Aula 2 Textura e Estrutura I

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UNIDADE 1 – INTRODUÇÃO AOS SOLOS 
 
 
 
 
 
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Entende-se por textura o tamanho relativo e a distribuição das partículas sólidas que formam 
os solos. O estudo da textura dos solos é realizado por intermédio do ensaio de granulometria, 
do qual falaremos adiante. Pela sua textura os solos podem ser classificados em dois grandes 
grupos: solos grossos (areia, pedregulho, matacão) e solos finos (silte e argila). Nesta aula, 
serão revistos e complementados (aprofundados) alguns conceitos da disciplina Materiais de 
Construção I, que tratou do assunto em seu tópico de Agregados. 
 
1. Tamanho e Forma das Partículas 
A divisão dos grupos de solos pelo tamanho de suas partículas é fundamental no 
entendimento do de seu comportamento, pois a depender do tamanho predominante das 
suas partículas, as forças de campo influenciando em seu comportamento serão 
gravitacionais (solos grossos) ou elétricas (solos finos). De uma forma geral, pode-se dizer 
que quanto maior for a relação área/volume ou área/massa das partículas sólidas, maior 
será a predominância das forças elétricas ou de superfície. Estas relações são inversamente 
proporcionais ao tamanho das partículas, de modo que os solos finos apresentam uma 
predominância das forças de superfície na influência do seu comportamento. Conforme 
relatado anteriormente, o tipo de intemperismo influencia na textura e estrutura do solo. 
Pode-se dizer que partículas com dimensões até cerca de 0,001 mm são obtidas através do 
intemperismo físico, já as partículas menores que 0,001 mm provém do intemperismo 
químico. 
1.1. Solos Grossos 
Nos solos grossos, por ser predominante a atuação de forças gravitacionais, resultando 
em arranjos estruturais bastante simplificados, o comportamento mecânico e hidráulico 
está principalmente condicionado a sua compacidade, que é uma medida de quão próximas 
estão as partículas sólidas umas das outras, resultando em arranjos com maiores ou 
menores quantidades de vazios. Os solos grossos possuem uma maior percentagem de 
partículas visíveis a olho nu (φ ≥ 0,074 mm) e suas partículas têm formas arredondadas, 
poliédricas e angulosas. 
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1.1.1. Pedregulhos 
São classificados como pedregulho as partículas de solo com dimensões maiores que 
2,0 mm (DNER, MIT) ou 2,0 mm (ABNT). Os pedregulhos são encontrados em geral nas 
margens dos rios, em depressões preenchidas por materiais transportados pelos rios ou até 
mesmo em uma massa de solo residual (horizontes correspondentes ao solo residual jovem 
e ao saprolito). 
1.1.2. Areias 
As areias se distinguem pelo formato dos grãos que pode ser angular, subangular e 
arredondado, sendo este último uma característica das areias transportadas por rios ou 
pelo vento. A forma dos grãos das areias está relacionada com a quantidade de transporte 
sofrido pelos mesmos até o local de deposição. O transporte das partículas dos solos tende 
a arredondar as suas arestas, de modo que quanto maior a distância de transporte, mais 
esféricas serão as partículas resultantes. Classificamos como areia as partículas com 
dimensões entre 2,0 mm e 0,074 mm (DNER), 2,0 mm e 0,05 mm (MIT) ou ainda 2,0 mm e 
0,06 mm (ABNT). 
O formato dos grãos de areia tem muita importância no seu comportamento 
mecânico, pois determina como eles se encaixam e se entrosam, e, em contrapartida, como 
eles deslizam entre si quando solicitados por forças externas. Por outro lado, como estas 
forças se transmitem dentro do solo pelos pequenos contatos existentes entre as partículas, 
as de formato mais angulares, por possuírem em geral uma menor área de contato, são 
mais susceptíveis a se quebrarem. 
1.2. Solos Finos 
Quando as partículas que constituem o solo possuem dimensões menores que 0,074 
mm (DNER), ou 0,06 mm (ABNT), o solo é considerado fino e, neste caso, será classificado 
como argila ou como silte. 
Nos solos formados por partículas muito pequenas, as forças que intervêm no 
processo de estruturação do solo são de caráter muito mais complexo e serão estudadas no 
item composição mineralógica dos solos. Os solos finos possuem partículas com formas 
lamelares, fibrilares e tubulares e é o mineral que determina a forma da partícula. As 
partículas de argila normalmente apresentam uma ou duas direções em que o tamanho da 
partícula é bem superior àquele apresentado em uma terceira direção. O comportamento 
dos solos finos é definido pelas forças de superfície (moleculares, elétricas) e pela presença 
de água, a qual influi de maneira marcante nos fenômenos de superfície dos argilo-minerais. 
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1.2.1. Argilas 
A fração granulométrica do solo classificada como argila (diâmetro inferior a 0,002 
mm) se caracteriza pela sua plasticidade marcante (capacidade de se deformar sem 
apresentar variações volumétricas) e elevada resistência quando seca. É a fração mais ativa 
dos solos. 
1.2.2. Siltes 
Apesar de serem classificados como solos finos, o comportamento dos siltes é 
governado pelas mesmas forças dos solos grossos (forças gravitacionais), embora possuam 
alguma atividade. Estes possuem granulação fina, pouca ou nenhuma plasticidade e baixa 
resistência quando seco. A figura apresenta a escala granulométrica adotada pela ABNT 
(NBR 6502): 
 
