RELATÓRIO DE ENSAIOS DE MECÂNICA DOS SOLOS II

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES 
CAMPUS SANTO ÂNGELO 
DEPARTAMENTO DA ÁREA DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANA LUÍZA GIONGO 
GUSTAVO HENRIQUE CLERICE 
KATCHER KIST 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE ENSAIOS DE MECÂNICA DOS SOLOS II: 
COMPACTAÇÃO: ENERGIA NORMAL; 
LIMITES DE CONSISTÊNCIA: LIMITE DE LIQUIDEZ; 
LIMITES DE CONSISTÊNCIA: LIMITE DE PLASTICIDADE; 
MASSA ESPECÍFICA REAL DOS GRÃOS; 
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS POR PENEIRAMENTO; 
ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR); 
UMIDADE DO SOLO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santo Ângelo/RS 
Julho de 2019 
Rectangle
2 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 4 
1.1 Objetivos ........................................................................................................... 4 
2. LIMITES DE CONSISTÊNCIA: LIMITE DE LIQUIDEZ (NBR 6459/2017) . 4 
2.1 Introdução ........................................................................................................ 4 
2.2. Objetivo ............................................................................................................... 5 
2.3. Material Utilizado ......................................................................................... 5 
2.4. Metodologia................................................................................................... 5 
2.5. Apresentação dos Resultados ....................................................................... 7 
3. LIMITES DE CONSISTÊNCIA: LIMITE DE PLASTICIDADE (NBR 
7180/2016) 8 
3.1 Introdução ............................................................................................................ 8 
3.2 Objetivo ......................................................................................................... 9 
3.3 Material Utilizado ......................................................................................... 9 
3.4. Metodologia ...................................................................................................... 9 
3.5. Apresentação dos Resultados ......................................................................... 10 
4. MASSA ESPECÍFICA REAL DOS GRÃOS.................................................. 11 
4.1. Introdução .................................................................................................... 11 
4.2. Objetivo ......................................................................................................... 11 
4.3. Material Utilizado .......................................................................................... 11 
4.4. Metodologia ................................................................................................... 12 
4.5. Cálculos ......................................................................................................... 13 
4.6. Apresentação dos resultados .......................................................................... 13 
5. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS POR PENEIRAMENTO ...... 14 
5.1. Introdução ...................................................................................................... 14 
5.2. Objetivo ......................................................................................................... 14 
5.3. Material Utilizado........................................................................................... 14 
5.4. Metodologia ...................................................................................................... 15 
5.5. Cálculos ........................................................................................................... 16 
5.6. Apresentação dos resultados ............................................................................. 18 
6. COMPACTAÇÃO: Energia Normal (NBR 7182/2016) ................................... 18 
6.1 Introdução .......................................................................................................... 18 
6.2. Referencial Teórico ...................................................................................... 19 
6.3. Objetivo .......................................................................................................... 20 
3 
 
6.4. Material Utilizado .......................................................................................... 20 
6.5. Metodologia .................................................................................................... 20 
6.6. Apresentação dos Resultados ......................................................................... 24 
7. ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR): ENERGIA NORMAL (IE / 
DNER 49/74) ........................................................................................................................... 26 
7.1. Referencial teórico ............................................................................................. 26 
7.2. Material Utilizado........................................................................................... 26 
7.3. Metodologia ..................................................................................................... 26 
7.4. Apresentação dos Resultados ......................................................................... 28 
8. UMIDADE DO SOLO ....................................................................................... 30 
8.1. Introdução .......................................................................................................... 30 
8.2. Objetivos ............................................................................................................ 30 
8.3. Materiais Utilizados ........................................................................................... 30 
8.4. Metodologia ........................................................................................................ 31 
8.5. Cálculos .............................................................................................................. 31 
8.6. Apresentação dos Resultados ............................................................................ 32 
9. CONCLUSÃO DOS ENSAIOS ......................................................................... 32 
10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .............................................................. 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
Todo o território nacional possui diversos tipos de solos, que podem ter tido origem em 
rochas vulcânicas extrusivas, como os originados pela decomposição de basalto; solos oriundos 
da decomposição de rochas intrusivas, como granito; de rochas sedimentares, como calcário; de 
rochas metamórficas, como o gnaisse, além de uma farta ocorrência de solos sedimentares. 
Por este motivo, em qualquer projeto da área da engenharia é de suma importância a 
realização de ensaios de caracterização do solo, pois não obtemos um padrão de solo em âmbito 
nacional nem em âmbito estadual. Sendo assim, uma das mais importantes fases preliminares em 
qualquer tipo de construção é a investigação sobre as características do terreno. Para projetar as 
fundações, por exemplo, a providência inicial é a realização de ensaios de campo para identificar 
as camadas que formam o perfil geotécnico. 
Conhecer as particularidades de cada camada do solo como os índices físicos, as 
caracterizações e a resistência são de grande importância para identificar cada característica do 
terreno, a presença de solo arenoso, de argilas, siltes, bem como a capacidade de suporte e a 
classificação de compactação do terreno. 
1.1 Objetivos 
Através de ensaios realizados no laboratório de Engenharia Civil da Universidade 
Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – URI Campus Santo Ângelo, o objetivo do 
relatório é relatar (descrever)os ensaios de compactação, limite de liquidez, limite de 
plasticidade, umidade do solo, massa especifica real dos grãos e índice de suporte Califórnia 
(CBR). 
 
