002 - Textura e Estrutura dos Solos

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ENGEN HARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
L e a n d r o B e r t a c o L ú c i o 
Mecânica dos 
Solos 
 
 
 
 
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1ª Edição 
(2021.01) 
Mecânica dos Solos 
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Mecânica dos Solos 
Notas de Aula 
(1ª Edição – junho/2021) 
 
 
 
 
 
 
 
Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial desta 
produção por qualquer meio convencional ou eletrônico, para 
fins de estudo e pesquisa. 
 
 
 
 
 
F i c h a C a t a l o g r á f i c a 
 
 
 
 
Lúcio, Leandro Bertaco 
 
Notas de Aulas – Mecânica dos Solos / Leandro Bertaco Lúcio 
- São Paulo (SP), 2021. 
 f.: 79 il. color. 
 
Notas de Aulas (Bacharelado em Engenharia Civil) – 
Universidade Estácio de Sá, Ourinhos, 2021. 
 
1. Hidrostática. 2. Hidrodinâmica. 3. Termodinâmica. 4. 
Fluidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecânica dos Solos 
Página | 2.46 
2 Textura e 
Estrutura dos Solos 
Notas de Aula 
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2.1 Tamanho e Forma das Partículas 
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). 
Esta divisão é fundamental no entendimento do comportamento dos solos, 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 (elétricas) na influência do seu comportamento. 
Em função dos agentes de intemperismo e de transporte, os depósitos de solos podem estar 
constituídos de partículas dos mais diversos tamanhos. Em termos qualitativos, deve-se frisar que 
o intemperismo físico (desintegração) é capaz de originar partículas de tamanhos até cerca de 
0,001 mm e somente o intemperismo químico (decomposição) é capaz de originar partículas de 
diâmetro menor que 0,001 mm. 
Solos cuja maior porcentagem esteja constituída de partículas visíveis a olho nu (φ > 
0,074 mm) são chamados de solos de grãos grossos ou solos granulados. As características e o 
comportamento desses solos ficam determinados, em última análise, pelo tamanho das partículas, 
uma vez que as forças gravitacionais prevalecem sobre as outras. 
Os solos de granulação grossa apresentam-se compostos de partículas normalmente 
equidimensionais, podendo ser esféricas (solos transportados) ou angulares (solos residuais). A 
forma característica dos solos de granulação fina (↓ < 0,074 mm) é a lamelar, em que duas 
dimensões são incomparavelmente maiores que a terceira. Aparece, às vezes, a forma acicular, em 
que uma das dimensões prevalece sobre as outras duas. 
O mineral constituinte da partícula determina a sua forma, enquanto o comportamento 
desses solos é determinado pelas forças de superfície (moleculares, elétricas e eletromagnéticas), 
Mecânica dos Solos 
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uma vez que a relação, entre a superfície da partícula e o seu volume é muito alta. Nos solos finos, 
a afinidade pela água é uma característica marcante, e irá influenciar sobremaneira o seu 
comportamento. 
Para descrever o tamanho das partículas, é usual citar a sua dimensão ou fazer uso de 
nomes conferidos arbitrariamente a certa faixa de variação de tamanhos. Nesse sentido, existem 
escalas que apresentam os nomes dos solos juntamente com a dimensão que eles representam. A 
Figura 2.1 apresenta duas escalas elaboradas pôr duas instituições diferentes: ABNT e o MIT. 
Os solos de grãos grossos são subdivididos em pedregulhos e areias, e os de granulação fina 
em siltes e argilas. A seguir, apresenta-se uma breve descrição dos principais tipos de solos 
existentes, procurando-se ressaltar algumas características que permitam uma fácil identificação 
desses solos. 
 
