Apostila-Mecânica dos Solos

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MECÂNICA DOS 
SOLOS 
Prof. Esp. Clélio Rodrigo Paiva Rafael
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MECÂNICA DOS SOLOS
PROF. ESP. CLÉLIO RODRIGO PAIVA RAFAEL 
3
 Diretor Geral: Prof. Esp. Valdir Henrique Valério
 Diretor Executivo: Prof. Dr. William José Ferreira
 Ger. do Núcleo de Educação a Distância: Profa Esp. Cristiane Lelis dos Santos
Coord. Pedag. da Equipe Multidisciplinar: Profa. Esp. Gilvânia Barcelos Dias Teixeira
 Revisão Gramatical e Ortográfica: Profa. Esp. Izabel Cristina da Costa
 Profa. Esp. Imperatriz Matos
 Revisão técnica: Profa. Ph.D Fabiana Grecco
 
 Revisão/Diagramação/Estruturação: Bruna Luíza Mendes Leite 
 Fernanda Cristine Barbosa
 Prof. Esp. Guilherme Prado 
 
 Design: Bárbara Carla Amorim O. Silva 
 Élen Cristina Teixeira Oliveira 
 Maria Eliza P. Campos 
© 2021, Faculdade Única.
 
Este livro ou parte dele não podem ser reproduzidos por qualquer meio sem Autoriza-
ção escrita do Editor.
Ficha catalográfica elaborada pela bibliotecária Melina Lacerda Vaz CRB – 6/2920.
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MECÂNICA DOS SOLOS
1° edição
Ipatinga, MG
Faculdade Única
2021
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Bacharel em Ciência e Tecnologia (2017) e En-
genharia Civil (2019) pela Universidade Federal 
Rural do Semi-Árido (UFERSA). Especialista BIM 
com enfoque no projeto da edificação (2021) 
pela Universidade Potiguar. Mestrando em Ci-
ência e Engenharia de Materiais (UFERSA). Atua 
como professor formador, tutor, conteudista e 
orientador de iniciação científica e extensão.
CLÉLIO RODRIGO PAIVA RAFAEL 
Para saber mais sobre o autor desta obra e suas qualifi-
cações, acesse seu Curriculo Lattes pelo link :
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LEGENDA DE
Ícones
Trata-se dos conceitos, definições e informações importantes nas 
quais você precisa ficar atento.
Com o intuito de facilitar o seu estudo e uma melhor compreensão do 
conteúdo aplicado ao longo do livro didático, você irá encontrar ícones 
ao lado dos textos. Eles são para chamar a sua atenção para determinado 
trecho do conteúdo, cada um com uma função específica, mostradas a 
seguir:
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virtual, relacionados ao conteúdo apresentado no livro.
Espaço para reflexão sobre questões citadas em cada unidade, 
associando-os a suas ações.
Atividades de multipla escolha para ajudar na fixação dos 
conteúdos abordados no livro.
Apresentação dos significados de um determinado termo ou 
palavras mostradas no decorrer do livro.
 
 
 
FIQUE ATENTO
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VAMOS PENSAR?
FIXANDO O CONTEÚDO
GLOSSÁRIO
7
UNIDADE 1
UNIDADE 2
UNIDADE 3
UNIDADE 4
SUMÁRIO
1.1 História da Mecânica dos Solos ............................................................................................................................................................................................................................................10
1.2 Origem e formação dos solos ............................................................................................................................................................................................................................................11
1.3 Identificação dos solos por meio de ensaios .............................................................................................................................................................................................................13
FIXANDO O CONTEÚDO .................................................................................................................................................................................................................................................................17
2.1 Relações de peso-volume .......................................................................................................................................................................................................................................................23
2.2 Limites de Atterberg e compacidade relativa..........................................................................................................................................................................................................27 
2.3 TProspecção do subsolo e amostragem ......................................................................................................................................................................................................................31
FIXANDO O CONTEÚDO ................................................................................................................................................................................................................................................................35
3.1 Por que classificar um solo?..................................................................................................................................................................................................................................................40
3.2 Sistema de classificação unificada (S.U.C.S.)..............................................................................................................................................................................................................41
3.3 Sistema de classificação rodoviária (TRB)...................................................................................................................................................................................................................44
FIXANDO O CONTEÚDO ...............................................................................................................................................................................................................................................................47
INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS
ÍNDICES FÍSICOS DE SOLOS
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
4.1 Transmissão De Esforços No Solo......................................................................................................................................................................................................................................52
4.2 Tensões Devido Ao Peso Próprio.......................................................................................................................................................................................................................................54
4.3 Tensões Geostáticas...................................................................................................................................................................................................................................................................56
4.4 Tipos De Tensões Atuantes Nos Solos...........................................................................................................................................................................................................................59
FIXANDO O CONTEÚDO .................................................................................................................................................................................................................................................................61
TENSÕES NO SOLO
5.1 Compressibilidade .......................................................................................................................................................................................................................................................................65
5.2 Adensamento ................................................................................................................................................................................................................................................................................69FIXANDO O CONTEÚDO ................................................................................................................................................................................................................................................................72
COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO DOS SOLOS
UNIDADE 5
6.1 Aspectos E Conceitos Da Água No Solo .......................................................................................................................................................................................................................76
6.2 Fluxo Unidimensional ..............................................................................................................................................................................................................................................................77
FIXANDO O CONTEÚDO..................................................................................................................................................................................................................................................................83
RESPOSTAS DO FIXANDO O CONTEÚDO ......................................................................................................................................................................................................................86
REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................................................................................................................................................................87
FLUXO DE ÁGUA NO SOLO
UNIDADE 6
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O
N
FI
R
A
 N
O
 L
I
C
V
R
O
UNIDADE 1
Nessa unidade, vamos entender a importância de conhecer a história da Mecânica dos 
Solos e o quanto essa ciência influencia em obras da construção civil, principalmente 
aquelas em que se faz o uso do solo como próprio material de construção. Além 
disso, abordaremos métodos para identificação dos tipos de solos com base em 
ensaios visuais e táteis e ensaios granulométricos.
UNIDADE 2
Notadamente, essa unidade é o carro-chefe de toda a disciplina, pois através 
das relações entre volume e peso, estrutura e plasticidade dos solos podemos 
compreender os fenômenos de compactação do solo, das tensões geostáticas 
e consequentemente de sua resistência e os fenômenos de recalque e, dessa 
forma, conseguir suporte para melhor solução em termos de viabilidade de uso de 
determinado tipo de solo para construção civil.
UNIDADE 3
Os solos podem ser classificados de diversas maneiras, nas quais são consideradas 
variáveis de acordo com a finalidade que se pretende utilizar o solo. Nessa unidade, 
iremos estudar alguns dos principais sistemas de classificação dos solos, sendo um 
com metodologia focada para obras rodoviárias e outro para obras de barragens.
UNIDADE 4
Nessa unidade, iremos falar a respeito das tensões às quais os solos estão submetidos. 
Veremos que as tensões são transmitidas entre as partículas sólidas do solo, podendo 
ainda ter uma fração resistida pela água presente nos vazios do solo. Além disso, 
iremos abordar, matematicamente, o efeito do peso das partículas sólidas e da água 
sobre o solo.
UNIDADE 5
Sendo o solo um material trifásico, formado por partículas sólidas, ar e água, torna-se 
de fundamental importância o estudo de como cada uma dessas fases influenciam 
no maciço de terra. Nessa unidade, iremos estudar como a expulsão de água e ar dos 
vazios do solo influenciam na variação do seu volume, considerando que a expulsão 
pode acontecer de forma rápida (compressibilidade) ou lenta (adensamento).
UNIDADE 6
A água pode estar presente no solo de maneira estática ou em deslocamento. 
Quando ocorre o deslocamento da água no interior do solo, chamamos de percolação. 
Nessa unidade, iremos aprender a respeito dos aspectos teóricos relacionados ao 
movimento da água no solo, bem como os mecanismos e formulações matemáticas 
que mensuram a percolação em números através de propriedades geométricas 
desenvolvidas por Darcy, conhecida como Lei de Darcy. 
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INTRODUÇÃO À MECÂNICA 
DOS SOLOS
10
1.1 INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS
 Desde os tempos remotos, a espécie humana utiliza o solo como meio de 
sobrevivência, a princípio, na agricultura, para plantio e, na sequência, para a construção 
de suas próprias moradias, de forma rudimentar, utilizando pedras e massas de terra, 
em locais mais favoráveis à sobrevivência, abandonando as cavernas. 
 Obras de terra, como diques, sapatas isoladas e corridas, instabilidades de encostas, 
construções subterrâneas e pirâmides no centro do mundo, ou seja, no continente 
africano, mostram que essas obras foram construídas primeiramente no entorno de 
grandes rios, como o Rio Nilo, sob camadas de silte, argila e areia. Algumas dessas 
obras ainda permanecem apoiadas sobre o solo, outras, entretanto, foram destruídas 
com o passar do tempo. O uso do solo ou rocha como elemento principal em obras de 
terra ainda é muito comum e de grande importância para o desenvolvimento de um 
determinado local. 
 Na Figura 1 abaixo é possível visualizar diversas aplicações do uso de terra em obras 
da construção civil.
 A Mecânica dos Solos, no seu início, tentou explicar o comportamento dos solos 
com modelos matemáticos propostos por Coulomb, Rankine e Vauban, além de outros 
físicos e matemáticos dos séculos XVII e XVIII. Esses autores admitiam que os solos eram 
massas homogêneas e realizavam estudos mais voltados ao ponto de vista matemático 
do que físico.
 No final do século XIX e já adentrando o século XX, foi possível ter uma definição mais 
ampla da Mecânica dos Solos, pois, até então, esse termo ainda não havia sido formado. 
Após grandes deslizamentos de terras em obras de engenharia, mais notadamente 
as construções do Canal do Panamá, Canal de Kiel (Alemanha), rupturas de barragens 
estadunidenses e os escorregamentos de taludes na construção de ferrovias na Suécia, 
surgem equipes e comissões técnicas para compreender os motivos pelos quais esses 
desastres ocorriam. 
 Contudo a Mecânica dos Solos surgiu, do ponto de vista da academia, com o 
lançamento da publicação de Erdbaumechanik (Mecânica dos Solos), de Karl Terzaghi 
(Figura 2), no ano de 1925 e, portanto, ele é considerado o pai da Mecânica dos Solos. 