2. LIMITES DE CONSISTÊNCIA: LIMITE DE LIQUIDEZ (NBR 6459/2017) 
2.1 Introdução 
A consistência do solo é uma importante informação no campo da engenharia. Ela 
determina o comportamento do solo ao sofrer tensões e deformações. O grau de consistência do 
solo pode exercer considerável influência sobre o regime de água no mesmo, afetando a 
condutividade hidráulica e permitindo inferências sobre a umidade. Também é determinante na 
resistência do solo à penetração e na compactação. Em estudos geotécnicos, a correlação entre o 
limite de liquidez e o limite de plasticidade, tem grande aplicação em avaliações de solo para uso 
em fundações, construções de estradas e estruturas para armazenamento e retenção de água. 
5 
 
O Limite de Liquidez (LL) é a umidade de transição entre os estados líquido e plástico do 
solo. Experimentalmente corresponde ao teor de umidade com que o solo fecha certa ranhura sob 
o impacto de 25 golpes do aparelho de Casagrande. 
2.2. Objetivo 
O objetivo deste relatório é relatar os seguintes ensaios: limites de liquidez (LL) e proceder à 
realização dos ensaios de limites de Atterberg visando obter os valores do LL do solo ensaiado, 
conforme estabelece a NBR 6459. E a partir dos dados existentes no exemplo estudado, obter a 
curva de umidade em função do número de golpes para o ensaio de limite de liquidez da 
amostra. 
2.3. Material Utilizado 
- Aparelho de Casagrande; 
- Cinzel; 
- Balança; 
- Estufa; 
- Cápsulas de porcelana; 
- Espátula metálica; 
- Água destilada 
- Amostra de solo. 
 
2.4. Metodologia 
Para iniciar os procedimentos do ensaio, primeiramente verifica-se o estado e a calibração 
do aparelho de Casagrande (figura 1). 
Coloca-se parte da amostra, previamente secada ao ar e passada na peneira 40, no 
recipiente de porcelana e aos poucos se adiciona água até a homogeneização da massa. 
 
 
 
 
6 
 
Figura 1 - Aparelho de Casagrande 
 
 Fonte: Autores. 
 
Passa-se para a concha do aparelho de Casagrande dois terços da amostra, e com o cinzel, 
divide-se a massa em duas partes para que haja uma abertura central de tal forma que a parte 
central fique com 1 cm de espessura, no sentido do maior comprimento do aparelho (figura 2). 
Figura 2 – Hachura do cinzel. 
 
 Fonte: Autores. 
 
Após este passo, iniciar os golpes na concha com o auxílio da manivela, contando o 
número de golpes até que se constate o fechamento da ranhura num comprimento de 1,2 cm 
interrompe-se o ensaio e retira-se uma pequena quantidade do material no local onde as bordas 
da ranhura se tocaram para a determinação da umidade (figura 3). 
7 
 
Figura 3 – Moldagem depois dos golpes. 
 
 Fonte: Autores. 
 
Após esta etapa, deve-se coletar com a espátula parte da amostra e colocar na cápsula a 
qual deverá ser pesada e levada para secagem na estufa pré-aquecida, entre 105ºC e 110ºC. 
Repete-se esse processo para coletar cinco amostras, no mínimo (figura 4). 
Figura 4 – Amostras coletadas para serem colocada na estufa. 
 
 Fonte: Autores. 
 
2.5. Apresentação dos Resultados 
Depois de todo o procedimento do ensaio, o resultado obtido através do gráfico Limite de 
Liquidez foi de 49,10% de umidade. Abaixo segue tabela e gráfico de resultados: 
 
 
8 
 
Tabela 1 - Resultado Limite de Liquidez 
 
 Fonte: Autores. 
 
Gráfico 1 - Limite de Liquidez 
 
 Fonte: Autores. 
 