2. Identificação Visual e Tátil dos Solos 
Muitas vezes em campo temos a necessidade de uma identificação prévia do solo, sem 
que o uso do aparato de laboratório esteja disponível. Esta classificação primária é 
extremamente importante na definição (ou escolha) de ensaios de laboratório mais 
elaborados e pode ser obtida a partir de alguns testes feitos rapidamente em uma amostra 
de solo. No processo de identificação tátil visual de um solo utilizam-se frequentemente os 
seguintes procedimentos (vide NBR 7250): 
• Tato: Esfrega-se uma porção do solo na mão. As areias são ásperas; as argilas 
parecem com um pó quando secas e com sabão quando úmidas; 
• Plasticidade: Moldar bolinhas ou cilindros de solo úmido. As argilas são 
moldáveis enquanto as areias e siltes não são moldáveis; 
• Resistência do solo seco: As argilas são resistentes à pressão dos dedos 
enquanto os siltes e areias não são; 
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• Dispersão em água: Misturar uma porção de solo seco com água em uma 
proveta, agitando-a. As areias depositam-se rapidamente, enquanto que as 
argilas turvam a suspensão e demoram para sedimentar; 
• Impregnação: Esfregar uma pequena quantidade de solo úmido na palma de 
uma das mãos. Colocar a mão embaixo de uma torneira aberta e observar a 
facilidade com que a palma da mão fica limpa. Solos finos se impregnam e 
não saem da mão com facilidade; 
• Dilatância: O teste de dilatância permite obter uma informação sobre a 
velocidade de movimentação da água dentro do solo. Para a realização do 
teste deve-se preparar uma amostra de solo com cerca de 15 mm de 
diâmetro e com teor de umidade que lhe garanta uma consistência mole. O 
solo deve ser colocado sobre a palma de uma das mãos e distribuído 
uniformemente sobre ela, de modo que não apareça uma lâmina d’água. O 
teste se inicia com um movimento horizontal da mão, batendo vigorosamente 
a sua lateral contra a lateral da outra mão, diversas vezes. Deve-se observar o 
aparecimento de uma lâmina d’água na superfície do solo e o tempo para a 
ocorrência. Em seguida, a palma da mão deve ser curvada, de forma a exercer 
uma leve compressão na amostra, observando-se o que poderá ocorrer à 
lâmina d’água, se existir, à superfície da amostra. O aparecimento da lâmina 
d’água durante a fasede vibração, bem como o seu desaparecimento durante 
a compressão e o tempo necessário para que isto aconteça deve ser 
comparado aos dados da tabela, para a classificação do solo. 
 