Figura1: Uso de solo como elemento principal em obras: (a) Estradas; (b) terraplanagem; (c) aterro sanitário; (d) contenção (e) 
barragem de terra (f) túnel
Fonte: Disponível em (a) https://bityli.com/YfCflX (b) https://bityli.com/AQPxqH (c) https://bityli.com/PZxvHpC (d) https://bityli.
com/HwxMpX (e) https://bityli.com/BjEzty (f) https://bityli.com/cwRiOp. Acessos em 04 jan. 2022
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Figura 2: Rarl Terzaghi (1883 – 1963) – O pai da Mecânica dos solos e seus alunos.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/nqIomb. Acesso em 04 jan. 2022
 A partir dessa obra (Figura 2) e do Primeiro Congresso Internacional de Mecânica 
dos Solos e Fundações, em 1936, essa ciência ficou definitivamente consagrada no meio 
acadêmico.
 Apesar de ser uma ciência jovem, a Mecânica dos Solos ainda se encontra em 
desenvolvimento e com isso surgem muitos trabalhos e pesquisas aplicados em 
diferentes tipos de solos, sendo importantes para que se tenha uma interpretação e uso 
adequado conforme as características do tipo de solo. O surgimento de novas pesquisas 
em solos diferentes dos europeus e estadunidenses foi importante como um atingimento 
maior dessa ciência aos outros continentes, sobretudo no nosso caso (América do Sul), 
que temos solos bem específicos pelo processo de intemperismo majorado pelo clima e 
necessitávamos, portanto, de estudos que contemplassem suas características.
 “A mecânica dos solos, que estuda o comportamento dos solos 
quando tensões são aplicadas, como nas fundações, ou aliviadas, no caso 
de escavações, ou perante o escoamento de água no seus vazios, consti-
tui umaCiência de Engenharia, na qual o engenheiro civil se baseia para 
desenvolver seus projetos. Este ramo da engenharia, chamado de Enge-
nharia Geotécnica ou Engenharia de Solos, pelas peculiaridades que o 
material apresenta em cada local e pela engenhosidade frequentemente 
requerida para a solução de problemas reais.” (PINTO, 2006, p.13).
1.2 ORIGEM E FORMAÇÃO DOS SOLOS 
 As rochas ígneas, que são oriundas do resfriamento do magma, podem ser 
formadas a quilômetros de profundidade, estando condicionadas a altas temperaturas 
e pressão. Nesse caso, são chamadas de rochas intrusivas. Outro tipo de rocha ígnea 
é a extrusiva, que acontece quando o magma se resfria na superfície terrestre. O que 
acontece é que, quando as rochas estão expostas na superfície terrestre, elas ficam 
submetidas às intempéries naturais, ou seja, diferenças de temperatura, condições de 
pressão irregular, bem como alterações na umidade, situações essas contrárias ao que 
ocorriam no interior de suas origens.
 Outros importantes tipos de rochas são as metamórficas e as sedimentares. Em 
altas profundidades, onde existem altos índices de pressão e temperaturas, as rochas 
passam por transformações estruturais e químicas que alteram os minerais e as 
propriedades existentes e dão origem as rochas metamórficas, como a gnaisse, que 
12
é originária do granito. As rochas sedimentares, de forma contrária, são originadas na 
superfície terrestre. Elas são formadas pela agregação e compactação de sedimentos de 
outras rochas, que acontece devido a condições de mudanças de pressão e temperatura 
e reações químicas. Portanto, pode-se dizer que as rochas sedimentares surgem a partir 
da erosão de outras rochas e que, devido a isso, elas possuem camadas, sendo ainda 
possível encontrar restos de animais e plantas em forma de fósseis.
 Com isso, os solos são formados quando as rochas se modificam em um processo 
chamado intemperismo. O intemperismo pode ser dividido em intemperismo físico 
(desintegração) e químico (decomposição), o primeiro refere-se à quebra de partículas 
em tamanhos menores, enquanto no segundo, a rocha se modifica por processos 
químicos ou mineralógicos. 
 Embora os processos ocorram em conjunto, o intemperismo mecânico das rochas 
grandes é quebrado em pedaços menores, sem nenhuma alteração na composição 
mineralógica. O agente principal que potencializa o intemperismo químico é a água. No 
primeiro momento, após a rocha ser alterada, denomina-se regolito, isto é, a parte mais 
superficial que ocorre a formação do solo, originando, dessa forma, o que se denomina 
de saprólito.
 O material do intemperismo muita das vezes fica no mesmo lugar, mas também 
pode ser carregado para outras regiões por gravidade, gelo, água e vento. O solo formado 
que fica no seu lugar de origem é chamado de solo residual. Enquanto os solos que 
são transportados podem ser classificados em diferentes agrupamentos a depender do 
modo de transporte e deposição: 
• Solos glaciais: provocado por transporte e deposição de geleiras;
• Solos aluviais: provocado por água de rios e sedimentada ao longo do trajeto do 
rio;
• Solos lacustres: formação de depósitos em lagos calmos;
• Solos marinhos: construído por depósitos em mares;
• Solos eólicos: transportados pelo vento e
• Solos coluviais: transportados pela gravidade (normalmente deslizamentos de 
terra).
 Existem processos que atuam ao longo do desenvolvimento do solo, são eles: 
perdas, transformações, transportes e adições. Eles são agentes para a modificação da 
rocha em solo, ou seja, aos poucos, através de ações biológicas, físicas e químicas, surge 
uma série de camadas, praticamente paralelas à superfície e de aspecto e constituição 
diferentes, que denominamos de horizontes do solo, constituindo-se assim o perfil de 
um determinado solo, conforme se observa na Figura 3 abaixo.
Figura 3: Perfil de solo.
Fonte: Adaptado de https://bityli.com/gzCGVHe. Acesso em 04 jan. 2022
13
 No perfil de um solo (Figura 3), observa-se na parte superior maior quantidade 
de matéria orgânica, apresentando uma coloração mais escura. Já os horizontes mais 
profundos contêm coloração diversificada devido à presença rica de argilominerais 
(minerais característicos das argilas) e oxihidróxidos de ferro e de alumínio. Normalmente 
em regiões tropicais, como o Brasil, esses horizontes têm uma coloração mais avermelhada 
e amarelada.
 Antes da realização dos ensaios em laboratório, é necessário uma série de cuidados 
de forma a preservar as amostras coletadas em campo. A princípio, deve-se ter em mente 
qual o objetivo da coleta de solo, pois para cada uso (agricultura, ambiental, geografia, 
mecânica dos solos/geotecnia e construção civil) as finalidades se diferenciam, porém, a 
coleta deve ser realizada considerando os seguintes pontos:
• Localidade da coleta (paisagem, relevo, drenagem);
• Profundidade da coleta;
• Quantidade da coleta;
• Amostras deformadas e/ou amostras indeformadas;
• Descrição das amostras para ser enviadas aos laboratórios;
• Armazenamento correto das amostras;
• Os ensaios devem ser realizados logo após a chegada das amostras no laboratório.
 
 No campo, no momento da coleta, faz-se necessário uma abordagem superficial, 
porém, de grande importância, pois através dessa análise é possível obter inferências 
referente ao uso e capacidade do solo.
 O primeiro teste é chamado de identificação tátil-visual. Inicialmente, identificar o 
solo como sendo uma areia, uma argila, um silte ou uma mistura desses componentes 
(MASSAD, 2016), portanto, utiliza-se uma porção de solo e uma quantidade de água para 
a realização do ensaio em campo.
 Assim, utiliza-se da sensibilidade do profissional ao tato para identificar as porções 
do solo. Desse modo, a areia se mostra como áspera, a fração silte é sedoso e a argila 
é muito plástica e pegajosa (DIAS JÚNIOR et al., 2000). Vale ressaltar que os solos com 
maior quantidade de areia são considerados solos grosseiros, ao passo que os solos finos 
são solos com maior fração de silte e argila (partículas menores), além disso, existem 
os solos orgânicos (material turfoso), mas que não são utilizados como material para 
construção civil.
 No laboratório, realiza-se o ensaio de granulometria para a construção da 
curva granulométrica, que é dividida em duas etapas: peneiramento (solo grosso) e 
sedimentação (solo fino).
1.3 ENSAIOS DE CISALHAMENTO E CASO PRÁTICO
14
 A etapa de peneiramento consiste em transferir uma quantidade de solo seco 
para um conjunto de peneiras, com aberturas progressivamente menores, e agitar na 
horizontal por um determinado tempo. Enquanto a etapa da sedimentação ocorre de 
acordo com a Lei de Stokes, ou seja, os grãos finos de solo são depositados no fundo de 
uma proveta com água e uma porção de defloculante, isso faz com que as partículas 
sedimentem em velocidades diferentes, dependendo de sua forma, tamanho, peso e 
viscosidade da água (DAS; SOBHAN, 2014). 
 Equação 1 da Lei de Stokes:
 Onde: 
 𝑣 = velocidade
 𝛾𝑠 = peso específico dos sólidos
 𝛾𝑤= peso específico da água
 𝜂 = viscosidade da água
 D = diâmetro das partículas do solo.
 Na Figura 4 pode-se observar as duas etapas do ensaio de granulometria.
Figura 4: Ensaio de granulometria em duas etapas: (a) peneiramento e (b) sedimentação.
Fonte: Adaptado de https://bityli.com/DsMRWW. Acesso em 04 jan. 2022
O ensaio de granulometria é realizado com um conjunto de peneiras específi-
cas para solos granulares e outro grupo de peneiras para solos finos. Veja um 
exemplo desse ensaio através do vídeo “Ensaio de granulometria”. Disponível 
em: https://bityli.com/zYCpFV. Acesso 4 jul. 2022.
O ensaio de sedimentação é realizado em laboratório com base no princípio de 
Stokes. Veja um exemplo desse ensaio através do vídeo “Análise granulométrica 
do solo”. Disponível em: https://bityli.com/jKCaPm. Acesso 4 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
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𝑣 = 
𝛾𝑠 − 𝛾𝑤
18𝜂 .𝐷
2
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 Após a realização do ensaio e com as informações obtidas,constrói-se a curva 
granulométrica, que é a representação da determinação das dimensões das partículas 
do solo e das proporções relativas em que elas se encontram (Caputo, 2015). O gráfico 
é uma representação em escala logarítmica no eixo das abscissas, representando o 
diâmetro das partículas e no eixo das ordenadas os valores referentes ao percentual que 
passa nas peneiras no momento do peneiramento e na sedimentação dos sólidos. Uma 
curva granulométrica típica é mostrada na Figura 5 abaixo.
