AULA 07

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Geotecnia
Aula 7: Escala granulométrica de Wentworth. Tabela de
classi�cação de solos. Ensaios geotécnicos laboratoriais.
Apresentação
Abordaremos algumas das escalas granulométricas mais usuais na Geotecnia e na Mecânica dos Solos, apresentando os
principais ensaios geotécnicos laboratoriais e suas �nalidades.
Objetivos
Examinar o processo de formação dos solos através da ação do intemperismo;
Identi�car a diversidade de granulometrias dos solos e demais resíduos decorrentes das rochas através de escalas
consagradas;
Analisar os principais ensaios geotécnicos laboratoriais.
Ação do intemperismo e dos processos erosivos
As rochas existentes na superfície da terra tendem a se degradar de forma lenta e contínua ao longo do tempo. Sabidamente, a
velocidade dessa degradação é função da composição de cada tipo de rocha e dos agentes responsáveis por essa
transformação.
Quando esse fenômeno é natural e corresponde ao evento denominado intemperismo, o fator tempo implica nas modi�cações
químicas e no desgaste físico das rochas proporcionalmente ao tempo de exposição à atmosfera, biosfera e hidrosfera.
Sabe-se hoje que grande parte do material intemperizado passa pelo processo de erosão e posterior transporte por um dos
agentes naturais, como os ventos, as chuvas, os rios, marés e outros, como a ação glacial.
O intemperismo abre caminho para a erosão, que vai esculpindo uma
nova paisagem nos materiais remanescentes. Chamam mais a
atenção algumas �siogra�as grandiosas como nos vales �uviais e
glaciais, trabalhados pelos rios e pelas geleiras, respectivamente.
Em boa parte dos casos, as paisagens remanescentes dos processos de intemperismo e erosão são formadas por corpos que
permanecem in loco. Nessa classe, incluem-se os matacões e blocos de rocha com suas feições modi�cadas. Arestas e
vértices são desgastados inicialmente, a ponto de, após muito tempo, tenderem a uma forma quase esférica.
Esse desgaste se dá nas superfícies mais expostas das rochas, preservando o núcleo de tal forma que, se quebramos uma
rocha que sofreu intemperismo, veremos que internamente ela se apresenta cada vez mais inalterada.
As rochas sofrem os efeitos fortes da
temperatura de forma diferenciada: Da
insolação ao resfriamento após o
entardecer. ⇨
Isso é repetitivo, e faz com que, no passar
do tempo geológico, tendam a desagregar-
se segundo isotermas, ou seja, linhas de
mesmo potencial térmico.
De uma forma geral, o maior potencial de aquecimento se dá nos vértices e nas arestas dos blocos de rochas, quando estão
bem expostos.
 Efeito do intemperismo sobre as rochas
(Fonte: Shutterstock).
 Efeito do intemperismo sobre as rochas.
(Fonte: Shutterstock).
 Efeito do intemperismo nas rochas –
esfoliação esferoidal. (Fonte: Goecaching).
 Efeito do intemperismo nas rochas –
esfoliação esferoidal. (Fonte: Goecaching).
 No geral, podemos relacionar os diversos fatores que determinam a alteração pelo intemperismo nas rochas:
Clique nos botões para ver as informações.
Refere-se à natureza dos minerais constituintes, à sua textura e estrutura cristalográ�ca. Alguns dos minerais
constituintes das rochas são mais suscetíveis à alteração pelo intemperismo do que outros;
Material Parental 
Há muitas evidências de que o clima é o fator que mais in�uencia o intemperismo, tanto através da sua intensidade
quanto pelo tempo necessário para concretizar seu processo;
Clima 
No que se refere à ação das águas, não há dúvidas de que sua velocidade, quando ela corre pela superfície, é regulada