Após realizados estes testes, classifica-se o solo de modo apropriado, de acordo com 
os resultados obtidos (areia siltosa, argila arenosa, etc.). Os solos orgânicos são 
identificados em separado, em função de sua cor e odor característicos. 
Além da identificação tátil visual do solo, todas as informações pertinentes à 
identificação do mesmo, disponíveis em campo, devem ser anotadas. Deve-se informar, 
sempre que possível, a eventual presença de material cimentante ou matéria orgânica, a cor 
do solo, o local da coleta do solo, sua origem geológica, sua classificação genética, etc. 
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A distinção entre solos argilosos e siltosos, na prática da engenharia geotécnica, possui 
certas dificuldades, já que ambos os solos são finos. Porém, após a identificação tátil-visual 
ter sido realizada, algumas diferenças básicas entre eles, já citadas nos parágrafos 
anteriores, podem ser utilizadas para distingui-los. 
• O solo é classificado como argiloso quando se apresenta bastante plástico em 
presença de água, formando torrões resistentes ao secar. Já os solos siltosos 
quando secos, se esfarelam com facilidade; 
• Os solos argilosos se desmancham na água mais lentamente que os solos 
siltosos. Os solos siltosos, por sua vez, apresentam dilatância marcante, o que 
não ocorre com os solos argilosos. 
3. Análise Granulométrica 
A análise da distribuição das dimensões dos grãos, denominada análise 
granulométrica, objetiva determinar os tamanhos dos diâmetros equivalentes das partículas 
sólidas em conjunto com a proporção de cada fração constituinte do solo em relação ao 
peso de solo seco. A representação gráfica das medidas realizadas é denominada de curva 
granulométrica. Pelo fato de o solo geralmente apresentar partículas com diâmetros 
equivalentes variando em uma ampla faixa, a curva granulométrica é normalmente 
apresentada em um gráfico semi-log, com o diâmetro equivalente das partículas em uma 
escala logarítmica e a percentagem de partículas com diâmetro inferior à abertura da 
peneira considerada (porcentagem que passa) em escala linear. 
3.1. Ensaio de Granulometria 
O ensaio de granulometria conjunta para o levantamento da curva granulométrica do 
solo é realizado com base em dois procedimentos distintos: peneiramento - realizado para 
partículas com diâmetros equivalentes superiores a 0,074 mm (peneira 200) e 
Sedimentação - procedimento válido para partículas com diâmetros equivalentes inferiores 
a 0,2 mm. O ensaio de peneiramento não é realizado para partículas com diâmetros 
inferiores a 0,074 mm pela dificuldade em se confeccionar peneiras com aberturas de malha 
desta ordem de grandeza. Embora existindo no mercado, a peneira 400 (com abertura de 
malha de 0,045 mm) não é regularmente utilizada no ensaio de peneiramento, por ser 
facilmente danificada e de custo elevado. 
O ensaio de granulometria é realizado empregando-se os seguintes equipamentos: 
jogo de peneiras, balança, estufa, destorroador, quarteador, bandejas, proveta, 
termômetro, densímetro, cronômetro, dispersor, defloculante, etc. A preparação das 
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amostras de solo se dá pelos processos de secagem ao ar, quarteamento, destorroamento 
(vide Aulas de Material de Construção I), utilizando-se quantidades de solo que variam em 
função de sua textura (aproximadamente 1500 g para o caso de solos grossos e 200 g, para 
o caso de solos finos). 
A seguir são listadas algumas características dos processos normalmente empregados 
no ensaio de granulometria conjunta (vide NBR 7181). 
• Peneiramento: utilizado para a fração grossa do solo (grãos com até 0,074 
mm de diâmetro equivalente), realiza-se pela passagem do solo por peneiras 
padronizadas e pesagem das quantidades retidas em cada uma delas. Retira-
se 50 a 100 g da quantidade que passa na peneira de #200 e prepara-se o 
material para a sedimentação; 
• Sedimentação: os solos muito finos, com granulometria inferior a 0,074 mm, 
são tratados de forma diferenciada, através do ensaio de sedimentação 
desenvolvido por Arthur Casagrande. Este ensaio se baseia na Lei de Stokes, 
segundo a qual a velocidade de queda, V, de uma partícula esférica, em um 
meio viscoso infinito, é proporcional ao quadrado do diâmetro da partícula. 
Sendo assim, as menores partículas se sedimentam mais lentamente que as 
partículas maiores. 
O ensaio de sedimentação é realizado medindo-se a densidade de uma suspensão de 
solo em água, no decorrer do tempo. A partir da medida da densidade da solução no tempo, 
calcula-se a percentagem de partículas que ainda não sedimentaram e a velocidade de 
queda destas partículas (a profundidade de medida da densidade é calculada em função da 
curva de calibração do densímetro). Com o uso da lei de Stokes, pode-se inferir o diâmetro 
máximo das partículas ainda em suspensão, de modo que com estes dados, a curva 
granulométrica é completada. A equação apresenta a lei de Stokes. 
V = 
γS − γW
18 . μ
 . D² 
Onde: 
γS é o peso específico médio das partículas do solo; 
γW é o peso específico do fluido; 
μ é a viscosidade do fluído; 
D é o diâmetro das partículas. 
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Pode-se dizer que o Diâmetro Máximo corresponde ao número da peneira da série 
normal na qual a porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5%, desde que essa 
porcentagem seja superior a 5% na peneira imediatamente abaixo. 
Deve-se notar que o diâmetro equivalente calculado se empregando a equação 
corresponde a apenas uma aproximação, à medida em que durante a realização do ensaio 
de sedimentação, as seguintes ocorrências tendem a afastá-lo das condições ideais para as 
quais a lei de Stokes foi formulada. Algumas observações devem ser feitas: 
• As partículas de solo não são esféricas (muito menos as partículas dos argilo-
minerais que têm forma placóide). 
• A coluna líquida possui tamanho definido; 
• O movimento de uma partícula interfere no movimento de outra; 
• As paredes do recipiente influenciam no movimento de queda das partículas; 
• O peso específico das partículas do solo é um valor médio; 
• O processo de leitura (inserção e retirada do densímetro) influencia no 
processo de queda das partículas. 
3.2. Representação Gráfica de Resultado da Granulometria 
A representação gráfica do resultado de um ensaio de granulometria é dada pela curva 
granulométrica do solo. A partir da curva granulométrica, podemos separar facilmente os 
solos grossos dos solos finos, apontando a percentagem equivalente de cada fração 
granulométrica que constitui o solo (pedregulho, areia, silte e argila). Além disto, a curva 
granulométrica pode fornecer informações sobre a origem geológica do solo que está sendo 
investigado. Por exemplo, na figura abaixo, a curva granulométrica “a” corresponde a um 
solo com a presença de partículas em uma ampla faixa de variação. Assim, o solo 
representado por esta curva granulométrica poderia ser um solo de origem glacial, um solo 
coluvionar (tálus) (ambos de baixa seletividade) ou mesmo um solo residual jovem. 
Contrariamente, o solo descrito pela curva granulométrica “c” foi evidentemente 
depositado por um agente de transporte seletivo, tal como a água ou o vento (a curva “c” 
poderia representar um solo eólico, por exemplo), pois possui quase que todas as partículas 
do mesmo diâmetro. Na curva granulométrica “b”, uma faixa de diâmetros das partículas 
sólidas está ausente. Esta curva poderia ser gerada, por exemplo, por variaçõesbruscas na 
capacidade de transporte de um rio em decorrência de chuvas. 
De acordo com a curva granulométrica obtida, o solo pode ser classificado como bem 
graduado, caso ele possua uma distribuição contínua de diâmetros equivalentes em uma 
ampla faixa de tamanho de partículas (caso da curva granulométrica “a”) ou mal graduado, 
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caso ele possua uma curva granulométrica uniforme (curva granulométrica “c”) ou uma 
curva granulométrica que apresente ausência de uma faixa de tamanhos de grãos (curva 
granulométrica “b”). 
Alguns sistemas de classificação utilizam a curva granulométrica para auxiliar na 
previsão do comportamento de solos grossos. Para tanto, estes sistemas de classificação 
lançam mão de alguns índices característicos da curva granulométrica, para uma avaliação 
de sua uniformidade e curvatura. Os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma 
determinada curva granulométrica são obtidos a partir de alguns diâmetros equivalente 
característicos do solo na curva granulométrica. São eles: 
D10 - Diâmetro Efetivo - Diâmetro equivalente da partícula para o qual temos 10% das 
partículas passando (10% das partículas são mais finas que o diâmetro efetivo); 
D30 e D60 - O mesmo que o diâmetro efetivo, para as percentagens de 30 e 60%, 
respectivamente. 
 