 Os valores das frações de solos (porcentagens) da Curva Granulométrica são obtidos 
fazendo a diferença entre os limites das faixas para cada tipo de solo. Por exemplo, para 
o valor da areia (75%) é utilizado o final da faixa (eixo x) e rebatido até tocar a curva, onde, 
ao tocar, é rebatido no eixo y (% do solo que passa), com isso, tem-se o valor de 100 para 
o limite superior da areia. Agora, fazendo o mesmo no limite inferior dessa faixa (ponto 
inicial da faixa areia), obtém-se o valor 25, portanto, fazendo a diferença entre os valores 
(100-25), encontra-se o valor (75%) de areia presente no solo.
Figura 5: Curva granulométrica.
Fonte: Adaptado de FREDERICE et al., 2010
16
Para obter uma curva granulométrica, é preciso realizar o ensaio em laboratório 
e depois tratar os dados obtidos nos experimentos. Para isso, é possível utilizar 
algumas ferramentas, como o Microsoft Excel. Veja como isso é feito assistindo 
os vídeos indicados abaixo.
Análise granulométrica de solos mais planilha de cálculo e curva – Disponível 
em: https://bityli.com/WADkPa. Acesso 04 jul. 2022. 
Como fazer Curva Granulométrica no Excel – Disponível em: https://bityli.com/
zDHlgb. Acesso 04 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
As escalas granulométricas variam de acordo com diversos tipos de normas. A maioria 
dos sistemas de classificação de solos agrupam as partículas sólidas de acordo com as 
suas dimensões em grupos como matacão, pedra, pedregulho, areia (podendo dividir a 
areia em grossa, média e fina), silte e argila. Os sistemas de classificação de solos mais 
utilizados são mostrados na Figura 6, desenvolvidos pela ABNT (Associação Brasileira 
de Normas Técnicas), que é o órgão que padroniza as produções técnicas brasileiras, o 
sistema de classificação unificado (USCS – Unified Soil Classification System), o AASHTO 
(American Association of State Highway and Transportation Officials), que se trata do 
sistema americano para construção de rodovias, e o ASTM (American Society for Testing 
and Materials), que é o órgão americano que padroniza produções técnicas a partir de 
normas.
FIQUE ATENTO
Figura 6: Tipos de sistemas de classificação de solos
Fonte: https://bityli.com/IcfDKu. Acesso em 05 jan. 2022.
17
FIXANDO O CONTEÚDO
1. O surgimento de novas pesquisas em solos _________ dos europeus e estadunidenses 
foi importante como um atingimento maior desta ciência aos outros continentes, 
sobretudo no nosso caso (América do Sul), que temos solos bem _________ pelo processo 
de _________ majorado pelo _________ e necessitávamos, portanto, de estudos que 
contemplassem suas características. Assinale a alternativa que completa corretamente 
as lacunas.
a)semelhantes, genéricos, degradação, intemperismo
b)diferentes, específicos, intemperismo, clima
c)análogo, genéricos, sedimentação, intemperismo
d)diferentes, genéricos, intemperismo, clima
e)semelhantes, específicos, degradação, clima
2. “Os solos representam uma importante fonte de material para obras de engenharia, 
principalmente nos climas tropicais e equatoriais, onde os perfis atingem grandes 
espessuras. Estabilidade e resistência mecânica são propriedades geotécnicas 
fundamentais para que um solo tenha qualidade, seja para utilização como material de 
construção, seja como substrato para obras. Os solos podem ser empregados diretamente 
em obras como materiais de construção, necessitando em geral de compactação ou 
desinfecção para torná-los mais resistentes e mais estáveis às variações possíveis de 
estado, principalmente frente à ação de água.”
TEIXEIRA, W. et al., Decifrando a Terra. In: TOLEDO, M; OLIVEIRA, S.; MELFI, A. Da rocha ao solo: intemperismo e 
pedogênese.2edição. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009 (adaptado).
Baseado no texto acima, assinale a alternativa que contenha construções onde foram 
utilizados apenas solos. 
a)barragem, estrada, aterro e edifícios.
b)edifícios, pontes, túnel e terraplanagem.
c)barragem, túnel, terraplanagem e estrada.
d)pontes, edifícios, galpões e shoppings.
e)shoppings, estrada, pontes e túnel.
3. Os conhecimentos de gênese favorecem muito a compreensão do solo na paisagem, 
suas propriedades e classificação. As propriedades são função dos fatores de formação 
do solo: clima, organismos, material de origem, tempo e relevo.
Fonte: Adaptado de https://bityli.com/DpnubF. Acesso em 5 de janeiro de 2022
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Observando a figura, alusiva à formação dos solos, analise as afirmações e assinale a 
alternativa correta:
I. Os fatores ativos, tempo e relevo, atuam diretamente na rocha para formação 
de camadas mais intemperizadas na superfície e menos intemperizadas nas camadas 
profundas;
II. Os fatores passivos, clima e organismos, atuam no material de origem formando 
solos com menor intemperismo nas camadas superficiais;
III. Os fatores ativos, clima e organismos, atuam de cima para baixo, isto é, os solos são 
mais intemperizados na superfície do que em camadas mais profundas;
IV. Os processos de pedogênese estão ligados ao tempo, ambos controlados pelo 
relevo, ou seja, a posição na paisagem.
a)I e II
b)I e III
c)I e IV
d)II e III
e)III e IV
4. (Adaptado de ENADE/2008) Os solos são, na sua maioria, resultantes da desintegração 
e da decomposição das rochas constituintes da crosta terrestre. Tais rochas, por sua vez, 
podem resultar da cristalização de magma ejetado do interior da Terra para a crosta 
terrestre ou podem ter se desenvolvido a partir da alteração de outras rochas em 
resultado de variações de pressão e temperatura. 
FERNANDES, M.M. Mecânica dos solos: conceitos e princípios fundamentais, volume 1. São Paulo: Oficina de Textos, 
2016. 
Considere um ciclo petrogênico e os processos representados na figura a seguir.
Qual é a sequência que representa o produto dos processos descritos nesse ciclo 
petrogênico?
19
1 2 3 4 5
a) magma rocha 
magmática
solo 
coluvionar
solo residual rocha sedimentar
b) magma rocha 
magmática
solo residual solo coluvionar rocha 
metamórfica
c) magma rocha 
magmática
solo residual sedimentos rocha 
metamórfica
d) magma rocha ígnea solo residual sedimentos rocha sedimentar
e) rocha magmática rocha ígnea solo 
coluvionar
sedimentos rocha 
metamórfica
5. (Adaptado de ENADE/2005) A Amazônia Legal perdeu 10.476 km² de floresta entre 
agosto de 2020e julho de 2021, meses em que se mede a temporada do desmatamento. 
A taxa é 57% maior que a da temporada passada, além de ser a pior dos últimos dez 
anos, aponta o Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia. (Imazon). Além do 
monitoramento do Imazon feito pelo Sistema de Alerta de Desmatamento (SAD) que 
utiliza imagens de satélite e de radar, o bioma também é o monitorado pelo Instituto de 
Pesquisas Especiais (Inpe), do governo federal. O monitoramento do Inpe é feito por dois 
sistemas: o Deter, que acompanha em tempo real o desmatamento e a degradação na 
Amazônia, emitindo diariamente alertas; e o Prodes, que realiza um inventário anual de 
perda da floresta.
Fonte: https://g1.globo.com/natureza/amazonia/noticia/2021/08/19/taxa-anual-de-desmatamento-na-amazonia-e-a-
maior-do-ultimos-dez-anos-diz-imazon.ghtml
Acesso em 5 de janeiro de 2022.
A partir do trecho da reportagem acima, analise as afirmações abaixo:
A retirada de vegetação em grandes áreas pode levar ao empobrecimento do solo, ao 
assoreamento dos rios, à ocorrência de enchentes e à alteração do clima local.
PORQUE
A vegetação protege o solo contra a erosão da água e do vento, que causam a perda da 
camada superior fértil. Alémdisso, ela abastece o solo com matéria orgânica de suas 
folhas e frutos, amortece a água das chuvas, retarda o escoamento superficial, favorece 
a infiltração e favorece o aumento da evapotranspiração.
Analisando essas afirmações, conclui-se que:
a)as duas afirmações são verdadeiras e a segunda justifica a primeira.
b)as duas afirmações são verdadeiras e a segunda não justifica a primeira.
c)a primeira afirmação é verdadeira e a segunda é falsa.
d)a primeira afirmação é falsa e a segunda é verdadeira.
e)as duas afirmações são falsas.
6. No estudo de análise granulométrica dos solos, após a realização de ___________, as 
informações obtidas são utilizadas na construção da ___________, que é a representação 
das ___________ das partículas do solo e das ___________ relativas em que elas se encontram. 
20
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.
a)ensaios laboratoriais, curva granulométrica, dimensões, proporções
b)ensaios de campo, curva de deformação, características, dimensões
c)ensaios de liquidez, curva granulométrica, proporções, dimensões
d)ensaios laboratoriais, curva de deformação, características, proporções
e)ensaios laboratoriais, curva granulométrica, plasticidades, proporções
7. (Adaptado de PETROBRAS/2018) A figura a seguir apresenta 4 curvas de distribuições 
granulométricas de solos diferentes A, B, C e D. 
Considerando-se a figura, conclui-se que:
a)as curvas de distribuição granulométricas dos solos A e B foram obtidas por meio de 
ensaio de sedimentação.
b)a distribuição granulométrica do solo D foi obtida por meio do peneiramento.
c)o solo A tem permeabilidade superior ao solo D.
d)a distribuição granulométrica do solo B foi obtida por meio de sedimentação.
e)a curva de distribuição granulométrica do solo C possui 10% de argila.
8. (IFPB/2013) Para a Mecânica dos Solos, o intemperismo é o conjunto de processos que 
ocasionam a desintegração e a decomposição das rochas e dos minerais que formam os 
solos, dentre os quais se encontram os processos físicos e químicos. 
Sobre como pode se dar o processo de intemperismo por meio físico, analise os itens 
abaixo e assinale V para verdadeiro ou F para falso:
21
( ) pela variação da temperatura.
( ) pelo congelamento da água.
( ) pelo alívio de pressões.
( ) pela carbonatação.
A sequência correta é:
a)F, V, V, V.
b)V, F, V, V.
c)V, V, F, F.
d)V, V, V, F.
e)F, F, F, V.
22
ÍNDICES FÍSICOS 
DE SOLOS
23
 Um solo, naturalmente, consiste em partículas sólidas, mas também de vazios, 
esses vazios podem ser preenchidos por ar ou água. Nesse sentido, o solo é um sistema 
trifásico: sólidos, água e ar. A relação entre essas três fases é importante para compreender 
o seu comportamento diante da utilização na construção civil. 