Figura 2.1 - Escalas granulométricas. 
2.1.1 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 solidas 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 
(  0,074 mm) e suas partículas têm formas arredondadas, poliédricas e angulosas. 
2.1.1.1 Pedregulhos 
Sao classificados como pedregulho as partículas de solo com dimensões maiores que 
2,0mm (DNER, MIT, ABNT). Os pedregulhos são encontrados em geral nas margens dos rios, em 
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depressões preenchidas por materiais transportados pelos rios ou até mesmo em uma massa de 
solo residual (horizontes correspondentes ao solo residual jovem e ao saprólito). 
2.1.1.2 Areias 
As areias se distinguem pelo formato dos grãos que pode ser angular, sub angular 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 por eles 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 2,0mm e 0,074mm (DNER), 
2,0mm e 0,05mm (MIT) ou ainda 2,0mm e 0,06mm (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 transmite 
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 suscetíveis a se 
quebrarem. 
2.1.2 Solos Finos 
Quando as partículas que constituem o solo possuem dimensões menores que 0,074mm 
(DNER), ou 0,06mm (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. 
Mecânica dos Solos 
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2.1.2.1 Argilas: 
A fração granulométrica do solo classificada como argila (diâmetro inferior a 0,002mm) 
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. 
2.1.2.2 Siltes: 
Apesar de serem classificados como solos finos, o comportamento dos siltes é governado 
pelas mesmas forças dos solos grossos (forças gravitacionais), embora sofram também a 
influência de forças elétricas. Estes possuem granulação fina, pouca ou nenhuma plasticidadee 
baixa resistência quando seco. 
Notas de Aula 
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2.2 Identificação Visual e Táctil 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. 
Existem alguns testes rápidos que permitem, a partir das características apresentadas 
pelos solos, a sua identificação. Como na natureza os solos normalmente são uma mistura de 
partículas dos mais variados tamanhos, busca-se determinar qual o tamanho que ocorre em maior 
quantidade, e depois as demais ocorrências. É usual também, na identificação de um solo, citar a 
sua cor. Assim, pôr exemplo, alguns nomes que poderiam ocorrer seriam: argila arenosa vermelha; 
silte argiloso pouco arenoso marrom; areia grossa, com pedregulhos, cinza etc. 
 No processo de identificação táctil visual de um solo utilizam-se frequentemente os 
seguintes procedimentos (vide NBR 7250): 
2.2.1.1 Teste visual (exame de granulometria) 
Consiste na observação visual do tamanho, forma, cor e constituição mineralógica dos 
grãos do solo. Permite distinguir entre solos grossos e finos. 
2.2.1.2 Teste de 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. Consiste em apertar e/ou friccionar entre os dedos, 
a amostra de solo: os solos “ásperos" são de comportamento arenoso e os solos "macios" são de 
comportamento argiloso. 
2.2.1.3 Teste de plasticidade: 
Moldar bolinhas ou cilindros de solo úmido. As argilas são moldáveis enquanto as areias e 
siltes não são moldáveis. Consiste em umedecer uma amostra de solo, manipular bastante essa 
massa entre os dedos e tentar moldar com ela uma “cobrinha": se isto não for possível, o solo é 
arenoso. Se for possível, mas ela se quebrar ao se tentar dobrá-la, o solo é areno-argiloso. Se a 
cobrinha se dobrar, mas se quebrar ao se tentar fazer um círculo, o solo é argilo-arenoso. Se a 
cobrinha for dobrada em forma de círculo sem se quebrar, o solo é argiloso. 
Mecânica dos Solos 
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2.2.1.4 Teste do corte 
Consiste em cortar a amostra com uma lâmina fina e observar a superfície do corte: sendo 
"polida" (ou lisa), trata-se de um solo de comportamento argiloso; sendo "fosca" (ou rugosa), trata-
se de um solo de comportamento arenoso. 
2.2.1.5 Teste de resistência do solo seco: 
As argilas são resistentes a pressão dos dedos enquanto os siltes e areias não são. Consiste 
em tentar desagregar (pressionando com os dedos) uma amostra seca do solo: se a resistência for 
pequena, trata-se de um solo de comportamento arenoso; se for elevada, de solo de 
comportamento argiloso. 
2.2.1.6 Dispersão em água 
Misturar uma porção de solo seco com água em uma proveta, agitando-a. As areias 
depositam-se rapidamente, enquanto as argilas turvam a suspensão e demoram para sedimentar. 
Consiste em desagregar completamente uma amostra de solo e colocar uma porção num recipiente 
de vidro contendo água. Agita-se o conjunto, em seguida imobiliza-se o recipiente, deixando-o em 
repouso e observa-se o tempo de deposição da maior parte das partículas do solo: os solos mais 
arenosos assentam suas partículas em poucos segundos enquanto os argilosos podem levar horas. 
2.2.1.7 Teste de desagregação do solo submerso 
Consiste em colocar um torrão de solo em um recipiente contendo água, sem deixar o 
torrão imerso por completo: desagregação da amostra é rápida quando os solos são siltosos e lenta 
quando são argilosos. 
2.2.1.8 Teste de sujar as mãos (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. O 
solo arenoso lava-se facilmente, isto é, os grãos de areia limpam-se rapidamente das mãos. O solo 
siltoso só limpa depois que bastante água correu sobre a mão, sendo necessário sempre alguma 
fricção para limpeza total. Já o solo mais argiloso oferece dificuldade de se desprender da palma da 
mão, porque os grãos muito finos impregnam-se na pele, sendo necessário friccionar 
vigorosamente para a palma da mão se ver livre da pasta. 
Notas de Aula 
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2.2.1.9 Dilatância (ou da mobilidade da água ou ainda, da "sacudidela"). 
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 15mm 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 fase de vibração, bem como o seu desaparecimento 
durante a compressão e o tempo necessário para que isto aconteça deve ser comparado aos dados 
da Quadro 2.1, para a classificação do solo. 
Quadro 2.1 - Teste de dilatância. 
Descrição da ocorrência de lâmina d'água durante 
Dilatância 
Vibração (aparecimento) Compressão (desaparecimento) 
Não há mudança visível Nenhuma (argila) 
Aparecimento lento Desaparecimento lento (silte ou areia argilosos) 
Aparecimento médio Desaparecimento médio (Silte, areia siltosa) 
Aparecimento rápido Desaparecimento rápido Rápida (areia) 
O Quadro Il procura sintetizar esses procedimentos comuns normalmente utilizados para 
identificar os solos: 
Quadro 2.2 - Identificação dos solos. 
TIPOS DE SOLOS PROCEDIMENTOS E CARACTERÍSTICAS 
AREIAS E SOLOS ARENOSOS Tacto (áspero), observação visual incoerente 
AREIAS FINAS, SILTES, AREIAS SILTOSAS OU 
POUCO ARGILOSAS 
Tacto-pequena resistência do torrão seco 
(esfarela facilmente), torrão seco desagrega 
rapidamente, quando submerso; dispersão em 
água (sedimenta rápido e a água permanece 
turva, por pouco tempo) 
ARGILAS E SOLOS ARGILOSOS (COM POUCA 
AREIA OU SILTE) 
Tacto (úmidos: saponáceos; secas: farinhosas); 
torrão seco bastante resistente, e não 
desagrega quando submerso; plasticidade; 
mobilidade da água intersticial 
TURFAS E SOLOS TURFOSOS (ORGÂNICOS) 
Cor: geralmente cinza, castanho-escura, preta; 
Partículas fibrosas, cheiro característico de 
matéria orgânica em decomposição; 
Inflamáveis, quando secos, e de pouca a média 
plasticidade 
Mecânica dos Solos 
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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 táctil 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. 
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. 
1. O solo é classificado como argilosoquando se apresenta bastante plástico em presença 
de água, formando torrões resistentes ao secar. Já os solos siltosos quando secos, se 
esfarelam com facilidade. 
2. Os solos argilosos se desmancham na água mais lentamente que os solos siltosos. Os 
solos siltosos, por sua vez, apresentam dilatância, o que não ocorre com os solos 
argilosos. 
Notas de Aula 
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2.3 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. 
2.3.1 Ensaio de granulometria 
O ensaio de granulometria conjunta para o levantamento da curva granulométrica do solo 
é realizado com base em dois procedimentos distintos: a) peneiramento - realizado para partículas 
com diâmetros equivalentes superiores a 0,074mm (peneira 200) e b) Sedimentação – 
procedimento válido para partículas com diâmetros equivalentes inferiores a 0,2mm. O ensaio de 
peneiramento não é realizado para partículas com diâmetros inferiores a 0,074mm 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 0,045mm) 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 amostras de solo se dá pelos processos 
de secagem ao ar, quarteamento, destorroamento (vide NBR 9941), utilizando-se quantidades de 
solo que variam em função de sua textura (aproximadamente 1500g para o caso de solos grossos e 
200g, para o caso de solos finos). 
A seguir são listadas algumas características dos processos normalmente empregados no 
ensaio de granulometria conjunta (vide NBR 7181): 
Mecânica dos Solos 
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2.3.1.1 Ensaio por Peneiramento 
O ensaio de granulometria por peneiramento divide os solos em dois grupos: o 
peneiramento grosso para partícula maiores que 2,0 mm de diâmetro, os pedregulhos, e o 
peneiramento fino para solos com partículas entre 2,0 mm e 0,074 mm, as areias. 
Para executar o peneiramento utilizam-se peneiras padronizadas (Figura 2.2) que são 
conhecidas pela própria abertura, em milímetros ou polegadas, ou por números que significam a 
quantidade de aberturas em uma polegada linear. 
 