3. LIMITES DE CONSISTÊNCIA: LIMITE DE PLASTICIDADE (NBR 7180/2016) 
3.1 Introdução 
A consistência do solo é uma importante informação no campo da engenharia. Ela 
determina o comportamento do solo ao sofrer tensões e deformações. O grau de consistência do 
solo pode exercer considerável influência sobre o regime de água no mesmo, afetando a 
condutividade hidráulica e permitindo inferências sobre a umidade. Também é determinante na 
resistência do solo à penetração e na compactação. Em estudos geotécnicos, a correlação entre o 
limite de liquidez e o limite de plasticidade, tem grande aplicação em avaliações de solo para uso 
em fundações, construções de estradas e estruturas para armazenamento e retenção de água. 
9 
 
O Limite de Plasticidade (LP) é tido como o teor de umidade em que o solo deixa de ser 
plástico, tornando-se quebradiço, é a umidade de transição entre os estados plástico e 
semissólido do solo. Em laboratório o LP é obtido determinando- se o teor de umidade no qual 
um cilindro de um solo com 3mm de diâmetro apresenta-se fissuras. 
 
3.2 Objetivo 
O objetivo deste relatório é relatar os seguintes ensaios: limite de plasticidade (LP) e 
proceder à realização dos ensaios de limites de Atterberg visando obter os valores do LP do solo 
ensaiado, conforme estabelece a NBR 7180. 
3.3 Material Utilizado 
- Placa de vidro esmerilhada; 
- Estufa; 
- Cápsulas de porcelana; 
- Espátula metálica; 
- Água destilada. 
 
3.4. Metodologia 
Com a devida amostra de solo coletado, previamente secado ao ar e passado na peneira 
0,40 mm, coloca-se parte da amostra no recipiente de porcelana e vai-se adicionando água até a 
homogeneização da massa, semelhante ao ensaio do Limite de Liquidez. 
Molda-se certa quantidade da massa em forma elipsoidal rolando-a em seguida sobre a 
placa de vidro com as mãos, até que fissure em pequenos fragmentos quando essa atingir 
dimensões de 3 mm de diâmetro (figura 5) e 10 cm de comprimento (figura 6). 
 Figura 5 – Amostra em forma elipsoidal. Figura 6 – Amostra de 10 cm. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
10 
 
Coletam-se alguns fragmentos fissurados para a determinação da umidade. Repete-se o 
processo no mínimo por mais quatro vezes. Por fim, leva-se as 5 amostras para a estufa. 
3.5. Apresentação dos Resultados 
 
Tabela 2 - Resultado do Limite de Plasticidade 
 
 Fonte: Autores 
 
O teor do limite de plasticidade é considerado como, a média aritmética dos teores de 
umidade das amostras. O valor calculado foi 45,79%. 
Na Mecânica dos solos, o Índice de Plasticidade (IP) é obtido através da diferença 
numérica entre o Limite de liquidez (LL) e o Limite de plasticidade (LP), com a determinação 
dos limites de consistência, podemos determinar IP. 
IP = LL – LP 
IP = 49,10 – 45,79 
IP = 3,31 % 
O IP é expresso em percentagem e pode ser interpretado, em função da massa de uma 
amostra, como a quantidade máxima de água que pode lhe ser adicionada, a partir de seu Limite 
de plasticidade, de modo que o solo mantenha a sua consistência plástica. 
Este índice determina o caráter de plasticidade de um solo, assim, quanto maior o “IP”, 
tanto mais plástico será o solo. Segundo Jenkins, os solos poderão ser classificados em: 
 
Tabela 3 - Índice de Plasticidade segundo Jenkins 
11 
 
 
A análise da tabela acima permite avaliar que a amostra de solo ensaiada é fracamente 
plástica. 
4. MASSA ESPECÍFICA REAL DOS GRÃOS 
4.1. Introdução 
Os solos são sistemas de três fases: ar, água e sólidos. Normalmente torna-se necessário 
encontrar relações de um determinado material, separando-os dos demais. Isso acontece quando 
achamos o teor de umidade, o índice de vazios e a massa específica dos grãos, que nos dá 
informações novas e importantes e que expande nosso conhecimento de determinado solo. 
A massa específica real de um solo é o valor médio da massa específica dos grãos do 
solo, ou seja, os vazios não são computados. A sua obtenção é necessária para o cálculo do 
ensaio de sedimentação e a determinação do índice de vazios e demais índices físicos dosolo. 
Tem como fundamentação teórica o princípio de Arquimedes, segundo o qual um corpo 
submerso num líquido desloca um volume deste igual ao volume do próprio corpo. 
 
4.2. Objetivo 
Este ensaio busca a determinação da massa específica dos grãos de solos que passam na 
peneira de 4,8 mm, por meio de picnômetro. 
 
4.3. Material Utilizado 
- Duas capsulas para armazenamento do solo; 
- Peneira 200mm; 
- Picnômetro; 
- Dissecador; 
- Suporte para picnômetro; 
12 
 
- Bomba de vácuo; 
- Pipeta graduada; 
- Água; 
- Amostra de solo; 
- Balança de precisão; 
- Estufa. 
 