 Assim, para entender a condição do solo, os estudiosos realizaram uma série de 
correlações entre peso e volume dessas três fases, que chamaram de índices físicos de 
solo. A Figura 7 nos mostra essas relações entre as três fases.
2.1 RELAÇÕES DE PESO-VOLUME
 A partir dessas relações é possível definir os principais índices de solos:
• Teor de umidade (w): também chamado de teor de água, é a relação entre o peso 
da água e o peso dos sólidos em um certo volume de solo e sua fórmula pode ser 
expressa conforme a Equação 2:
 Onde,
 W= teor de umidade;
 Pw= peso da água e
 Ps= peso do solo seco
 O teor de umidade pode ser determinado em campo através de métodos existentes 
como o do álcool etílico, o do banho de areia e o do Speedy, todos regulamentados. Eles 
são rápidos e fáceis de serem realizados, porém, não se tem um resultado científico, os 
dados podem ser super ou subestimados. Entretanto, o método que nos confere mais 
certeza e eficiência, mas que demora 24h para ficar pronto, é o da estufa, regulamentado 
pela NBR 6.457/16.
Figura 7: As três fases do solo e as correlações entre volumes e pesos
Fonte: Elaborado pelo Autor (2022)
𝑤 = 
𝑃𝑤
𝑃𝑠
. 100%
24
 Peso específico natural do solo ( 𝛾𝑁): é a relação entre o peso do solo úmido e o 
volume total do solo (Equação 3).
 O peso específico natural pode ser determinado por moldagem de corpo de prova 
e método da balança hidrostática, com uso de parafina.
 Peso específico dos sólidos ( 𝛾𝑆 ): também conhecido como peso específico dos 
grãos e peso específico das partículas, é uma relação entre o peso das partículas sólidas 
e o seu volume. O seu valor é determinado pelo ensaio do picnômetro, que tem como 
referência o princípio de Arquimedes. 
 Onde,
 𝛾𝑆= peso específico das partículas sólidas (kN/m³);
 Onde,
 𝛾𝑁= peso específico natural (kN/m³);
 𝑃𝑡 = peso total (kN) e
 𝑉𝑡 = volume total (m³).
O ensaio para determinação do teor de umidade dos solos é realizado em 
laboratórios conforme diretrizes da NBR 6.457/16. Veja no vídeo abaixo como 
esse ensaio é realizado. 
Disponível em: https://bityli.com/jVLQPH. Acesso 4 jul. 2022.
A massa específica e o peso específico do solo são medidas diferentes, pois o 
peso específico está relacionado com a gravidade. Vejo no vídeo abaixo como 
é feito o ensaio da massa específica natural que é utilizada para determina-
ção do peso específico natural.
Disponível em: https://bityli.com/ZeTQKF. Acesso 4 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
BUSQUE POR MAIS
𝛾𝑁 = 
𝑃𝑡
𝑉𝑡
O peso específico natural do solo, como o próprio nome sugere, se trata da medida 
considerando o solo in situ, ou seja, no ambiente natural.
FIQUE ATENTO
𝛾𝑠 = 
𝑃𝑠
𝑉𝑠
25
A massa específica e o peso específico do solo são medidas diferentes, pois o 
peso específico está relacionado com a gravidade. Veja no vídeo abaixo como 
é feito o ensaio da massa específica das partículas sólidas que é utilizada para 
determinação do peso específico das partículas.
Disponível em: https://bityli.com/smctSa. Acesso 4 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
 𝑃𝑠 = peso de sólidos (kN);
 𝑉𝑠 = volume de sólidos (m³).
 Peso específico aparente seco ( 𝛾𝑑 ): muito utilizado em obras de terra 
(principalmente compactação) e o “d” subscrito na nomeação é devido ao termo vir do 
inglês dry (seco). Supõe-se que o solo ficasse seco, sem a presença de água e volume 
constante 
 Onde,
 𝛾𝑑 = peso específico aparente seco (kN/m³);
 𝑃𝑠= peso de sólidos (kN);
 𝑉𝑡 = volume total (m³).
 Peso específico saturado ( 𝛾𝑠𝑎𝑡 ): nesse caso, supõe-se que o solo esteja totalmente 
saturado e sem variação de volume, é comum valores em torno de 20 kN.m-3. A Equação 
6 é utilizada para determinação do peso específico saturado do solo.
 Onde,
 𝛾𝑠𝑎𝑡 = peso específico saturado (kN/m³);
 𝑃𝑠= peso do solo saturado (kN);
 𝑉𝑡 = volume total (m³). 
 Peso específico da água ( 𝛾𝑤 ): emprega-se o valor de 10 kN.m-3, em temperatura 
ambiente, mas pode variar com a temperatura. Por definição matemática, pode ser 
calculado através da Equação 7.
𝛾𝑑 = 
𝑃𝑠
𝑉𝑇
𝛾𝑠𝑎𝑡 = 
𝑃𝑠𝑎𝑡
𝑉𝑡
𝛾𝑤 = 
𝑃𝑤
𝑉𝑤
26
 Onde,
 𝛾𝑤 = peso específico da água (kN/m³);
 𝑃𝑤= peso de água (kN) e
 𝑉𝑤= volume de água (kN).
 Peso específico submerso (𝛾𝑠𝑢𝑏 ): muito importante quando se calcula as tensões 
efetivas de determinado solo submerso.
 Onde,
 𝛾𝑠𝑢𝑏= peso específico submerso (kN/m³);
 𝛾𝑛 = peso específico natural (kN/m³);
 𝛾𝑤 = peso específico da água (kN/m³)
 Índices de vazios (e): é a relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos 
do solo. Este índice se diferencia da porosidade, especialmente pela porosidade ser 
relacionada ao volume total de uma amostra de solo.
 Onde,
 𝑒 = índice de vazios;
 𝑉𝑣= volume de vazios (m³);
 𝑉𝑠= volume de sólidos (m³). 
 Porosidade ( η ): para uma amostra de solo, é a relação entre o volume de vazios e 
o volume total. Se diferencia do índice de vazios, especialmente pelo índice de vazios ser 
relacionado ao volume de sólidos.
 Onde,
 η = porosidade (%);
 𝑉𝑣= volume de vazios (m³);
 𝑉𝑡 = volume total (m³). 
 Grau de saturação (S): é definido como a quantidade de água que ocupa o vazio 
dos solos. Pode ser expresso pela relação entre o volume de águae o volume de vazios. 
 Onde,
 S= grau de saturação (%);
 𝑉𝑤= volume de água (m³);
 𝑉𝑣= volume de vazios (m³).
𝛾𝑠𝑢𝑏 = 𝛾𝑁 − 𝛾𝑤
𝑒 = 
𝑉𝑣
𝑉𝑠
𝜂 = 
𝑉𝑣
𝑉𝑇
𝑥 100
𝑆 = 
𝑉𝑤
𝑉𝑣
. 100%
27
 Os índices físicos, que são determinados em laboratório, são: teor de umidade, 
peso específico natural e peso específico dos sólidos. A partir desses índices, os outros 
índices são calculados a partir dos determinados em laboratório. 
 Com os índices descritos e através da Figura 8, podemos fazer mais correlações 
entre os pesos e volumes, como as que se seguem no Quadro 1 abaixo:
 Os solos finos, mais precisamente os solos argilosos, por apresentarem 
argilominerais (caulinita, gibbsita, montmorilonita, goethita, ilita, vermiculita) possuem 
propriedades físico-químicas que podem sofrer variações em função das alterações 
climáticas por efeito da afinidade que as argilas possuem com a água. 
 A consistência do solo é resultado das manifestações de forças físicas de adesão 
(atração entre partículas de natureza distinta) e coesão (atração entre partículas de 
mesma natureza) que operam conforme a mudança da umidade, ou seja, a consistência 
do solo é a resposta do solo às forças externas que tentam deformá-lo ou rompê-lo, daí 
a importância de estudar a variação de quantidade de água no solo.
 Um cientista sueco chamado Albert Mauritz Atterberg, no início de século XX, 
desenvolveu um método para caracterizar a consistência de solos argilosos com diferentes 
teores de umidade. A partir de seu estudo, foi criado os limites de consistência, que foram 
chamados de Limites de Atterberg – limite de contração (LC); limite de plasticidade (LP) 
e limite de liquidez (LL), mostrados na Figura 9.
Figura 8: Relações entre os índices físicos de solo
Fonte: Elaborado pelo autor. (2022)
2.2 LIMITES DE ATTERBERG E COMPACIDADE RELATIVA
28
 Um solo, quando muito seco, é quebradiço, ele se desmancha ao ser trabalhado, 
ao passo que, aumentando o teor de umidade desse solo, ele se torna plástico, ou seja, 
pode ser moldado facilmente e conservar sua forma e, quando muito úmido, o solo se 
comporta como um líquido. 
 Em nossos estudos, os Limites de Atterberg são, de fato, o limite de plasticidade 
e o limite de liquidez. O limite de contração foi incluído mais tarde por Haines (1923), 
porém, para efeito de cálculo e uso nos estudos da influência do teor de umidade em 
solos finos (argilominerais), utilizamos os limites de plasticidade e de liquidez. 
 A determinação do limite de plasticidade (LP) (NBR 7180/2016) é uma média da 
umidade (5 repetições) em que o solo começa a se fraturar quando é moldado em um 
cilindro de 3 mm de diâmetro e aproximadamente 10 cm de comprimento (Figura 10).
 Para determinação do limite de liquidez (LL) (NBR 6459/2016), utiliza-se o aparelho 
de Casagrande (Figura 11 a.). O valor do LL é definido como o teor de umidade do solo 
com o qual uma ranhura nele feita requer 25 golpes para se fechar numa concha. Nesse 
caso, recomendam-se cinco repetições com diferentes umidades e anota-se o número 
de golpes para fechar a ranhura e obtém-se o limite pela interpolação dos resultados 
(Figura 11 b.).
Figura 10: Ensaio de limite de plasticidade (LP).
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/OHrzuS. Acesso em 10 jan. 2022
Figura 9: Limites de Atterberg.
Fonte: Elaborado pelo autor (2022) 
29
 A partir dos resultados dos ensaios do LP e LL, obtém-se o índice de plasticidade 
(IP), esse índice nada mais é que a diferença entre o limite de liquidez e o limite de 
plasticidade. O IP define a faixa em que o solo amostrado se encontra no estado plástico, 
ele fornece um critério para inferir sobre o caráter argiloso do solo, ou seja, quanto maior 
o IP, supõe-se que o solo é mais plástico. 