Figura 2.2 - Peneiras graduadas para granulometria. 
O símbolo # deve ser interpretado como “peneira”, por isto, quando se lê, por exemplo, #40 
deve-se entender como “peneira nº 40 que tem abertura de 0,42 mm”. O padrão usado no Brasil, do 
US BUREAU OF STANDARDS, é mostrado na Tabela 2.1: 
Tabela 2.1 - Peneiras da USBS. 
NOME ABERTURA (mm) NOME ABERTURA (mm) NOME ABERTURA (mm) 
#2" 50,8 #6 3,36 #50 0,297 
#1½" 38,1 #8 2,38 #60 0,25 
#1" 25,4 #10 2 #70 0,21 
#¾" 19,1 #12 1,68 #100 0,149 
#½" 12,7 #16 1,19 #140 0,105 
#3/8" 9,52 #20 0,84 #200 0,074 
#¼" 6,35 #30 0,59 #270 0,053 
#4 4,76 #40 0,42 #400 0,037 
Para executar o ensaio de granulometria, inicialmente, a amostra que vem do campo é 
destorroada e espalhada para secar ao ar, de acordo com a ABNT/NBR 6457, para preparação de 
Notas de Aula 
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amostras para ensaios de caracterização. Após isto, é passada na peneira de 2,0 mm de abertura 
(#10). O material retido na #10 é lixiviado e seco em uma estufa de 105º a 110º. Após seco, este 
material é pesado (Mg) e usado no peneiramento grosso. 
Do material que passou na #10, retira-se uma certa quantidade para a determinação da 
umidade higroscópica (seca ao ar). Separa-se cerca de 120 g para fazer o peneiramento fino. 
2.3.1.2 Ensaio por Sedimentação: 
os solos muito finos, com granulometria inferior a 0,074mm, 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 eq. (2.1) 
apresenta a lei de Stokes. 
𝑉 =
𝛾𝑠 − 𝛾𝑤 
18𝜇
∙ 𝐷2 (2.1) 
Onde: 
𝛾𝑠 → Peso específico médio das partículas do solo; 
𝛾𝑤 → Peso específico do fluido; 
𝜇 → Viscosidade do fluído; 
𝐷 → Diâmetro das partículas; 
Deve-se notar que o diâmetro equivalente calculado se empregando a eq. (2.1) 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. 
As partículas de solo não são esféricas (muito menos as partículas dos argilo minerais que 
têm forma placóide). 
❖ A coluna líquida possui tamanho definido. 
Mecânica dos Solos 
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❖ 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. 
2.3.2 Representação Gráfica do resultado do ensaio de 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 
2.3, 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 variações bruscas 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 equivalentesem uma ampla 
faixa de tamanho de partículas (caso da curva granulométrica a) ou mal graduado, 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. 
Notas de Aula 
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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. 
 