4.4. Metodologia 
Utilizamos uma amostra pré-escolhida, a qual ficou 24 horas na estufa, com temperatura 
entre 105ºC e 110ºC, nas cápsulas 67 e 68. 
Já no segundo momento, a amostra de solo foi peneirada e devidamente pesada. 
Posteriormente, o picnômetro vazio, completamente seco, foi pesado e em seguida adicionado o 
solo no picnômetro e, então, pesado o conjunto picnômetro e solo amostral. 
Logo em seguida, com o auxílio de uma pipeta graduada, foi adicionada água ao 
picnômetro até cobrir todo o solo e preenche-lo completamente (figura 7). Neste momento foi 
feita a retirada de todo o ar do interior da amostra através de uma bomba de vácuo (figura 8). 
Neste processo foi deixada a bomba ligada durante 10 minutos e após isso ela é desligada e o 
picnômetro sacudido levemente para que todo o ar seja disperso. Em seguida, deixa-se os 
picnômetro sob ação da bomba de vácuo por mais 10 minutos. 
 Figura 7 – Amostras no picnômetro. Figura 8 – Retirada do ar com bomba a vácuo. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
13 
 
Seguindo o procedimento experimental, foi realizada a terceira pesagem: conjunto 
picnômetro, solo amostral e água. Logo em seguida, todo o material foi retirado do picnômetro, 
este foi devidamente lavado e realizou-se a última pesagem que consistia no conjunto 
picnômetro e água. Sem mais, o picnômetro foi esvaziado e recolocado na estufa pra secar e 
poder voltar a ser utilizado em outra ocasião. Sem mais pesagens e de posse dos resultados, foi 
determinada a massa específica real dos grãos. 
4.5. Cálculos 
Com os valores das quatro pesagens da amostra, encontra-se a densidade real dos grãos 
através da equação: 
 
 
4.6. Apresentação dos resultados 
Partindo da equação da densidade real do solo e dos resultados experimentais, obtém-se a 
tabela 4 com resultados do ensaio laboratorial. 
Tabela 4 - Determinação da Umidade 
 
 Fonte: Autores. 
 
14 
 
5. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS POR PENEIRAMENTO 
5.1. Introdução 
O solo pode ser definido como o agregado não cimentado de grãos minerais e matéria 
orgânica decomposta, com líquido e gás nos espaços vazios entre as partículas sólidas. 
Para o Engenheiro Civil, a necessidade do conhecimento das propriedades do solo vai 
além do seu aproveitamento como material de construção, pois o solo exerce um papel especial 
nas obras de Engenharia, uma vez que cabe a ele absorver as cargas aplicadas na sua superfície, e 
mesmo interagir com obras implantadas no seu interior. Todas as obras de Engenharia Civil se 
assentam sobre o terreno e, por isso, requerem que o comportamento do solo seja devidamente 
considerado. Assim, pode-se dizer que a Mecânica dos Solos estuda o comportamento do solo 
quando submetidos a tensões (como nas fundações) ou quando aliviados (como nas escavações) 
ou perante o escoamento de água nos seus vazios. 
5.2. Objetivo 
Após aprendizado em sala de aula, busca-se a aplicação destes conhecimentos em ensaios 
no laboratório de engenharia civil para a devida comprovação de conceitos. O intuito destes 
ensaios é aliar a teoria e prática, além de trazer resultados de ensaios como Análise 
Granulométrica por Peneiramento e por Sedimentação. 
 
5.3. Material Utilizado 
- Balança elétrica com capacidade de 5 kg e sensibilidade de 0,1 g; 
- Estufa capaz de manter a temperatura entre 60ºC e 65ºC, e entre 105ºC e 110ºC; 
- Recipientes para guardar as amostras sem variação de umidade; 
- Duas cápsulas; 
- Provetas de vidro; 
- Almofariz e mão de gral (o almofariz é uma tigela de porcelana com capacidade de 
5 litros e a mão de gral uma espécie de soquete que serve para desterrar os torrões existentes 
no solo); 
- Peneiras de 50; 38; 25; 19; 9,5; 4,8; 2,0; 1,2; 0,6; 0,42; 0,25; 0,15 e 0,075 mm; 
- Escova de cerdas metálicas. 
 
 
15 
 
5.4. Metodologia 
A amostra de solo a ser utilizada deve ser seca ao ar livre. Para iniciar- se o ensaio de 
peneiramento, em seguida leva-se a amostra ao almofariz e com o auxílio da mão de gral, 
desmancha-se os torrões de solo existentes para em seguida fazer o peneiramento na peneira 4. 
Com a amostra homogeneizada, pesou-se 1000 g de solo para a realização do peneiramento. 
Como é necessário conhecer a umidade higroscópica do solo, retirou-se duas amostras de solo 
que irão para a estufa, cápsula 67 = 73,98 g e cápsula 68 = 85,01 g, em seguida pesou-se a 
amostra novamente, obtendo 878,0 g. Inicia-se então o peneiramento das amostras de solo 
graúdo e miúdo. Solo peneirado foi pesado (figura 9). 
Figura 9 – Solo peneirado e pesado. 
 
 Fonte: Autores. 
 