pela topogra�a regional e local, interferindo nos processos intempéricos e erosivos;
Topogra�a 
Um dos fatores que mais regulam o PH das águas é a presença de CO2 nos poros dos solos, vazios originados pela
decomposição de matéria orgânica;
Biosfera 
Quanto tempo levará uma rocha para ser intemperizada? Esse tempo é regulado pela conjunção de fatores já descritos
acima, ou seja, o material parental, o clima, a topogra�a e a participação da biosfera.
Tempo 
A evolução mais super�cial do intemperismo resulta na formação dos solos. Quando esse processo ocorre em climas tropicais,
com a frequente ocorrência de processos de lixiviação, há uma propensão a formar solos ricos em hidróxidos de ferro e
alumínio, e estes passam a ser conhecidos como solos lateríticos.
As diferentes dimensões nas partículas originadas em processos de
erosão nas rochas justi�caram a formulação de mais de uma escala
de granulometria para realçar as diferentes características dos solos.
Por conta disto, elas abrangem variados espectros relacionados aos
diversos diâmetros dos grãos.
Tabela 1: Escalas granulométricas usuais
Duas das escalas granulométricas mais conhecidas foram as criadas respectivamente pelo geólogo norte-americano Chester
K. Wentworth, em 1922, e pelo químico sueco Albert Atterberg (mais tarde aperfeiçoada por Arthur Casagrande), que podem
ser resumidas no quadro a seguir:
Wentworth Atterberg
Designação Diâmetro (mm) Diâmetro (mm)
Matação > 256 200
Bloco 64 a 256 20 a 200
Seixo 4 a 64 2 a 20
Grânulo 2 a 4 -
Areia grossa 1/4 a 2 0,2 a 2
Areia fina 1/16 a 1/4 0,02 a 0,2
Silte 1/256 0,002 a 0,02
Argila < 1/256 0,02
Os solos mais �nos são os que mais reagem aos fatores decorrentes das
suas composições mineralógica e química, à sua estrutura atômica e à
presença de água.
Análise granulométrica do solo
Determinação das dimensões das partículas presentes numa amostra de solo, expressa em percentagem. Consideram-se duas
modalidades de ensaios:
1
Peneiramento
Para partículas maiores do que 0,075mm
2
Sedimentação
Para partículas menores do que 0,0075mm
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Ensaio de peneiramento
 Jogo de peneiras para ensaio de
granulometria. Fonte: google.
Procedimento:
Baseia-se na vibração de forma uniforme de uma amostra de solo, através de um conjunto de peneiras apropriadas e
padronizadas, tendo o mesmo diâmetro (203mm), sobrepostas de forma que tenham aberturas progressivamente menores até
a base, onde deve permanecer uma peneira 200 (**0,075mm).
 Jogo de peneiras para ensaio de
granulometria (Fonte: google).
A massa de solo de cada peneira deve ser retirada e pesada com objetivo de determinar a percentagem em peso de cada faixa
especi�cada de tamanho dos grãos.
Assista ai vídeo sugerido em Explore + ,ao �nal desta aula.
Uma vez conhecida essa distribuição, ela deverá ser representada numa curva.
Inicialmente, procede-se a secagem do solo em estufa na temperatura padrão. Em seguida, o solo deve ser totalmente
destorroado e lançado na pilha de peneiras, tendo embaixo da última um vasilhame de porcelana.
Devem ser determinadas:
A massa de solo retida em cada peneira e na cuba;
A massa total de solo;
A massa acumulada de solo retida acima de cada peneira;
A massa de solo que passa através do somatório das peneiras;
A porcentagem de solo que passa.
Ensaio de sedimentação
Aplica-se nas amostras de solos com percentuais signi�cativos materiais com �nas granulometrias, como é o caso das argilas.
O comportamento dos solos, diante das
tensões aplicadas e as deformações
resultantes, confere a eles uma
propriedade que, na engenharia, é
denominada de consistência .
 