Figura 2.3 - Representação de diferentes curvas granulométricas. 
As equações 3.2 e 3.3 apresentam os coeficientes de uniformidade e curvatura de uma 
dada curva granulométrica. 
2.3.2.1 Coeficiente de uniformidade 
𝐶𝑢 =
𝐷60
𝐷10
 (2.2) 
De acordo como valor do Cu obtido, a curva granulométrica pode ser classificada conforme 
apresentado abaixo: 
❖ 𝐶𝑢 < 5 → muito uniforme; 
❖ 5 < 𝐶𝑢 < 15 → uniformidade média; 
❖ 𝐶𝑢 > 15 → não uniforme. 
2.3.2.2 Coeficiente de curvatura 
𝐶𝑐 =
𝐷30
2
𝐷60 × 𝐷10
 (2.3) 
Mecânica dos Solos 
Página | 2.60 
Classificação da curva granulométrica quanto ao coeficiente de curvatura: 
❖ 1 < 𝐶𝑐 < 3 → solo bem graduado; 
𝐶𝑐 < 1 ou 𝐶𝑐 > 3 → solo mal graduado; 
2.3.3 Designação segundo a NBR-6502 
A distribuição granulométrica do solo (variação do tamanho dos seus grãos) influi no seu 
comportamento mecânico e é uma informação importante na sua descrição. 
A ABNT padronizou a seguinte Escala Granulométrica: 
 
Figura 2.4 - Escala granulométrica segundo a NBR 6502. 
A NBR- 6502 apresenta algumas regras práticas para designar os solos de acordo com a sua 
curva granulométrica. A Tabela 2.2 ilustra o resultado de ensaios de granulometria realizados em 
três solos distintos. As regras apresentadas pela NBR-6502 serão então empregadas para classificá-
los, em caráter ilustrativo. 
Tabela 2.2 - Exemplos de resultados de ensaios de granulometria para três solos distintos, com as porcentagens que 
passam. 
# ABERTURA (MM) SOLO 1 SOLO 2 SOLO 3 
3" 76,2 98 
1" 25,4 100 82 
𝟑
𝟒⁄ " 19,05 100 95 72 
Nº 4 4,8 98 88 61 
Nº10 2,0 92 83 45 
Nº 40 0,42 84 62 20 
Nº 200 0,074 75 44 03 
 