Faz-se uma base com as peneiras de malha maior (para que fique mais alto) e encaixa-se 
a peneira 200 em cima, por último, com o material já peneirado que será lavado (figura 10). 
Figura 10 – Lavagem da amostra peneirada. 
 
 Fonte: Autores. 
 
16 
 
Após 2 horas aproximadamente lavando o solo, quando toda a argila que estava em volta 
dos grãos se desfez indo embora com água, terminou-se a lavagem do solo, estando assim pronta 
para ir para a estufa por 24 horas. Passadas às 24 horas na estufa, o material está pronto para 
começar o processo de peneiramento (figura 11). 
Figura 11 – Amostra após 24 h na estufa. 
 
 Fonte: Autores. 
 
5.5. Cálculos 
Primeiramente, calculou-se umidade higroscópica do material 
separado com a seguinte equação: 
 
Onde: 
H = percentagem de umidade; 
Pa = peso da água; 
Ps = peso do solo seco. 
Em seguida, calculou-se o percentual de material que passa nas peneiras (Qg) (figura 12), 
utilizando-se a equação: 
 
17 
 
 
Onde: 
Qg= porcentagem de material passado em cada peneira; 
Ms= massa total da amostra seca; 
Mi= massa do material retido acumulado em cada peneira. 
 
Figura 12 – Peneiras utilizadas no processo. 
 
 Fonte: Autores. 
 
A tabela 5, mostra a quantidade de material que ficou retido em cada peneira. 
 
Tabela 5 – Material retido nas peneiras. 
 
 Fonte: Autores. 
 
 
 
 
18 
 
5.6. Apresentação dos resultados 
Os resultados encontram-se anexados ao relatório. 
Durante todo o procedimento de analise granulométrico por peneiramento, percebe-se 
que as utilizações das normas técnicas são de suma importância para um resultado mais exato 
possível. 
Esse procedimento também mostrou como uma amostra de solo qualquer apresenta grãos 
de todas as dimensões possíveis, visíveis a olho nu ou tão minúsculos. E isso permite verificar se 
aquele solo pode ou não ser utilizado em um determinado serviço, ou se ele permite uma 
trabalhabilidade adequada para o que for preciso. 
 
6. COMPACTAÇÃO: Energia Normal (NBR 7182/2016) 
6.1 Introdução 
A compactação do solo é o aumento da densidade do solo onde ocorre o aumento da 
resistência, a redução da permeabilidade, a redução da disponibilidade de nutrientes e água e a 
redução da sua porosidade, que se dá quando ele é submetido a um grande esforço ou a uma 
pressão contínua. 
A compactação de um solo consiste basicamente em se reduzir seus vazios como auxílio 
de processos mecânicos. O adensamento que é a expulsão da água e a compactação que é a 
expulsão do ar. 
A compressão é um método de estabilização do solo que é realizada através da aplicação 
de alguma forma de energia, seja por impacto, vibração, compressão estática ou dinâmica. Seu 
efeito dá ao solo um aumento de seu peso específica e resistência ao corte e uma diminuição no 
índice de vazio, permeabilidade e compressibilidade. 
Existem diversas formas de se medir a compactação do solo. A maioria dos métodos 
envolve análises de laboratório, com coleta de solo para análise. Existem, também, equipamentos 
que permitem medir a compactação em campo, denominada penetrômetros. 
É através do ensaio de compactação que é possível obter a correlação entre o teor de 
umidade e a massa específica aparente seca de solos quando compactados, aplicando-se 
determinada técnica de ensaio. 
19 
 
O índice de vazios final do solo é em função do tipo e estado do solo original e da energia 
empregada na sua compactação. 
6.2. Referencial Teórico 
Compactação de solo é definida como o método de aumentar mecanicamente a densidade 
do solo. Em construção, esta é uma parte importante do processo de edificação, através dele é 
possível obter a densidade máxima do maciço terroso, condição que aperfeiçoa o 
empreendimento com relação ao custo e ao desempenho estrutural e hidráulico. 
O tipo de compactação usado nesse ensaio foi o de compactação dinâmica que é por 
impacto, que se dá pela queda do soquete. 
O ensaio consiste em um processo de compactação de uma amostra de solo com o 
volume aproximado de 1000 cm³, dispostas em três camadas subsequentes, intercaladas pela 
ação de 26 golpes aplicados por um soquete que pesa 2,50 Kg, caindo da altura de 30 cm. Na 
compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes; o aumento da 
massa especifica corresponde à eliminação de ar dos vazios. 
A saída do ar é facilitada porque, quando a umidade não é muito elevada, o ar se encontra 
em forma de canalículos intercomunicados. A redução do atrito pela água e os canalículos 
permitem uma massa específica maior quando o teor de umidade é maior. A partir de certo teor 
de umidade, entretanto, a compactação não consegue mais expulsar o ar dos vazios, pois o grau 
de saturação já é elevado e o ar está ocluso. Há, portanto para a energia aplicada, certo de teor de 
umidade denominado umidade ótima (hot), que conduz a massa especifica seca máxima 
(Yxmáx). A energia de compactação do ensaio é calculada através da equação abaixo: 
 
Onde: 
E = energia específca de compactação; 
n = número de camadas; 
N = número de golpes por camada; 
P = peso do soquete; 
H = altura de queda do soquete; 
V = volume do solo compactado. 
20 
 
 
6.3. Objetivo 
O objetivo deste relatório é relatar o seguinte ensaio de compactação do solo, 
determinando a umidade ótima do solo, para uma dada energia de compactação e também 
determinar o peso especifico aparente seco máximo associado a umidade ótima. 
 