 Os valores de LL, LP e IP são utilizados na engenharia como forma de identificação 
e classificação do solo, bem como o seu comportamento para uso na construção civil 
e diagnosticar, através de ensaios complementares, se o solo está propenso a um 
recalque, melhor momento para se fazer a compactação do solo. E pode ser classificado 
qualitativamente conforme o Quadro 1 abaixo:
Figura 11: Ensaio de limite de plasticidade (LP): a) Aparelho Casagrande com amostra de solo; (b) Gráfico do resultado do LL
Fonte: Disponível em: (a) https://bityli.com/CDzTYd. Acesso em 10 jan. 2022. (b) Arquivo pessoal do autor (2022)
A umidade relacionada ao eixo Y (Figura 10) corresponde à encontrada em teste de es-
tufa (geralmente) de cada amostra retirada do Casagrande, e que, a partir da inserção 
dos dados em gráfico, traça-se a linha de tendência, a qual se retira o equivalente a 25 
golpes.
FIQUE ATENTO
𝐼𝑃 − 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃
IP Descrição
0 Sem plasticidade
1 – 5 Plasticidade leve
5 – 10 Plasticidade baixa
10 – 20 Plasticidade média
20 – 40 Plasticidade alta
> 40 Plasticidade muito alta
Quadro 1: Índice de Plasticidade conforme a sua descrição.
Fonte: Classificação do IP, conforme Burmister (1949).
30
 Ainda sobre a consistência do solo, existe outro parâmetro que pode ser utilizado 
também como avaliador do comportamento do solo, que é a atividade de argila (A) e 
o índice de consistência (IC). A atividade de argila (A) se refere à relação do índice de 
plasticidade com o teor da fração argila de um solo. Quanto maior a atividade de argila 
de um solo, maiores os problemas relacionados à capacidade de retenção de água e de 
troca de cátions. 
 O índice de consistência, por sua vez, mede a consistência do solo em seu estado 
natural. Isto é, conhecer a posição relativa da umidade (w) aos limites de mudança 
de estado do solo. Esse índice (IC) é mais representativo em comportamento de solo 
sedimentares e aplicado em solos remoldados e saturados e pode ser expresso conforme 
a equação:
 Onde,
 IC= índice de consistência;
 IP= índice de plasticidade;
 LL= limite de liquidez (%);
 LP = limite de plasticidade (%); e W = umidade natural (%) (teor de umidade do 
solo, ou umidade que se encontra a amostra).
 A compacidade relativa se refere à granulometria do solo mais grosseira, ou seja, 
solos arenosos, que pode ser determinada pelo índice de vazios do solo, se diferenciando, 
portanto, do grau de compactação de campo para solos com coesão. O ensaio de 
compacidade ou compacidade relativa vai nos dizer se uma areia é fofa ou compacta.
 Onde,
 CR= compacidade relativa (%);
 emáx = índice de vazios máximo;
 emin = índice de vazios mínimo; e
 enatural = índice de vazios natural (em relação ao “in-situ”).
 Para determinar o emáx, realiza-se o ensaio com a areia seca e a insere 
cuidadosamente em um recipiente através de um funil e, desse modo, teremos a 
areia no seu estado fofo. Enquanto para determinar o emín, coloca-se o solo em um 
vibrador até que ele fique compacto. Esses ensaios podem ser determinados através 
dos procedimentos conforme a NBR – 12051/2015 para índice de vazios mínimos e a NBR 
– 12004/2015 para conhecer o índice de vazios máximos.
Contudo, para classificação dos solos arenosos quanto aos valores de compacidade 
𝐴 = 
𝐼𝑃
% 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑎çã𝑜 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎
𝐼𝐶 = 
𝐿𝐿 − 𝑤
𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 ou 𝐼𝐶 = 
𝐿𝐿 − 𝑤
𝐼𝑃
𝐶𝑅 = 
𝑒𝑚á𝑥 − 𝑒𝑛𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙
𝑒𝑚á𝑥 − 𝑒𝑚í𝑛
x 100
31
relativa (CR), tem-se o Quadro 2 abaixo:
 Note que quanto maior o valor da Compacidade Relativa, menor o índice de vazios 
do solo e consequentemente mais compacto é o estado dele.
 Todos os projetos de Engenharia são de suma importância ao reconhecimento 
do solo, ou seja, uma estratificação do terreno em que se pretende construir uma obra. 
Na realidade, embora consideremos os solos como homogêneos, o perfil de um solo é 
muito heterogêneo, podendo se modificar bastante dentro de uma distância horizontal 
de mais de 15 m. 
 Assim, para a prospecção do subsolo, a amostragem para caracterização do solo 
e ensaios específicos como o cisalhamento, adensamento e permeabilidade do solo se 
tornam indispensáveis a presença de um profissional da engenharia e/ou de um geólogo 
experientepara interpretar os resultados.
 Conforme DAS e SOBHAN (2016), os principais objetivos de uma exploração do 
subsolo são:
• Determinar a natureza do solo local e sua estratificação;
• Obter amostras deformadas e indeformadas para identificação tátil-visual e 
ensaios laboratoriais;
• Determinar a profundidade e a natureza do leito rochoso (quando apresentar);
• Observar as condições de drenagem;
• Determinar a posição do nível do lençol freático e
• Observar as construções vizinhas em relação às suas estruturas.
 A NBR – 6484 (ABNT, 2020) é a norma que trata de um dos métodos mais simples 
de reconhecimento do terreno, também conhecido como sondagem: perfuração e 
amostragem. A sondagem consiste na abertura de um furo no solo feito com um trado 
manual (trado holandês, trado de rosca, calador e trado de caneco), conforme a Figura 12. 
Esses trados alcançam uma profundidade de 3 a 5 m, são utilizados principalmente para 
classificação de perfil de solo e para trabalhos de exploração de solo para pavimentação 
e reduzidas estruturas. As amostras retiradas podem ser deformadas ou indeformadas 
para ensaios laboratoriais como peso específico natural, peso específico das partículas, 
umidade, granulometria, limites de Atterberg, compactação, cisalhamento e 
adensamento.
Classificação CR
Areia fofa < 0,33
Areia de compacidade média 0,33 – 0,66
Areia compacta > 0,66
Quadro 2: Classificação das areias conforme a compacidade relativa.
Fonte: CAPUTO e CAPUTO (2022).
2.3 PROSPECÇÃO DO SUBSOLO E AMOSTRAGEM
32
 Para profundidades maiores ou atingindo o lençol freático, utiliza-se, comumente, 
a técnica de circulação de água (percussão e lavagem). O equipamento apresentado 
na Figura 13 resume-se em introduzir um tubo no lote, através de golpe de uma massa, 
com peso e altura de queda fixos, registrando a penetração e o número de golpes, esse 
método é chamado de SPT (Standard Penetration Test). Com esse método é possível 
coletar as amostras e medir a resistência à penetração das diversas camadas que o 
equipamento atravessa no perfil do solo e, mediante outras informações, constrói-se o 
que chamamos de relatório de sondagem (Figura 14).
Figura 13: Método SPT: (a) Equipamento para ensaio de reconhecimento à percussão 
(b) Amostragem sendo executada em campo.
Fonte: (a) Higashi, 2006; (b) Arquivo pessoal do autor. (2022)
Figura 12: Tipos de trados
Fonte: Adaptado de https://bityli.com/SzcyIf. Acesso em 12 jan. 2022
33
Figura 14: Modelo de relatório de sondagem (SPT).
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/uaoXJa. Acesso 06 jul. 2022.
Você consegue realizar a leitura do relatório de sondagem SPT mostrado na Figura 14? 
Vamos fazer isso juntos? Esse relatório é chamado de Perfil Geotécnico e é feito, indivi-
dualmente, um para cada furo. O Perfil Geotécnico é organizado por colunas, onde to-
das elas são em função da profundidade. Tomando como exemplo a profundidade de 3 
metros, é possível retirar as seguintes informações desse relatório: (i) o solo se encontra a 
10cm do lençol freático; (ii) a perfuração (avanço) foi feita com Trado Concha (TC) até um 
metro, Trado Hélice (TH) até o nível de água e trépano através de circulação de água (CA), 
a partir do lençol freático; (iii) é a cota final da camada de areia fina pouco siltosa e cota 
de superfície da camada de areia fina siltosa; (iv) o índice de resistência NSPT inicial e fi-
nal é de 2; (v) foi preciso 1 batida para penetrar os primeiros 15cm, 1 para descer mais 15cm 
e 1 para atingir 45cm e por isso a resistência NSPT é igual a 2 (soma da quantidade de 
batidas para penetrar os últimos 30cm). Agora que analisamos juntos o Perfil Geotécnico 
(Figura 14) em uma profundidade de 3 metros, continue sua reflexão fazendo a análise 
em outras profundidades.
VAMOS PENSAR?
34
Figura 15: Equipamento de sonda rotativa e testemunhos de rochas.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/KslfNF. Acesso em 17 jan. 2022.
 Para amostragem de rochas (testemunho), utilizam-se de brocas de diamante, 
por meio de sondas rotativas (Figura 15).
 Acontece que, em algumas situações e a pedido do proprietário, é interessante 
fazer a amostragem da rocha para melhor caracterização do ambiente e possível 
previsibilidade de incidentes nas obras, principalmente em barragens ou grandes obras 
de arte.
35
FIXANDO O CONTEÚDO
1. (TRANSPETRO/2018) A figura a seguir apresenta limites de consistência (LC = Limite 
de Contração; LL = Limite de Liquidez; LP = Limite de Plasticidade) do solo e os índices 
(IC = índice de Consistência; IL = Índice de Liquidez; Índice de Plasticidade) em função 
da variação volumétrica.
Os valores circulados representam:
a) (1) LC; (2) LP; (3) LL; (4) IL; (5) IC e (6) IP
b) (1) LC; (2) LP; (3) LL; (4) IL; (5) IP e (6) IC
c) (1) LC; (2) LL; (3) LP; (4) IC; (5) IP e (6) IL
d) (1) LC; (2) LL; (3) LP; (4) IC x IP; (5) IL x IP e (6) IP
e) (1) LC; (2) LP; (3) LL; (4) IL x IP; (5) IC x IP e (6) IP
2. Uma área foi aprovada para a construção de prédios residenciais e foram coletadas 
amostras de solo de forma a caracterizar o terreno. O solo foi considerado argiloso e com 
as seguintes características:
 
• Teor de umidade: 15%
• Grau de saturação: 67%
• Volume: 0,21 m³
• Peso específico seco: 13,9 kN.m-3
 
Qual o valor do peso específico natural desse solo amostrado?
a) 15,98 kN.m-3 
b) 17,31 kN.m-3
c) 19,85 kN.m-3
d) 21,13 kN.m-3
e) 23,46 kN.m-3
36
3. (Adaptado de ENADE/2010) A amostragem de solo é considerada uma das etapas mais 
importantes para a realização de construções civis, tanto como base quanto para uso do 
material de solo ou rocha. Embora seja uma etapa simples, é uma operação significativa, 
pois uma pequena quantidade de solo coletada deverá representar os atributos físico-
químicos de uma grande área.