ARGILA 44 21 00 
SILTE 31 23 03 
AREIA 17 39 42 
PEDREGULHO 08 17 53 
PEDRA 00 00 02 
Notas de Aula 
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2.3.3.1 Normas para a designação do solo segundo a NBR 6502, baseando-se na sua curva 
granulométrica 
Raramente se encontra na natureza as partículas primárias do solo de modo isolado. Em 
geral são encontradas agrupadas, com seus constituintes individuais independentes, porém 
cimentadas entre si em agregações secundárias ou torrões, por meio de ligantes orgânicos ou 
inorgânicos. Estes solos assim agrupados são designados pelo nome do tipo da fração 
predominante seguido do nome daquele de proporção imediatamente inferior. 
A designação baseia-se nas quantidades percentuais (em peso) das frações presentes no 
solo, a partir de 10 %, possibilitando as seguintes combinações: 
Areia Silte Argila 
Areia siltosa Silte arenoso Argila arenosa 
Areia argilosa Silte argiloso Argila siltosa 
Areia silto-argilosa Silte areno-argiloso Argila areno-siltosa 
Areia argilo-siltosa Silte argilo-arenoso Argila silto-arenosa 
Quando da ocorrência de mais de 10% de areia, silte ou argila adjetiva-se o solo com as 
frações obtidas, vindo em primeiro lugar as frações com maiores percentagens. 
Em caso de empate, adota-se a seguinte hierarquia: 
1º - Argila; 
2º - Areia e; 
3º - Silte. 
No caso de percentagens menores do que 10% adjetivam-se o solo do seguinte modo, 
independente da fração granulométrica considerada: 
1 𝑎 5% → com vestígios de; 
5 𝑎 10% → com pouco. 
Para o caso de pedregulho com frações superiores a 10% adjetiva-se o solo do seguinte 
modo: 
10 𝑎 29% → com pedregulho; 
> 30% → com muito pedregulho. 
Resultado da nomenclatura dos solos conforme os dados apresentados na Tabela 2.2. 
❖ Solo 1: Argila Silto-Arenosa com pouco Pedregulho; 
❖ Solo 2: Areia Silto-Argilosa com Pedregulho; 
❖ Solo 3: Pedregulho Arenoso com vestígios de Silte e Pedra. 
Mecânica dos Solos 
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 Obs.: A NBR 7250 da ABNT recomenda que não se utilize nomenclatura onde aparecem mais 
do que duas frações (por exemplo: argila silto-arenosa). Porém, quando for o caso, pode-se 
acrescentar “com pedregulhos”. 
 ATENÇÃO: A completa classificação de um solo depende também de outros fatores além da 
granulometria, sendo a adoção de uma nomenclatura baseada apenas na curva granulométrica 
insuficiente para uma previsão, ainda que qualitativa, do seu comportamento de engenharia. 
Notas de Aula 
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2.4 Consistência dos solos 
Quando tratamos com solos grossos (areias e pedregulhos com pequena quantidade ou 
sem a presença de finos), o efeito da umidade nestes solos é frequentemente negligenciado, na 
medida em que a quantidade de água presente nos mesmos tem um efeito secundário em seu 
comportamento. 
Pode se dizer, conforme aliás será visto no capítulo de classificação dos solos, que podemos 
classificar os solos grossos utilizando-se somente a sua curva granulométrica, o seu grau de 
compacidade e a forma de suas partículas. Por outro lado, o comportamento dos solos finos ou 
coesivos irá depender de sua composição mineralógica, da sua umidade, de sua estrutura e do seu 
grau de saturação. Em particular, a umidade dos solos finos tem sido considerada como uma 
importante indicação do seu comportamento desde o início da mecânica dos solos. 
Um solo argiloso pode se apresentar em um estado líquido, plástico, semi-sólido ou sólido, 
a depender de sua umidade. A este estado físico do solo dá-se o nome de consistência. Os limites 
inferiores e superiores de valor de umidade para cada estado do solo são denominados de limites 
de consistência. 
No estado plástico, o solo apresenta uma propriedade denominada de plasticidade, 
caracterizada pela capacidade do solo se deformar sem apresentar ruptura ou trincas e sem 
variação de volume. 
A manifestação desta propriedade em um solo dependerá fundamentalmente dos 
seguintes fatores: 
Umidade: Existe uma faixa de umidade dentro da qual o solo se comporta de maneira 
plástica. Valores de umidade inferiores aos valores contidos nesta faixa farão o solo se comportar 
como semi-sólido ou sólido, enquanto que para maiores valores de umidade o solo se comportará 
preferencialmente como líquido. 
Tipo de argilo mineral: O tipo de argilo mineral (sua forma, constituição mineralógica, 
tamanho, superfície específica, etc.) influi na capacidade do solo de se comportar de maneira 
plástica. Quanto menor o argilo mineral (ou quanto maior sua superfície específica), maior a 
plasticidade do solo. É importante salientar que o conhecimento da plasticidade na caracterização 
dos solos finos é de fundamental importância. 
Mecânica dos Solos 
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2.4.1 Estados de Consistência 
A depender da quantidade de água presente no solo, teremos os seguintes estados de 
consistência: 
 