6.4. Material Utilizado 
- Peneira nº 4 mm; 
- Balança AS5500 C; 
- Cilíndrico nº. 1, volume de 1000cm³, peso de 2448g; 
- Peso da amostra de 3000g; 
- Soquete cilíndrico com 50 mm de diâmetro, face inferior plana, peso de 2,5 Kg 
equipado com dispositivo para controle de altura de queda (305mm) 
- Extrator de amostras; 
- Régua de aço; 
- Proveta de vidro graduada; 
- Espátulas, pazinhas, colheres, faca; 
- Cápsulas de alumínio para determinação de umidade; 
- Estufa; 
- Folha de ensaio. 
 
6.5. Metodologia 
Para este ensaio, foi utilizada uma amostra de 3.000 g de solo seco ao ar e destorroado 
(figura 1), passado na peneira nº 4 (4,8 mm). 
 
 
 
 
21 
 
Figura 13 – 3000 g de amostra peneirada. 
 
 Fonte: Autores. 
 
Em seguida coloca-se uma porcentagem inicial de água à amostra para o primeiro ponto 
(figura 14). Define-se a umidade de início adicionando água ao solo aos poucos até que 
verificasse que é possível moldar um “bolo” de solo entre os dedos sem que o mesmo se 
despedace ou solte poeira (figura 15). 
 Figura 14 – Amostra molhada. Figura 15 – Verificação da quantidade de água. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
Coloca-se o solo no molde em três camadas iguais (figura 16), e compacta-se cada uma 
cobrindo aproximadamente um terço do molde com 26 golpes distribuídos uniformemente 
sobre a superfície da camada, com o soquete caindo de 305 mm (figura 17). 
 
 
 
 
 
22 
 
 
 Figura 16 – Amostra no molde. Figura 17 – Amostra sendo compactada. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
Cuidadosamente retira-se o colar e o excesso de solo acima da altura do molde com o 
auxílio de uma régua de aço (figura 18), deixando a amostra com o mesmo volume do cilindro, 
em seguida pesa-se o molde com a amostra compactada (figura 19). 
 Figura 18 – Retirada do excesso de solo. Figura 19 – Amostra pesada. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
Com o auxílio do extrator retira-se a amostra do cilindro (figura 20) e em seguida 
partindo-a ao meio (figura 21) e pega-se o miolo da amostra compactada para determinar a 
umidade. 
 
23 
 
Figura 20 – Retirada da amostra com extrator. Figura 21 – Amostra partida ao meio. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
Em seguida, coloca-se o miolo da amostra dentro de uma cápsula de alumínio e pesa-se 
(figura 22). 
Figura 22 – Miolo da amostra coletada. 
 
 Fonte: Autores. 
 
 
Para as próximas amostras, quebra-se o solo moldado até ficar todo solto novamente. 
Adiciona-se mais 60 ml de água, e fazer a homogeneização cuidadosa do material. 
A partir da 2ª amostra, repete-se os processos dos itens a partir do 3, chegando ao final 
sempre adicionando 60 ml ao solo, moldando assim sucessivamente 6 amostras. 
Logo, leva-se as 6 amostras para uma estufa por 24 horas. 
24 
 
Após as 24 horas, retira-se a amostra da estufa e pesa-se a amostra seca com a cápsula de 
alumínio. 
Calcula-se os pesos específicos secos e as umidades para cada determinação e traça-se a 
curva de compactação. Determina-se a densidade real do solo. 
 
6.6. Apresentação dos Resultados 
Inicialmente, calcula-se para cada corpo de prova o peso do solo compactado, que é o 
peso do cilindro menos o peso do cilindro + solo compactado. Em seguida calcula-se o peso 
especifico aparente do solo úmido. 
 
Contudo, com os dados das cápsulas, pode-se calcular o teor de umidade de cada 
moldagem dos corpos de prova. 
 
Com os valores de e h, pode-se calcular o peso específico aparente seco: 
 
Os cálculos foram obtidos pela tabela do excel para a curva de compactação (Tabela 6): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
Tabela 6 - Ensaio de Compactação 
 
 Fonte: Autores. 
 