As equações a seguir apresentam os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma 
dada curva granulométrica. 
Coeficiente de Uniformidade: 
Cu = 
D60
D10
 
De acordo como valor do Cu obtido, a curva granulométrica pode ser classificada 
conforme apresentado abaixo: 
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• Cu < 5 → muito uniforme; 
• 5 < Cu < 15 → uniformidade média; 
• Cu > 15 → não uniforme. 
E o Coeficiente de Curvatura: 
𝐶𝑐 = 
𝐷30
2
𝐷60 . 𝐷10
 
Classificação da curva granulométrica quanto ao coeficiente de curvatura: 
• 1 < Cc < 3 → solo bem graduado; 
• Cc < 1 ou Cc > 3 → solo mal graduado. 
Exemplo: Para a curva granulométrica 5 abaixo, calcular Cu e Cc. 
 
Resolução: 
1º Passo: Encontrar D10 (ou Def – Diâmetro Efetivo), D30 e D60 da amostra. 
O Def da amostra corresponde à porcentagem passante de 10% em massa. Neste caso, 
segundo o gráfico podemos pegar a porcentagem retida de 90% pela escala da esquerda ou 
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a porcentagem que passa de 10% da escala da direita. Fica a critério pois significam a 
mesma coisa. Vejamos no gráfico: 
Nota: é válido lembrar que o eixo “X” está em escala logarítmica, ou seja, uma 
escala que usa o logaritmo da grandeza em vez da grandeza propriamente dita. 
 
Pelo gráfico, observa-se que a curva 5 cruza os 10% (na porcentagem que passa) em 
0,0035 mm, que é o D10. 
O mesmo é válido para os valores de D30 e D60, demonstrados no gráfico, com valores 
de ≈ 0,17 e ≈ 1,3 mm respectivamente. 
2º Passo: Calcular o Coeficiente de uniformidade (Cu): 
Cu = D60/D10 → Cu = 1,3/0,0035 → Cu = 371,43 
3º Passo: Calcular o Coeficiente de Curvatura: 
Cc = D30²/D60 . D10 → Cc = (0,17²)/1,3 . 0,0035 → Cc = 6,35 
Portando, como Cu > 15 e Cc > 3, então a amostra é “não uniforme e mal graduado”. 
Baseado e adaptado de 
Sandro Lemos Machado e 
Miriam C. Machado. Edições 
sem prejuízo de conteúdo.