Considerando a importância da etapa de amostragem de solo em um programa de 
sondagem para realização de grandes obras, avalie as afirmativas abaixo:
I. O erro devido a uma amostragem de solo malconduzida é geralmente o 
mais significativo, comparativamente às etapas de determinações físico-químico, 
interpretação dos resultados e recomendações ao uso do solo.
II. Dados obtidos em campo por meio da observação visual são insuficientes para 
determinar possíveis problemas de recalque e infiltração de água no solo.
III. Os procedimentos de amostragem não precisam ser seguidos rigorosamente, 
pois as análises laboratoriais corrigem falhas cometidas na coleta de solo em campo.
IV. O solo é heterogêneo em sua distribuição na paisagem, sendo essa heterogeneidade 
ampliada pelas práticas de uso do solo.
É correto apenas o que se afirma em:
a) I, II e III
b) I e IV
c) I, II e IV
d) II e III
e) II e IV
4. Reconhecer o tipo de solo é de grande importância para caracterizá-lo e classificá-
lo e determinar, por exemplo, qual o tipo de fundação deverá ser realizado em uma 
obra. Analisando as figuras abaixo, assinale a alternativa que corresponde ao ensaio de 
sondagem SPT.
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
37
5. O futebol é um dos esportes mais difundido e praticado no Brasil. Um dos grandes 
escritores da literatura brasileira, Mário de Andrade, cria uma palavra no romance 
Macunaíma, que chamou de “futebóleres”, ou seja, os brasileiros que praticam o futebol. 
A presença do futebol é tão marcante nacionalmente que em qualquer lugar, uma aldeia, 
uma vila e até mesmo na penitenciária, o campo de futebol se faz presente. Entretanto, 
nem sempre se tem manutenção por parte dos responsáveis.
Um campo de futebol, no padrão FIFA, com dimensões de 110 m x 75 m, irá receber 
uma partida de futebol durante a noite, mas não possui sistema de irrigação e nem de 
drenagem. Os funcionários desejam conhecer a quantidade de água que deverá ser 
lançada sobre o campo, de forma homogênea. Sabe-se que o peso específico natural 
do solo arenoso na profundidade de 10 cm é igual a 11,3 kN/m3. Para uma partida sem 
poeiras e sem lamas, a umidade deve estar em torno de 18%. Qual a quantidade de água 
aproximadamente, em m³, que deverá ser distribuídano campo?
a) 97,3 m³
b) 101,5 m³
c) 142,21 m³ 
d) 190,80 m³
e) 203,00 m³
6. Os índices físicos dos solos são utilizados para identificar o estado em que o solo se 
encontra. Esses índices correlacionam os pesos e os volumes das fases do solo – ar, água e 
sólido. Um dos índices que é muito utilizado em Mecânica dos Solos é a relação existente 
entre o volume de vazios e o volume total da amostra. Esse índice é: 
a) índice de vazios
b) teor de umidade
c) porosidade
d) peso específico submerso
e) peso específico das partículas
7. Os ensaios geotécnicos são importantes para caracterizar o solo e a partir dos resultados 
fazer inferências e/ou concluir sobre o comportamento do maciço terroso, como a 
umidade do solo, adensamento e compactação. Sobre esses parâmetros, apresenta-se 
uma figura que retrata o ensaio de:
a) Granulometria
b) Limite de Liquidez
c) Limite de Plasticidade
d) Teor de umidade
e) Peso específico natural 
38
8. Em um ensaio de determinação da umidade natural, pelo método da estufa, três 
partes de uma amostra foram previamente pesadas e colocadas na estufa a 105ºC. Após 
24 horas, as amostras foram deixadas em cima da bancada para esfriar. Elas foram 
pesadas algumas horas depois, quando as cápsulas estavam frias. No dia seguinte, a 
massa seca foi determinada novamente, porém apresentou uma pequena variação. 
Sobre o procedimento adotado para a amostra, podemos dizer que a consequência do 
resultado é:
a) do baixo teor de umidade da amostra.
b) do tempo deixado em estufa, que pode não ser suficiente para a secagem total da 
amostra.
c) do fato de a umidade ambiente ter influenciado na medida do peso seco.
d) da quantidade de cápsulas utilizadas.
e) da temperatura na estufa, que deveria ser mais alta.
39
CLASSIFICAÇÃO DOS 
SOLOS
40
3.1 POR QUE CLASSIFICAR UM SOLO?
Figura 16: Diferentes tipos de amostras de solos.
Fonte: https://bityli.com/eItQTV. Acesso em 18 jan. 2022.
 A necessidade de organizar e classificar os objetos que o cercam fez com que o 
homem reunisse os materiais e indivíduos em tipos homogêneos, com características 
comuns, devido à sua importância como fator de sobrevivência e isso também aconteceu 
com os solos, surgindo os sistemas de classificação.
 O objetivo de uma taxonomia é organizar os conhecimentos a respeito dos sujeitos 
descritos, de forma que as características possam ser mais facilmente entendidas para 
atender a um uso do solo mais específico, prático ou teórico (LEPSCH, 2013). 
 Desse modo, os diferentes tipos de solos com atributos similares podem ser 
classificados em conjuntos e subconjuntos, conforme o seu comportamento. Isso faz 
com que, do ponto de vista da Engenharia, seja orientado o programa de investigação 
do solo para possibilitar um estudo mais criterioso de determinado problema real (Figura 
16).
 Do ponto de vista dos pedólogos, principalmente depois dos estudos do geógrafo 
russo Dokuchaev (1846 – 1903), que viu o solo não mais como um produto agricultável, 
como rocha fraturada misturada à matéria orgânica, mas como um produto único 
e considerou o solo como sendo o 4º Reino, ou seja, com características próprias, 
diferentemente de plantas e animais.
 Desse modo, os métodos de classificação de solos passaram a considerar os 
fatores de formação de solos – material de origem, clima, organismos, relevo e tempo, 
o que resultou em ordens chamadas de solos zonais – zonal (solos que têm influência 
de fatores ativos como o clima e organismos), azonal (não possuem características bem 
Os primeiros métodos de classificação de solos carregavam em comum a simplicidade e 
tinham um viés técnico, ou seja, a princípio, os métodos tinham especificidades práticas 
para problemas locais. Mais tarde, buscou-se nas características da classificação geoló-
gica, ou seja, conforme a rocha de origem e seus tipos de solo, podendo ser residuais ou 
transportados.
FIQUE ATENTO
41
3.2 SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO UNIFICADA (S.U.C.S.)
 Esse sistema de classificação de solos também é conhecido como sistema de 
classificação dos barrageiros, ou seja, a princípio, foi desenvolvido por Casagrande, 
em 1942, em plena Segunda Grande Guerra Mundial, utilizado para construção de 
aeroportos, mais tarde, o método foi largamente utilizado pelos engenheiros que atuam 
em barragem de terra.
 Como todo método de classificação, os solos são identificados pelo agrupamento 
de duas letras, a primeira se refere à característica principal do solo, enquanto a segunda 
confere informações secundárias dos solos, ou seja, terminologia utilizada para classificar 
os solos conforme o Quadro 3 apresentada abaixo.
desenvolvidas dos fatores ativos) e introzonal (possuem características influenciadas 
mais pelo relevo -fator passivo- do que pelo material de origem ou clima ou organismos).
 Os sistemas de classificação modernos, com a perspectiva da Engenharia, usam 
como base as propriedades de índices físicos como a granulometria e consistência do solo 
– limites de Atterberg (LL, LP e IP). Não existe um modelo que abrange as generalidades 
dos solos em campo, mas é importante dizer que um sistema de classificação é válido, 
pois é através dele que se tem uma resposta para um determinado problema, além 
disso, de acordo com Pinto (2006), a classificação do solo é necessária para a transmissão 
de conhecimento.
 Assim sendo, vamos estudar dois sistemas de classificação de solos, que são 
bastante usados na área de engenharia e que se baseiam na distribuição granulométrica 
e na plasticidade dos solos:
• Sistema de classificação unificado e
• Sistema de classificação rodoviária.
A textura dos solos é dada a partir da sua composição granulométrica, que pos-
sui grande variabilidade em proporções de componentes. A realização da textura 
dos solos é feita a partir do Triângulo de Ferret, que é um método que faz a classi-
ficação dos solos argilosos. 
Disponível em: https://bityli.com/LEVloD. Acesso 4 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
Letra* Definição 
G pedregulho
S areia
M silte
C argila
O solo orgânico
W bem graduado
P mal graduado
H alta compressibilidade
42
 Nesse sistema, os solos são classificados em três grupos distintos:
• Solos grossos: são pedregulhos e areias (grossa, média e fina) em que mais de 
50% em peso dos grãos ficam retidos na peneira nº 200, ou seja, os grãos aqui 
retidos são maiores que 0,074 mm.
• Solos finos: são siltes e argilas em que mais de 50% em peso dos grãos passam na 
peneira nº 200 (< 0,074 mm).
• Turfas: solos com características fortemente orgânicas e bem compressíveis. 
 A partir dessas informações, um solo que se classifica como GC seria um solo 
pedregulhoso, com presença de areia e argila. Enquanto um solo com a simbologia SP 
seria um solo arenoso mal graduado. 
 Entretanto, o estudo para classificar um solo, de acordo com a S.U.C.S., deve ser 
mais aprofundado, são necessários mais elementos para que se tenha um panorama 
mais abrangente. Nesse sentido, adotam-se coeficientes que são determinados a partir 
da curva granulométrica – solos grossos. Os índices são:
• Coeficiente de Uniformidade (CU): é a relação entre os diâmetros correspondentes 
a 60% e 10%.
 Onde,
 Cu = coeficiente de não uniformidade;
 D60 = diâmetro onde 60% do solo, em peso, possui diâmetros menores que ele 
(mm); e
 D10 = diâmetro onde 10% do solo, em peso, possui diâmetros menores que ele 
(mm).