Com os resultados obtidos, traça-se a curva de compactação, onde no gráfico o teor de 
umidade (h) é colocado no eixo das abcissas, e o peso especifico aparente seco (Ys) no eixo da 
ordenadas. 
Gráfico 2 - Curva de Compactação 
 
 Fonte: Autores. 
 
26 
 
Através deste gráfico, encontramos a densidade máxima de 1,36 g/cm³ e a umidade 
ótima de 30,90%. 
 
7. ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR): ENERGIA NORMAL (IE / DNER 
49/74) 
7.1. Referencial teórico 
Trata-se de um método de ensaio empírico, adotado por grande parcela de órgãos 
rodoviários, no Brasil e no mundo. O objetivo do ensaio é determinar: o índice de suporte 
Califórnia (CBR) e a expansão (E). 
O ensaio CBRconsiste na determinação da relação entre a pressão necessária para 
produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo, e a pressão necessária para 
produzir a mesma penetração numa mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente. O 
ensaio pode ser realizado de duas formas: Moldando-se um corpo de prova com teor de umidade 
próximo ao ótimo (determinado previamente em ensaio de compactação); moldando-se corpos 
de prova para o ensaio de compactação (em teores de umidade crescentes), com posterior ensaio 
de penetração desses mesmos corpos de prova, obtendo-se simultaneamente os parâmetros de 
compactação e os valores de CBR. 
7.2. Material Utilizado 
- Molde cilíndrico metálico; 
- Soquete metálico cilíndrico; 
- Extensômetro; 
- Prensa; 
- Extrator de amostras do molde cilíndrico; 
- Balança; 
- Molde cilíndrico. 
7.3. Metodologia 
Para a execução desse ensaio, pesa-se 5000 g de solo, passadas na peneira de 4,75 
milímetros. Depois disso, coloca-se o solo em um recipiente e acrescenta-se 1500 ml de água. 
Logo após, inicia-se a etapa de moldagem do corpo de prova da seguinte forma: cinco camadas 
27 
 
de solo (figura 23), compactadas com quinze golpes em cada utilizando um soquete metálico 
cilíndrico (figura 24). 
 Figura 23 – Camadas de solo no cilindro. Figura 24 – Compactação das camadas. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
 
Depois de compactar todas as camadas, pesa-se o corpo de prova com o cilindro, coloca-
se o extensômetro (figura 25), e deixa submerso em água, no período de quatro dias (figura 26). 
 Figura 25 – Cilindro com extensômetro. Figura 26 – Amostra submersa. 
 
 Fonte: Autores. Fonte: Autores. 
 
 
Depois dos quatro dias, realiza-se a leitura da expansão do corpo de prova, que foi de 
0,67 milímetros. Logo após retira-se o mesmo da água e coloca-se na prensa (figura 27). 
Figura 27 – Corpo de prova na prensa. 
28 
 
 
 Fonte: Autores. 
 
 
Com este procedimento obteve-se a leitura da pressão, que se originou com o 
rompimento do corpo de prova na prensa. Ao final, desmolda-se o corpo de prova, e observa-se a 
forma como o mesmo teve seu rompimento (figura 28). 
Figura 28 – Corpo de prova rompido. 
 
 Fonte: Autores. 
 
7.4. Apresentação dos Resultados 
 
Para a obtenção dos presentes resultados se fez necessária a utilização de dados do ensaio 
de compactação, como a densidade máxima do solo e a umidade total. Também, realizou-se 
cálculos específicos para a obtenção da tabela de resultados (tabela 7), e com este procedimento 
29 
 
obteve-se a tabela geral dos dados do ensaio assim como o gráfico 3 que representa a curva 
pressão/penetração pertinente ao mesmo, que podem ser observadas a seguir. 
 
Tabela 7 - Ensaio Índice de Suporte Califórnia. 
Fonte: Autores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 3 - Curva Pressão-Penetração 
30 
 
 
 Fonte: Autores. 
 
 
8. UMIDADE DO SOLO 
8.1. Introdução 
Uma das caraterísticas inerente aos solos é a sua umidade. A umidade que um solo 
possui, na forma em que ele se encontra na natureza, é denominada umidade natural. E quando 
uma porção de solo é coletada e exposta para secar ao ar, seu teor de umidade tende a diminuir 
até certo limite e esse limite e chamado de umidade higroscópica. 
Para a determinação do teor de umidade higroscópica, que tende a ser maior à medida 
que o solo for mais argiloso e desprezível nos solos que possuem granulação grossa como areia e 
pedregulhos, o procedimento é similar ao da umidade natural. 
A norma que rege o ensaio de determinação das umidades tanto natural quanto, 
higroscópica e a NBR 6457/86. 
8.2. Objetivos 
Determinar a umidade natural do solo em campo e umidade higroscópica de duas 
amostras de solo. 
8.3. Materiais Utilizados 
- Duas capsulas para armazenamento do solo; 
31 
 