✗
Já a capacidade de um solo para suportar
deformações sem apresentar alterações
signi�cativas, mantendo seu volume
estável e sem produzir �ssuras,
caracterizará os solos com maior
plasticidade .
Um teste considerado bastante simples pode ser feito com
uma pequena porção de argila ligeiramente úmida na palma
da mão: Esfrega-se uma mão sobre a outra, várias vezes em
sentidos opostos, estreitando cada vez mais o cilindro que
se forma e observando se �ssuras estão sendo criadas ou
não.
O ensaio de sedimentação se realiza a partir do momento
em que ocorre a deposição dos componentes da amostra
de solo em um recipiente com água.
 Realização de ensaio de granulometria por sedimentação. (Fonte: Wikipedia).
Os limites de consistência são baseados no conceito de que um solo pode se situar em qualquer dos quatro estados: Sólido,
semissólido,plástico e líquido. Para isso, é necessário que seja constituído de partículas muito pequenas.
1
Plástico
Quando o solo se mostra facilmente moldável (aparentando
um macarrão), caracteriza-se seu; as mãos tendem a manter-
se praticamente limpas.
2
Semissólido
Caso o solo apresente retração progressiva, perda de umidade,
e di�culdade em amoldar-se
 
 
3
Sólido
Mesmo perdendo toda a umidade, o solo não perde volume.
 
 
 
4
Líquido
Quando o solo apresenta teor de umidade muito elevado,
assumindo aspecto de um �uido denso.
 
 
 
As mudanças de estado dos solos decorrem de diferentes teores de umidade. A essas mudanças atribuem-se as seguintes
nomenclaturas:

1
(LL) Limite de Liquidez
Teor de umidade limítrofe entre o estado líquido e plástico;