 O CU serve para assinalar a variação granulométrica do solo. Quanto mais uniforme 
a granulometria do solo, mais os grãos do solo tendem a ter o mesmo tamanho. Assim, 
os solos que apresentam CU até 5 são considerados solos uniformes, já valões de CU 
entre 5 e 15 são considerados solos medianamente uniformes e os solos desuniformes 
são aqueles que apresentam CU acima de 15.
'
• Coeficiente de curvatura (CC): é a relação entre os diâmetros correspondentes 
a 30% elevado ao quadrado e o produto dos diâmetros correspondentes a 60% e 
10%.
Quadro 3: Terminologia do sistema Unificado.
Fonte: Elaborado pelo autor (2022).
L baixa compressibilidadePt turfas
* As letras simbolizam as iniciais das palavras 
inglesas: G de gravel; S de sand; C de clay; W 
de well graded; P de poorly graded e M do 
termo sueco mo, que se traduz como silte
𝐶𝑈 = 
𝐷60
𝐷10
43
𝐶𝐶 = 
(𝐷30)2
𝐷60.𝐷10
 Onde,
 Cc = coeficiente de curvatura;
 D30 = diâmetro onde 30% do solo, em peso, possui diâmetros menores que
ele (mm);
 D60 = diâmetro onde 60% do solo, em peso, possui diâmetros menores que
ele (mm); e
 D10 = diâmetro onde 10% do solo, em peso, possui diâmetros menores que
ele (mm).
 O valor de CC entre 1 e 3 é considerado bem graduado. Quando o solo é classificado 
como bem graduado, ele apresenta uma distribuição equilibrada do tamanho dos grãos, 
de forma que os vazios deixados pelos grãos maiores sejam preenchidos pelos grãos 
menores, do ponto de vista da Engenharia Civil, quando esses solos são compactados 
apresentam alta resistência.
 Para a parte fina dos solos (silte e argila), o que determina o comportamento dos 
solos são os argilominerais e, então, utilizam-se dos resultados da consistência desses 
solos – limite de plasticidade, limite de liquidez e índice de plasticidade. 
 Contudo Casagrande elaborou uma carta que leva o seu nome – Carta Casagrande 
ou Carta de Plasticidade – que relaciona o índice de plasticidade e o limite de liquidez 
(Figura 17).
Figura 18: Carta de Plasticidade.
Fonte: Adaptado de Brasil, 2006.
 Pelo gráfico de plasticidade, observa-se que, para além das características principais, 
o solo é caracterizado por apresentar respectivamente alta e baixa compressibilidade, 
essa característica é definida através do limite de liquidez (LL = 50%).
 Os solos turfosos caracterizam-se pela alta presença de matéria orgânica, cores 
escuras (entre marrom e preto), apresentam um odor orgânico, textura mais fibrosa, solo 
encharcado (S > 100%), além disso, apresentam alta compressibilidade, baixa resistência 
ao cisalhamento e elevado índice de vazios.
 Contudo, com as informações dos solos grossos e dos solos finos, podemos utilizar 
a Figura 18 para auxiliar na classificação dos solos, segundo a S.U.C.S.
44
3.3 SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO RODOVIÁRIA (TRB)
Figura 19: Seção típica de camadas de um pavimento flexível.
Fonte: CNT, 2017.
Figura 18: Resumo para classificação pelo Sistema Unificado.
Fonte: Pinto, 2006'
Você consegue imaginar uma aplicação prática do Sistema de Classificação Unificado? 
Embora ele tenha sido desenvolvido para aplicação em obras de aeroportos, o sistema é 
amplamente empregado por engenheiros geotécnicos, tendo como um dos seus princi-
pais exemplos o uso em grandes obras de terra, como barragens.
VAMOS PENSAR?
 Esse sistema foi desenvolvido pelo governo americano através do Highway 
Research Board (HRB), ou seja, uma espécie de departamento de estradas públicas 
ligada ao Transportation Research Board (TRB), tendo como origem a AASHTO. Isto é, 
o objetivo dessa classificação, a princípio, foi de usar esse método em rodovias, para 
estimar a qualidade de solo para emprego de camadas de pavimentação (Figura 19), 
mas é amplamente utilizado por engenheiros em todo o mundo. 
45
 A classificação, assim como o Sistema Unificado, baseia-se no resultado do ensaio 
de granulometria e dos Limites de Atterberg, mas também de um novo parâmetro, o 
índice de grupo (IG), que nada mais do que uma equação em função da granulometria 
e consistência do solo. 
 Nesse modelo, os solos são divididos em grupos e subgrupos, totalizando sete 
conjuntos: A-1 a A-7. Os solos A-1, A-2 e A-3 (subgrupos: A-1-a, A-1-b, A-2-4 e A-2-5, A-2-6 
e A-2-7) são os de granulação grosseira, ou seja, até 35% das partículas que passam na 
peneira nº 200 (0,074 mm). Os solos finos A-4, A-5, A-6 e A-7 (subgrupos A-7-5 e A-7-6) são 
aqueles em que mais de 35% das partículas passam pela peneira nº 200.
 O Quadro 4 a seguir apresenta-se como um resumo de sugestão para classificar 
os solos de acordo com o sistema de classificação rodoviária.
Classificação 
Geral
SOLOS GRANULARES
(P200 < 35%)
SOLOS SILTOARGILOSOS
(P200 > 35%)
Grupos A-1 A-3 A-2 A-4 A-5 A-6 A-7
Subgrupos A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5
A-7-6
P10 <50 - - - - - - - - - -
P40 <30 <50 >50 - - - - - - - -
P200 <15 <25 <10 <35 <35 <35 <35 > 35 > 35 > 35 > 35
LL - - - <40 >40 <40 >40 <40 >40 <40 >40
IP <6 <6 NP <10 <10 >10 >10 <10 <10 >10 >10
Índice de 
grupo (IG)
0 0 0 0 0 <4 <4 <8 <12 <16 <20
Tipos de
Material
Fragmentos 
de pedra, 
pedregulho e 
areia
Areia 
fina
Pedregulhos e areias 
siltosas ou argilosas
Solos 
siltosos
Solos 
argilosos
Classificação 
como sub 
leito
Excelente a bom Regular a mau
Podemos acrescer à estes o tipo A-8: solos orgânicos/turfas, imprestáveis como bases de pa-
vimentos
Quadro 4: Sugestão de classificação de solos conforme AASHTO
Fonte: GOMES, 2015.
 O processo de classificação começa a partir dos dados de laboratório e inicia-se 
a classificação, sempre da esquerda para a direita, por eliminação. O primeiro grupo da 
esquerda que satisfizer os dados, será o grupo nomeado.
 Algumas observações que devem ser respeitadas para a classificação dos solos:
• Para solos A-7: Se IP ≤ (LL – 30), será A-7-5; Se IP > (LL- 30), será A-7-6.
• Índice de Grupo (IG): IG = 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d
• Onde: p = teor de silte + argila do solo, ou seja, a porcentagem que passa na 
peneira nº 200.
• a = p – 35 (se p > 75%, adota-se 75 e se p < 35%, adota-se 35), a varia de 0 a 40 e 0,2.a 
varia de 0 a 8.
• b = p -15 (se p > 55%, adota-se 55 e se p < 15%, adota-se 15), b varia de 0 a 40 e 
0,01.b.d varia de 0 a 8.
46
• c = LL – 40 (se LL > 60%, adota-se 60 e se LL < 40%, adota-se 40), c varia de 0 a 20 
e 0,005.a.c varia de 0 a 4.
• d = IP – 10 (se IP > 30, adota-se 30 e se IP < 10, adota-se 10), d varia de 0 a 20 e 
0,01.b.d varia de 0 a 8.
• IG – o resultado final obtido deve ser um número inteiro, com aproximação para 
o número inteiro acima. (IGmin = 0 e IGmáx = 20).
 Além dos métodos de classificação dos solos vistos nesse capítulo, existe ainda 
a Metodologia MCT (Miniatura Compactada Tropical), que foi desenvolvida para 
complementar as classificações tradicionais, como os Sistemas de Classificação 
Unificada (SUCS) e o Rodoviário (HRB), suprindo algumas de suas deficiências. 
Aprofunde seus conhecimentos fazendo a leitura do artigo “ANÁLISE COMPARA-
TIVA ENTRE MÉTODOS DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS PARA PAVIMENTAÇÃO”.
Disponível em: https://bityli.com/Ekyjtk. Acesso em 6 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
47
FIXANDO O CONTEÚDO
1. (Adaptado de UFSM/2016) A textura ou granulometria refere-se à proporção de argila, 
silte e areai do solo. De acordo com essa proporção, o solo pode ser classificado em 
diferentes classes texturais, como representado na figura a seguir.
Assinale a alternativa que caracteriza o solo como classe argila arenosa.
a) 50% de areia, 10% de silte e 40% de argila. 
b) 40% de areia, 10% de silte e 50% de argila. 
c) 30% de areia, 20% de silte e 60% de argila. 
d) 20% de areia, 20% de silte e 70% de argila. 
e) 100% de areia, 30% de silte e 80% de argila. 
2. A tabela abaixo representa os resultados de granulometria e consistência de três solos 
diferentes.
Considerando o Sistema Unificado de Classificação de Solos, a partir dos resultados 
acima, pode-se afirmar que:
Solo Porcentagem mais fina que Limites de 
consistência
(4,76 
mm)
(2,00 
mm)
(0,42 
mm)
(0,074 
mm)
(0,002 
mm)
LL (%) LP (%)
A 100 98 80 62 27 64 38
B 72 62 55 48 10 -- --
C 50 37 8 0 0 -- --
48
a) O solo A possui um IP de 112% e classifica-se como CW.
b) Os solos B e C podem ser classificados, respectivamente, como GM e GS.
c) O solo A classifica-se como solo arenoso (SP) e o solo C como solo argiloso (CH).
d) O solo C é um solo siltoso de baixa compressibilidade devido à alta quantidade de 
argila presente.
e) O solo B classifica-se como pedregulho, bem graduado, baixa compressibilidade e 
baixo teor de matéria orgânica.
3. A classificação de um solo é de suma importância para obras de engenharia, pois é 
atravésdela que se obtém informações a respeito da capacidade de uso e capacidade 
de suporte de carga sobre o material avaliado, por exemplo. 