Cada estado de consistência do solo se caracteriza por algumas propriedades particulares, 
as quais são apresentadas a seguir. Os limites entre um estado de consistência e outro são 
determinados empiricamente, sendo denominados de limite de contração, 𝑤𝑆, limite de 
plasticidade, 𝑤𝑃 e limite de liquidez, 𝑤𝐿. 
2.4.1.1 Estado Sólido 
Dizemos que um soloestá em um estado de consistência sólido quando o seu volume "não 
varia" por variações em sua umidade. Na verdade, mesmo no estado sólido o solo apresenta 
variações volumétricas por umedecimento/secagem, mas estas são de pequena monta se 
comparadas com o que acontece nos outros estados de consistência do material. 
2.4.1.2 Estado Semi-Sólido 
O solo apresenta fraturas e se rompe ao ser trabalhado. O limite de contração, 𝑤𝑆, separa 
os estados de consistência sólido e semissólido. 
2.4.1.3 Estado Plástico 
Dizemos que um solo está em um estado plástico quando podemos moldá-lo sem que o 
mesmo apresente fissuras ou variações volumétricas. O limite de plasticidade, 𝑤𝑃, separa os 
estados de consistência semissólido e plástico. 
2.4.1.4 Estado Fluido - Denso (Líquido) 
Quando o solo possui propriedades e aparência de uma suspensão, não apresentando 
resistência ao cisalhamento. O limite de liquidez, 𝑤𝐿, separa os estados plástico e fluido. 
Como seria de se esperar, a resistência ao cisalhamento bem como a compressibilidade dos 
solos varia nos diversos estados de consistência. Quanto maior a umidade menor a resistência e 
maior a compressibilidade dos solos. 
Notas de Aula 
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2.5 Estrutura do Solos 
Denomina-se estrutura dos solos a maneira pela qual as partículas minerais de diferentes 
tamanhos se arrumam para formá-lo. A estrutura de um solo possui um papel fundamental em 
seu comportamento, seja em termos de resistência ao cisalhamento, compressibilidade ou 
permeabilidade. 
Na verdade, a estrutura constituiria a propriedade que proporciona a integridade do solo, 
o que torna o conceito mais amplo e abrangente. Dentre os principais componentes da estrutura 
do solo, destacar-se-iam então: a mineralogia, o tamanho e arranjo físico, bem como as proporções 
relativas das articulas tamanho dos poros e distribuição das fases fluidas nesses poros; a química 
das três fases constituintes do solo, com ênfase nas forças existentes entre as partículas. 
2.5.1 Estrutura dos Solos Grossos 
No caso das areias, supondo-se formadas de grãos esféricos e uniformes, compreendesse 
facilmente que a disposição dos grãos só poderá variar entre uma estrutura fofa e uma estrutura 
compacta, conforme se vê na Figura 20. 
 
Figura 2.5 - Estruturas de solos grossos. 
Essas estruturas são chamadas do tipo intergranular e a força que atua (prevalece) quando 
do processo da sedimentação, é a de gravidade (peso próprio dos grãos). 
O comportamento mecânico desses solos grossos fica determina da fundamentalmente 
pela condição de compacidade com que ele se encontra. Para medir essa condição foi introduzido 
o conceito de compacidade relativa (𝐷𝑟) e definida por: 
𝐷𝑟 =
𝑒𝑚á𝑥 − 𝑒𝑛𝑎𝑡
𝑒𝑚á𝑥 − 𝑒𝑚𝑖𝑛
∙ 100% (2.4) 
Onde: 
𝑒𝑚á𝑥 = Índice de vazios correspondente ao estado mais fofo possível. 
𝑒𝑚𝑖𝑛 = índice de vazios correspondente ao estado mais compacto possível. 
𝑒𝑛𝑎𝑡 = índice de vazios natural. 
Mecânica dos Solos 
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A compacidade relativa pode ser obtida em laboratório, se bem que exista uma série de 
divergências acerca da forma de executar o ensaio. Um dos mais utilizados métodos atualmente é 
o D 2049-69 da ASTM (ASTM Test for the Relative Density of Cohesionless Soils - ref. 01). 
2.5.2 Estrutura de Solos Finos 
Em se tratando dos solos finos, a situação torna-se muito mais complexa, uma vez que 
agora passa a interferir uma série de fatores, tais como as forças de superfície entre as partículas e 
a concentração de íons, no líquido em que se deu a sedimentação. 
As concepções clássicas acerca da estrutura dos solos finos devem-se a Terzaghi que 
sugeriu a estrutura alveolar e a floculenta. 
Na estrutura alveolar, característica de solos com partículas da ordem de 0,02 mm, a força 
da gravidade e as forças de superfície quase se equivalem. As partículas sedimentando em água ou 
em ar podem aderir-se tendendo a formar uma estrutura semelhante a um favo de abelhas, 
conforme se mostra na Figura 2.6. 
 