2
(LP) Limite de Plasticidade
Teor de umidade limítrofe entre o estado plástico do
semissólido.
Daí surgem escalas granulométricas com aceitação internacional, como a criada pela NBR 6502/95 da Associação Brasileira
de Normas Técnicas, que de�ne:
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Fragmento de rocha, transportado ou não, com diâmetro superior a 1m.
Bloco de rocha 
Fragmento de rocha, transportado ou não, comumente arredondado por ação do intemperismo, com dimensões
compreendidas entre 200mm e 1m.
Matacão 
Solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre
0,06mm e 2,0mm. Tanto na Geotecnia quanto na Engenharia, adotam-se as frações: Areia grossa, média e �na.
Areia 
Solo com baixa ou nenhuma plasticidade, que exibe baixa resistência quando seco ao ar. É formado por partículas com
diâmetros compreendidos entre 0,002mm e 0,06mm.
Silte 
Solo de granulação �na cujas partículas têm dimensões inferiores a 0,002mm, apresentando coesão e plasticidade.
Argila 
A plasticidade de um solo é um termo de�nido como sendo a propriedade que ele apresenta de suportar deformações rápidas
sem variação volumétrica apreciável e sem apresentar �ssuração.
Para que a plasticidade possa manifestar-se em um solo é necessário que a forma de suas partículas �nas permita que elas
deslizem umas sobre as outras, precisando haver água o su�ciente para atuar como lubri�cante.
Ensaio de determinação do limite de liquidez
A determinação do limite de liquidez se faz através de um aparelho de latão e uma base de borracha rígida. Uma porção
pastosa de solo deve ser colocada na concha e nela deve ser aberto um sulco centralizado.
A concha então é levantada a uma altura de 10mm, sendo aplicados 25 golpes, avaliando o teor de umidade necessário para
fechar 12,7mm ao longo da parte inferior do sulco.
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É a relação entre o peso da água existente numa amostra de solo e o peso seco das partículas sólidas desta amostra,
expressa em porcentagem.
Determinação do teor de umidade do solo 
O ensaio de compressão simples, em amostra indeformada de solo, é realizado através da determinação da carga axial -
referente a um único eixo, o vertical - necessária para romper um corpo de prova cilíndrico (CP), obedecendo a cuidados e
critérios especiais.
Ensaio de compressão simples - metodologia - �nalidade 
Denomina-se deformação especí�ca de
um corpo de prova a diminuição da
dimensão vertical (altura) que ocorre
devido ao incremento de carga.
O termo resistência à compressão refere-
se à carga limite capaz de romper o corpo
de prova quando submetido à
carregamento axial.
A aparelhagem principal consiste na prensa para carregamento, balança sensível, estufa para secagem de amostras,
paquímetro, cronômetro, vasilha de porcelana, cápsulas de alumínio, dentre outros acessórios.
O corpo de prova deve ser preparado nas dimensões padronizadas a partir de amostras de solos argilosos coletadas através de
blocos moldados in situ, amostradores tipo Sheby ou amostradores tipo Denison.
O ensaio pode ser realizado de duas formas:
Compressão simples com deformação controlada: Controlando a velocidade de deformação do corpo de prova e medindo
a carga aplicada.
Carga controlada: Controlando a carga aplicada ao corpo de prova, e medindo a deformação, e medindo ainda a
deformação correspondente.
Na prática, o mecanismo do ensaio se dá através da
colocação do corpo de prova entre os dois pratos do
aparelho, de tal forma que, ao ser aplicada a carga, o corpo
de prova vai sendo “imprensado”.
As leituras se realizam num de�ectômetro das deformações
correspondente a cada incremento de carga, num limite de
tempo máximo de até 10 minutos.
 Equipamento para ensaio de compressão axial em solo.(Fonte: BISHOP e HENKEL,
1962).
Ensaios de compressão triaxial
Neste ensaio, as pressões de con�namento atuam tridimensionalmente, e devido à presença de água o corpo de prova �ca
num ambiente hidrostático sob tensões. Destinam-se estas à medição de resistência e compressão do corpo de prova de solo
ensaiado.
As variações na drenagem delimitam a especi�cidade do ensaio, e são conhecidas como:
CD: Adensado drenado;
CU: Adensado não drenado;
UU: Não drenado e não adensado.
As tensões aplicadas nas amostras são atuantes na estrutura do solo
ensaiado.
As cargas são aplicadas no corpo de prova através de um pistão introduzido na câmara, e a carga será lida no anel
dinamométrico externo ou por uma célula de carga.
A ruptura dos solos tende a ocorrer por cisalhamento em planos nos quais a razão entre as tensões cisalhantes e normais
atinge um valor crítico. Esses planos são conhecidos como planos de ruptura, e suas inclinações são função dos parâmetros
de resistência ao cisalhamento do solo.
Atenção
