexe-se o Picnômetro, visando eliminar possíveis vazios entre a amostra ;
- leva-se a bomba de vácuo pôr cerca de 10 minutos e continuamos mexendo aleatoriamente, 
- enche-se completamente o Picnômetro com água destilada, tampa-se o Picnômetro;
- pesa se o Picnômetro (P3);
- medimos a temperatura no Picnômetro, pela temperatura , obtemos na curva de calibração o peso do 
balão mais água (P4)
δ = (P2 – P1)/((P4-P1) - (P3-P2)) = γg/γa
 
onde :
P1 - Balão seco e limpo
P2 - Balão + solo
P3 - Balão + solo + água
P4 - Balão + água
Método do Picnômetro
3.6 Índice de Vazios (e)
É a razão entre o volume de vazio (Vv) e a volume da parte sólida do solo (Vs) 
e = Vv / Vs
3.7 Grau de Compacidade (GC)
É a relação entre o volume de vazios e o volume total de 
uma amostra do solo.
η (%) = Vv / Vt (x100)
η = e / (e + 1)
3.8 Porosidade de um Solo (η) 
É a porcentagem de água contida nos seus vazios, sendo a relação entre o 
volume de água e o volume de vazios.
S (%) = Va / Vv ( x100)
S e = h δ
3.9 Grau de Saturação de um Solo (S)
A (%) = Var / Vv (x100) 
A = (Vv - Va) / Vv = 1 - S
3.10 Grau de Aeração
γsat = (δ + e ) γa / (1+ e) 
3.11 Peso Específico de um Solo Saturado
Quando o solo é submerso, as partículas sólidas sofrem o 
empuxo da água, e então :
γsub = ( δ - 1 ) γa / (1+ e) 
γsub = γsat - γa
3.12 Peso Específico de um Solo Submerso
Solo Submerso x Solo Saturado
1) Uma amostra de solo saturado tem um volume de 0,0283m3 e um peso de 57,2kg 
e um peso seco de 47,2kg. O peso específico dos grãos é 2,79 t/m3. 
Considerando-se que os vazios estão tomados por água pura, determinar o teor de 
umidade e o índice de vazios do solo.
2) Um recipiente de vidro com volume de 14,75 cm³ e uma amostra indeformada de 
um solo saturado pesaram 68,959g. Depois de seco o peso foi de 62,011g, o 
recipiente de vidro pesa 35,046g e o peso específico dos grãos é de 2,80 g/cm3. 
Determinar o índice de vazios, o teor de umidade e a porosidade da amostra 
original.
3) Uma amostra de areia úmida tem um volume de 464 cm3 em seu estado natural e 
um peso de 793,0g. O seu peso seco é 735,0g e peso específico dos grãos é 
2,68g/cm3. Determinar o índice de vazios, a porosidade, o teor de umidade e o grau 
de saturação.
Exercícios
4) Dois depósitos arenosos apresentam as seguintes características:
Depósito arenoso A : ∈máx = 1,2 ; ∈min = 0,5 e ∈nat =0,6 
Depósito arenoso B : ∈máx = 0,9 ; ∈min = 0,3 e ∈nat =0,6
Qual depósito é mais compacto ?
5) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tinha H= 12,5cm, φ = 5,0cm e 
sua massa era de 478,25g, após secagem passou a 418,32g. Sabendo-se que o peso 
específico dos grãos é 2,70g/cm3, determinar o peso específico aparente seco, 
índice de vazios, porosidade, grau de saturação e teor de umidade.
6) Uma amostra de solo de 1.000,0g com umidade de 16,0% , passou a ter umidade de 
26,0% em função da adição de água. Qual a quantidade de água acrescida a esta 
amostra ?
7) Determinada amostra com peso específico igual à 1,95 g/cm3 e umidade igual à 
18,0%, foi deixada ao sol até atingir peso específico igual à 1,80 g/cm3. Admitindo 
que não houve variação de volume, qual o novo teor de umidade ?
8) Para realização de um aterro serão necessários 50.000 m3 de solo, peso específico 
de 1,50 g/cm3 e umidade de 18,0 %. O solo a ser utilizado apresenta peso 
específico dos grãos igual a 2,80 g/cm3 e índice de vazios igual a 1. Qual o volume 
a ser escavado na jazida para execução deste aterro?
VIOLANTE, Vitor Manuel. Apostila: Mecânica 
dos solos I. Marília: Unimar, 2009.
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos 
e suas aplicações. 6.ª Rio de Janeiro: LCT, 
1988.
VARGAS, Milton. Introdução à Mecânica dos 
solos. São Paulo: McGraw-Hill, 1977.
Referências