Figura 2.6 - Estrutura Alveolar. 
No caso de partículas menores que 0,02 mm, estas não sedimentam isoladamente por 
causa do seu pequeno peso. Entretanto, estas partículas ainda -em suspensão podem vir a tocar-se 
e unir-se, for mando grumos de peso maior que podem vir a sedimentar. Completada a 
sedimentação, os diversos grumos formam a chamada estrutura floculenta, semelhante à 
alveolar, mas agora os alvéolos são compostos por esses grumos, conforme se mostra na Figura 22. 
Notas de Aula 
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Figura 2.7 - Estrutura floculenta. 
Como em a natureza o processo de sedimentação envolve partículas dos mais diversos 
tamanhos, as estruturas anteriormente descritas raramente ocorrem isoladamente. 
A estrutura composta é formada por grãos grossos e por conjuntos de partículas finas que 
proporcionam uma ligação entre as diversas partículas. A estrutura mostrada na Figura 23 ocorre, 
frequentemente, quando a sedimentação se dá em ambiente marinho ou Iacustre, com acentuada 
concentração de sais. 
 
Figura 2.8 - Estrutura composta (Casagrande). 
Interpretações mais recentes sugerem novas idéias sobre o mecanismo de formação da 
estrutura floculada. 
Imaginando partículas de solo fino sedimentado em meio aquoso, tem-se que essas 
partículas carregadas negativamente podem estar envolvidas por cátions, os quais estarão livres 
Mecânica dos Solos 
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(os mais distantes) ou adsorvidos. Isso gera potenciais de atração e de repulsão que tendem a variar 
com a distância, com a concentração de íons e com a temperatura. Dessa forma, em função desses 
potenciais de atração e repulsão, podem originar-se situações distintas, como a que ocorre no 
estado disperso, em que as forças de repulsão fazem com que as partículas se sedimentem 
separadamente, e adotem uma disposição paralela. 
Quando os potenciais de atração prevalecem, as partículas tendem a aglutinar-se 
formando o estado floculado. Tal pode se dar quando ocorre a sedimentação em água salgada, pois 
a concentração de íons tende a aglutinar as partículas, formando os flósculos, que agora 
sedimentam, sob a ação da gravidade, e originam a estrutura floculada. 
Entretanto, como foi salientado, podem ocorrer situações intermediárias, em virtude da 
concentração de íons. A Figura 24 mostra três estruturas que ocorrem por causa da concentrarão 
de íons. No caso (a) tem-se uma estrutura floculada constituída em ambiente salino de 
sedimentação (35 g/l de NaCl); em (b), a estrutura floculada constituída em ambiente não salino e 
em (c) estrutura dispersa. 
Como é fácil visualizar, nota-se que as estruturas dos solos finos, dada a forma e a 
disposição das partículas que as compõem são bastante porosas, isto é, possuem um grande 
volume de vazios o que confere a esses solos uma considerável compressibilidade. O aumento de 
peso graças à disposição de novas camadas faz com que seja reduzido o volume de vazios, com a 
consequente expulsão da água contida nesses vazios. 
Compreende-se intuitivamente, que qualquer acréscimo de cargas (por causa de uma 
construção por exemplo) sobre um solo desse tipo, tenderá a provocar uma diminuição do volume 
de vazios dada a expulsão da água, uma vez que para a faixa de pressões normalmente utilizadas 
na prática, as partículas sólidas do solo são praticamente incompreensíveis. Tal fenômeno, de 
particular interesse para a Engenharia, constitui o fenômeno de adensamento do solo. 
Notas de Aula 
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Figura 2.9 - Estrutura sedimentares. 
2.5.3 Definições e tipos de estrutura 
Chama-se estrutura ao arranjo ou disposição das partículas constituintes do solo. 
Conquanto, ultimamente, tenham surgido novas concepções acerca dos processos de estruturação 
dos solos, bem como novos tipos de estrutura tenham sido introduzidos, tradicionalmente 
consideram-se os seguintes tipos principais: 
a) Estrutura granular simples – é característica das areias e pedregulhos,predominando 
as forças da gravidade na disposição das partículas, que se apoiam diretamente umas 
sobre as outras. De acordo com a maneira pela qual os grãos se agrupam, a estrutura 
pode ser mais densa ou mais solta, o que é definido pelo “grau de compacidade”. 
b) Estrutura alveolar ou em favo de abelha – é o tipo de estrutura comum nos siltes mais 
finos e em algumas areias. Mostremos como se origina: quando na formação de um solo 
sedimentar um grão cai sobre o sedimento já formado, devido à predominância da 
Mecânica dos Solos 
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atração molecular sobre o seu peso, ele ficará na posição em que se der o primeiro 
contato, dispondo-se assim em forma de arcos, como indicado na Figura 2.10. 
 