Aplicações importantes com os ensaios de compressão triaxial:
Dentre as condições de engenharia em que é necessário conhecer a resistência do solo destacam-se:
Obras de estabilização de taludes;
Determinação da capacidade de carga de fundações;
Empuxos de terra sobre estruturas de contenção.
Nos ensaios de compressão triaxial, utilizam-se em geral corpos de prova cilíndricos com a relação altura/diâmetro da ordem
de 2 a 2,5. Envolvidos por uma membrana �exível impermeável, devem permanecer dentro de uma câmara.
Posteriormente, preenche-se a câmara com água para que, ao aplicar-se um incremento de pressão, imponha-se uma tensão
con�nante no corpo de prova. O ensaio é realizado acrescentando-se a tensão vertical, que redistribui tensões de cisalhamento
no solo, levando à ruptura ou atingindo um nível de deformação excessiva.
As diversas conexões da câmara com o exterior de�nirão a ação adequada: Medir ou dissipar pressões de poro geradas, assim
como as variações de volume do corpo de prova.
É possível correlacionar o teor de umidade e o peso especí�co seco de um solo quando compactado com determinada energia.
Ensaio CBR - índice de suporte Califórnia
Trata-se de um ensaio desenvolvido inicialmente para apoiar projetos rodoviários, e que posteriormente passou a dar suporte a
projetos que envolvem grandes áreas de aterros compactados, incluindo aeroportos.
O método executivo considera a relação entre a pressão necessária para penetrar um pistão cilíndrico padronizado num corpo
de prova de um determinado tipo de solo e a pressão necessária para penetrar esse mesmo pistão em uma porção de brita
graduada padronizada. Assim sendo, ao obter-se um resultado de CBR=15%, entende-se que aquele solo representa 15% da
resistência à penetração da brita padronizada.
Atividade
1. Sobre a ação do intemperismo sobre as rochas super�ciais, não é correto a�rmar que:
a) As rochas sofrem os efeitos da insolação durante o dia.
b) O menor potencial de aquecimento se dá nos vértices e nas arestas dos blocos de rochas.
c) As rochas sofrem os efeitos do resfriamento após o entardecer.
d) As rochas tendem a desagregar-se segundo isotermas, ou seja, linhas de mesmo potencial térmico.
2. A ação do intemperismo pode resultar na formação dos solos. Em climas tropicais, com a frequente ocorrência de processos
de lixiviação, situações favoráveis podem levar à formação de solos ricos em hidróxidosde ferro e de alumínio. Quando isto
ocorre, estes solos passam a ser conhecidos como:
a) Solos residuais.
b) Solos coluvionares.
c) Solos lateríticos.
d) Solos lacustres.
3. Assinale, dentre as opções abaixo, aqueles considerados mais corriqueiros dentre os ensaios geotécnicos que podem ser
executados com amostras deformadas nas obras de terraplanagem.
a) Ensaio de compressão axial.
b) Ensaio de compressão triaxial.
c) Análise granulométrica do solo por peneiramento e por sedimentação.
d) Ensaio de compressão axial e de compressão triaxial conjuntamente.
4. Baseia-se na vibração uniforme de uma amostra de solo, passando através de um conjunto de peneiras apropriadas,
sobrepostas de forma que tenham aberturas de suas malhas progressivamente menores até a base. O ensaio descrito é:
a) Ensaio de sedimentação.
b) Ensaio de compressão axial.
c) Ensaio de compressão triaxial.
d) Ensaio de peneiramento.
5. Ao ensaio que visa a determinação das dimensões das partículas presentes numa amostra de solo, a ser expressa em
percentagem, dá-se o nome de:
a) Análise granulométrica do solo.
b) CBR – Índice de suporte Califórnia.
c) Compactação.
d) Caracterização do estado semissólido da amostra.
Notas
Referências
ABNT. Catálogo. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Disponível em: https://www.abntcatalogo.com.br/. Acesso em 19
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out. 2019.
BRASIL. Sondagem para reconhecimento pelo método rotativo. Departamento Nacional de Estradas e Rodagem. Disponível em:
//ipr.dnit.gov.br/normas-e-manuais/normas/procedimento-pro/dner-pro102-97.pdf. Acesso em 23 out.2019.
DAS BRAJA, M. Fundamentos de engenharia geotécnica. Thomson Learning, 2007.
LIMA, M.J.C.P.A. Prospecção geotécnica do subsolo. Livros Técnicos e Cientí�cos, 1979.
MARANGON, M. Investigação geotécnica e parâmetros para fundações. Geotecnia de Fundações e Obras de Terra, 2018.
Disponível em: //www.ufjf.br/nugeo/�les/2017/07/GEF03-Investiga%C3%A7%C3%A3o-Geot%C3%A9cnica-e-
Par%C3%A2metros-para-Funda%C3%A7%C3%B5es-2018.pdf. Acesso em 24 out. 2019
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Assista ao vídeo Ensaio de granulometria - mesa vibratória e peneiras.
Assista ao vídeo Determinação do limite de liquidez do solo.
Assista ao vídeo Ensaio CBR - Índice de suporte califórnia - (Moldagem, expansão e penetração).
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