- Balança de precisão; 
- Estufa. 
8.4. Metodologia 
As amostras foram separadas de acordo com a NBR 6457/86. A primeira amostra, 
deformada, utilizada para a determinação da umidade higroscópica, foi separada e armazenada 
em uma cápsula de número 67 e a segunda amostra foi armazenada na cápsula número 68. 
Depois de separadas, foram pesadas e colocadas na estufa. Ambas as cápsulas foram 
colocadas na estufa por aproximadamente 24h entre 115ºC e 200ºC para secagem da água. Após 
24h, as amostras foram retiradas e pesadas novamente. 
8.5. Cálculos 
Com o peso da amostra úmida e o peso da amostra seca, adquirimos o peso da água, 
segundo a equação: 
 
 Podemos também com o peso da amostra seca e a tara da cápsula, calcular o peso do solo 
seco, segundo a equação: 
 
E a partir dos dados encontrados acima, podemos calcular o teor de umidade do solo de 
cada amostra, segundo a equação: 
 
 
 
 
 
 
32 
 
8.6. Apresentação dos Resultados 
 
Tabela 8 - Umidade. 
 
 Fonte: Autores. 
 
 
9. CONCLUSÃO DOS ENSAIOS 
 
Conclui-se que a partir da realização de vários ensaios elaborados durante a disciplina de 
Mecânica dos Solos II, pode-se perceber a importância dos solos para a área da Engenharia Civil. 
O ensaio de compactação dos solos é de primordial importância para que se classifique o 
solo, é importante para a realização de construções de estradas, aeroportos e outras estruturas. A 
compactação é um método que se dá por meio de transferência de energia mecânica à 
estabilização dos solos. Por tanto se constata que a adição de água a um solo seco facilita a sua 
compactação, ou seja, cada vez que se adiciona água a esse solo pouco úmido, a densidade do 
material compactado aumenta. Na verdade, o acréscimo de água tem um efeito benéfico 
enquanto não se alcança certo teor de umidade, que é a umidade ótima (hot). Quando a adição de 
água conduz a umidades superiores a hot, passa-se a verificar o processo inverso. 
Os ensaios de Casagrande determinam o quanto será a consistência de um solo fino, 
estabelecendo a variação com o seu comportamento com a interferência do teor de umidade. 
Diante do ensaio do teor de umidade do solo, fica evidente a importância de determinar o 
percentual de umidades existente no solo antes da inicialização da obra, pois com essa 
determinação, pode ser feito correções no solo, se necessário, ainda na fase inicial da obra, 
evitando, assim, possíveis patologias causadas pelo excesso ou escassez de água no solo. 
33 
 
Considerando que, o teor de umidade no solo tem influência direta na capacidade de 
compactação e a de rompimento do solo. 
Contudo, o ensaio de granulometria pode ser aplicado para classificar o solo, por ele 
possuir partículas de diferentes dimensões. O ensaio determina, para cada uma das faixas pré-
estabelecidas de tamanho de grãos, a porcentagem em peso que cada fração possui em relação à 
massa total. 
Já o ensaio do picnômetro é importante para a descoberta da massa especifica do solo, 
iniciando assim um passo para a classificação do mesmo. 
O ensaio do CBR é de extrema importância, pois, através dele é possível saber qual será a 
expansão de um solo sob um pavimento quando estiver saturado, e fornece indicações da perda 
de resistência do solo com a saturação. 
 
10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
ABNT NBR 6459 – Solo – Limites de Consistência: Limite de Liquidez. 
 
ABNT NBR 6580 – Solo – Massa Específica Real dos Grãos. 
 
ABNT NBR 7181 – Solo – Limites de Consistência: Limite de Plasticidade. 
 
ABNT NBR 7181 – Solo – Análise Granulométrica. 
 
ABNT NBR 7182 – Solo – Compactação: Energia Normal. 
 
FALKER. Entenda a compactação do solo. Disponívelem: 
<http://www.falker.com.br/aplicacao-compactacao-do-solo.php>.Acesso em: 15 nov. 
2017. 
 
NBR 6508 – Massa Especifica dos Sólidos. Disponível em:< 
https://www.passeidireto.com/arquivo/4188898/nbr-6508---graos-de-solos-que- passam-na-
peneira-de-48mm---d>. Acesso: 15 nov. 2017. 
 
http://www.falker.com.br/aplicacao-compactacao-do-solo.php
http://www.passeidireto.com/arquivo/4188898/nbr-6508---graos-de-solos-que-
34 
 
PINTO, C. DE S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 2ª ed., São Paulo: Oficina de 
Textos, 2002. 
 
TREVIGEOS FUNDAÇÕES ESPECIAIS. Compactação dinâmica. Disponível em: 
<http://www.trevigeos.com.br/viewdoc.asp?co_id=3266>. Acesso em: 15 nov. 2017. 
 
http://www.trevigeos.com.br/viewdoc.asp?co_id=3266