Figura 2.10 - Estrutura alveolar ou em favo de abelha. 
c) Estrutura floculenta – nesse tipo de estrutura, que só é possível em solos cujas 
partículas componentes sejam todas muito pequenas, as partículas, ao se 
sedimentarem, dispõem-se em arcos, os quais, por sua vez, formam outros arcos, tal 
como representado na Fig. 5.2. Trata-se, pois, de uma estrutura de ordem dupla. Na 
formação de tais estruturas, desempenham uma função importante as ações elétricas 
que se desenvolvem entre as partículas, as quais, por sua vez, são influenciadas pela 
natureza dos íons* presentes no meio onde se processa a sedimentação. Em geral, a 
estrutura molecular desses solos é aberta, isto é, uma das moléculas tem como que uma 
carga elétrica ainda disponível, possibilitando assim a formação dessas estruturas. 
 
Figura 2.11 - c) Estrutura floculenta. 
d) Estrutura em esqueleto (do inglês skeleton structure) – nos solos onde, além de grãos 
finos, há grãos mais grossos, estes se dispõem de maneira tal a formar um esqueleto, 
cujos interstícios são parcialmente ocupados por uma estrutura de grãos mais finos. É 
o caso, apresentado na Fig. 5.3, das complexas estruturas das argilas marinhas. 
Notas de Aula 
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2.6 Amolgamento e Sensibilidade das Argilas 
Entende-se por amolgamento a operação de amassado da argila em todas as direções, sem 
que ocorra alteração do teor de umidade. O amolgamento tende a destruir a estrutura original do 
solo, isto é, elimina as ligações existentes desde a sua formação, e provoca uma redução da 
resistência. 
A maior ou menor perda de resistência de uma argila, que ocorre pelo amolgamento, é 
medida pela sensibilidade dessa argila que é definida, como a relação entre resistências à 
compressão simples do estado indeformado e do estado amolgado, isto é: 
𝑆𝑡 =
𝑅𝑐
𝑅𝑐
′
 (2.5) 
Onde: 
𝑆𝑡 → sensibilidade; 
𝑅𝑐 → amostra indeformada; 
𝑅’𝑐 → amostra amolgada; 
As argilas, quanto à sensibilidade, classificam-se em: 
❖ 𝑆𝑡 = 1 → sem sensibilidade; 
❖ 2 < 𝑆𝑡 < 4 → pequena e média sensibilidade; 
❖ 𝑆𝑡 > 8 → extra-sensíveis. 
Uma amostra amolgada comprime mais que a amostra indeformada, embora o seu índice 
de compressão seja menor. O que realmente ocorre é que o amolgamento elimina o pré-
adensamento do solo e este passa agora a comprimir-se sob efeito de seu próprio peso. Outra 
alteração importante é com referência à permeabilidade, que se torna menor, quando o solo é 
amolgado. 
Mecânica dos Solos 
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2.7 Tixotropia 
A recuperação da resistência perdida pelo efeito do amolgamento recebe o nome de 
tixotropia. Quando se revolve a argila, desequilibram-se as forças interpartículas, porém, 
permanecendo a argila em repouso, gradualmente, os potenciais de atração e repulsão tendem a 
um estado de equilíbrio mais estável, de maneira a recompor parte da resistência inicial. 
O efeito da tixotropia é mais flagrante nas argilas montmoriloniticas. Tal propriedade 
encontra grande utilização na prática como, por exemplo, na estabilização dos furos de paredes 
diafragmáticas, dos furos de sondagens e de poços de petróleo por meio do emprego de lamas 
bentoníticas. 
 
Notas de Aula 
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ANEXO I