Uma amostra de solo foi coletada e enviada para laboratório e apresentou os seguintes 
resultados: 
Conforme o sistema de classificação rodoviária, o solo se classifica como:
a) Classificação: A-7-5; IG:16
b) Classificação: A-6; IG:9
c) Classificação: A-7-6; IG:8
d) Classificação: A-6; IG:5
e) Classificação: A-7-6; IG:16
4. São apresentados no gráfico abaixo duas curvas de diferentes solos.
Sobre os coeficientes que as curvas granulométricas oferecem, assinale a alternativa 
correta:
a) CU: 2,0 e CC: 3,0
b) CU: 4,0 e CC: 2,5
Amostra
Ensaio de peneiramento – porcentagem 
de grãos finos
Limite de 
liquidez
Índice de 
plasticida-
de
nº 10 nº 40 nº 200
Solo - obra 84 71 64 41 14
49
c) CU: 5,0 e CC: 2,0
d) CU: 6,0 e CC: 1,5
e) CU: 7,0 e CC: 1,0
5. Em relação aos sistemas de classificação de solos, analise as afirmações abaixo:
I. O sistema de classificação rodoviário (HRB) tem como base o ensaio de 
peneiramento (porcentagem retida nas peneiras nº 10, 40 e 200), LL, IP e IG.
II. A classificação de solo unificado utiliza os símbolos de classificação como GT, GY, 
GR, SX, SA e SB como solos grossos e para solos finos os símbolos CT, CX, CR e OA.
III. O índice de grupo (IG) é somado à classificação de solo que qualifica o solo como 
um produto subagregado.
É correto apenas o que se afirma em:
a) I.
b) II.
c) III.
d) II e III.
e) I e III.
6. Uma determinada amostra de solo foi ensaiada e os resultados foram:
• Porcentagem passante pela peneira nº 4 = 70.
• Porcentagem passante pela peneira nº 200 = 30.
• Limite de Liquidez = 33
• Limite de Plasticidade = 12.
Utilizando-se do sistema de classificação unificada, essa amostra de solo pode ser 
classificada como:
a) Areia argilosa com pedregulho - SC
b) Areia siltosa - SM
c) Pedregulho com areia fina - GS
d) Silte argiloso com pedregulho - MC
e) Turfa com silte – PtM
7. Assinale a alternativa que contém as classificações de solos corretamente quanto ao 
S.U.C.S e HRB.
LL
(%)
IP
(%)
% em peso que passa nas peneiras Classificação
3/4” 3/8” 4 10 40 200 S.U.C.S. HRB
a 21,9 11,8 100 100 100 98 98 96 GM A-7
b 32,0 9,8 81 60 42 28 25 20 GC A-2-4
c 45,7 16,3 69 49 35 28 26 19 SM A-2-6
d 40,9 15,3 53 37 29 26 24 22 CM A-2-7
e 35,5 4,9 100 97 91 85 77 57 CL A-1-b
50
8. “Outros sistemas de classificação de solos existem em vários países, como Rússia, 
França Bélgica, Reino Unido, Canadá, Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e China. Tal 
como as taxonomias usadas nos EUA e pela FAO/UNESCO, muitas delas usam sistemas 
hierarquizados e visam organizar o conhecimento sobre solos, de forma que possa ser 
rapidamente acessado, relembrado e compreendido.”
LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. 2ª edição. São Paulo: Oficina de Textos, 
2010.
Considerando as informações apresentadas, avalie as asserções a seguir e a relação 
proposta entre elas.
I. Os sistemas de classificação de solo proporcionam um código geral para informar, de 
tal maneira, as propriedades globais do solo, que são sempre diversas, sem referências 
especificadas.
PORQUE
II. Apesar de ter vários sistemas de classificação em uso, nenhum é exclusivo de todos os 
solos para qualquer aplicação possível por causa da ampla diversidade das propriedades 
de solo.
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta:
a) As asserções I e II são proposições falsas.
b) A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa.
c) A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.
d) As asserções I e II são proposições verdadeiras.
e) A asserção I e II são proposições verdadeiras, e a asserção II é uma justificativa correta 
da asserção I.
51
TENSÕES NOS 
SOLOS
52
4.1 TRANSMISSÃO DE ESFORÇOS NO SOLO
Figura 20: Composição do solo.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/avtrirP. Acesso em 22 jun. 2022.
Figura 21: Contato entre grãos de solo arenoso.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/aRyPkp. Acesso em 22 jun. 2022
 Todo ponto que constitui uma massa de solo está submetido a esforços, que 
podem ser decorrentes do peso próprio ou devido à ação de forças externas, como um 
carregamento na superfície do solo. É de fundamental importância a compreensão 
das tensões que atuam nos solos e como elas se comportam para que possam ser 
desenvolvidos todos os tipos de obras geotécnicas.
 Sendo o solo um sistema trifásico formado por partículas sólidas, ar e água 
(Figura 20), parte dos esforços é transmitida pelos grãos e, de acordo com as condições 
de saturação do solo, parte é suportada pela água. Com isso, no caso de não haver a 
presença de água (solos secos), os esforços são totalmente transmitidos pelos grãos, que 
é o que chamamos de tensão efetiva.
 A transmissão das tensões entre as partículas é complexa, pois depende do tipo de 
mineral que constitui o solo. No caso dos solos siltosos e arenosos, que são formados por 
partículas maiores, as tensões são transmitidas pelo contato direto entre as partículas 
(Figura 21). 
53
 Já nos solos argilosos (partículas pequenas), por existir um número muito alto de 
partículas, as forças existentes no contato entre os grãos acabam sendo muito pequenas, 
o que pode fazer com que a transmissão das tensões aconteça por meio da água que fica 
quimicamente adsorvida na superfície dos grãos, sendo esse fenômeno denominado de 
tensão neutra ou poropressão (Figura 22).
 Outra importante variável no estudo das tensões do solo é o conceito de área. Como 
a transmissão das forças acontece no contato entre os grãos, a área a ser analisada deveria 
ser na interface das partículas, como ilustrado pela linha “Ac” da Figura 23. Entretanto, 
devido às partículas do solo apresentarem diversos tipos de formatos e tamanhos, é 
viável desenvolver modelos matemáticos que representem todos os tipos de solos. Com 
isso, a fins de estudos, é considerada a adoção de um plano horizontal A (Figura 23) que 
passa pelos grãos e pelos vazios que podem estar compostos por ar e/ou água
Figura 22: Película de água adsorvida em partículas de solos finos.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/WCWwsKy. Acesso em 27 jun. 2022.
Figura 23: Transmissão de esforços nos solos.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/SPAnbV. Acesso em 27 jun. 2022.
54
 Portanto, como não é possível desenvolver modelos matemáticos que representam 
isoladamente a transmissão dos esforços através dos contatos entre os grãos, é 
considerado a área total de uma seção para o cálculo das tensões nos solos. Desse 
modo, as forças podem ser decompostas em tensões normais e cisalhantes, conforme 
mostrado a seguir.
• Tensão normal ( σ ): razão do somatório das forças normais ao plano pela área total 
que engloba as partículas onde os contatos acontecem, expressa pela equação:
 Onde, 
 σ= tensão efetiva;
 N= força normal ao plano; e 
 A= área do plano.
• Tensão cisalhante (τ ): razão do somatório das forças tangenciais pela área total 
que engloba as partículas onde os contatos acontecem, expressa pela equação:
 Onde, 
 τ= tensão cisalhante;
 τ= força tangencial ao plano; e 
 A= área do plano
 As tensões devido ao peso próprio do solo são tensões horizontais, que, como 
o próprio nome sugere, surgem devido ao peso das partículas do solo. Essas tensões 
possuem valores consideráveis e, portanto, não podem ser desprezadas. 
 Em solos com superfície horizontal, a tensão atuante em um plano horizontal a 
uma determinada profundidade pode ser considerada como normal ao plano. Nesse 
caso, não existe tensão de cisalhamento, pois as componentes das forças tangenciais 
se contrapõem e consequentemente anulam a resultante. Nesse caso, quando não 
existe a presença de água, o peso das partículas do solo resulta em uma tensão vertical 
que é calculada a partir do peso da camada de solo em uma determinada distância da 
superfície (profundidade), como mostrado na equação e ilustrado na Figura 24.4.2 TENSÕES DEVIDO AO PESO PRÓPRIO
Figura 24: Tensão vertical
Fonte: Elaborado pelo autor (2022).
σ=𝛴𝑁𝐴
τ=𝛴𝑇𝐴
𝜎𝑣 =
𝛾𝑛 ∗ 𝑉
𝐴 = 𝛾𝑛.𝑧
55
 Quando se trata de um solo estratificado, isto é, com mais de uma camada, a tensão 
vertical total é calculada a partir do somatório do efeito do peso de todas as camadas, 
como mostrado na Figura 25.
 Como visto na Figura 25, cada camada de solo tem a sua contribuição individual, 
pois pode tratar se de solos diferentes como argilas ou siltes, possuindo, assim, pesos 
específicos diferentes. Além disso, a altura de cada camada também é diferente.
Além das tensões devido ao peso próprio, os solos estão sujeitos a esforços oriun-
dos de sobrecargas, isto é, de tensões aplicadas na superfície do solo, por exem-
plo, aterros e construções (edificações). Desse modo, aprofunde os seus conheci-
mentos fazendo a leitura do Capítulo 6.3 Tensões devidas a cargas aplicadas, do 
livro Análise dos Solos.
Disponível em: https://bityli.com/ILvIqW. Acesso em 1 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
Figura 25: Distribuição de tensão no solo.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/SPAnbV. Acesso em 27 jun. 2022.
O peso específico tratado nas equações de tensões é sempre o mesmo? Bem, se tratando 
de um maciço de terra formado por um mesmo tipo de solo, é possível que isso seja ver-
dade, desde que não exista água no solo. O que acontece é que existem diversos tipos de 
solos, portanto, cada tipo possui o seu próprio peso específico. Além disso, existe a varia-
bilidade devido à condição de saturação dos solos. Quando é realizado uma análise em 
um solo saturado, o peso específico encontrado será o do solo nessa condição, porém, as 
formulações consideram o peso específico do solo seco. Desse modo, é disponibilizado o 
valor do peso específico saturado e é necessário subtrair a parcela da água (isso acontece 
em diversas questões de cálculo de tensões).
VAMOS PENSAR?
56
4.3 TENSÕES GEOSTÁTICAS
Figura 26: Estado de tensões.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/gBdJBJ. Acesso em 27 jun. 2022.
Figura 27: Condição geostática.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/gBdJBJ. Acesso em 27 jun. 2022.
 As primeiras tensões submetidas aos solos surgem devido ao peso próprio do maciço. 
Devido às características dos solos serem extremamente diferentes e por apresentarem 
grande heterogeneidade e topografias irregulares, os cálculos, considerando essas 
condições (estado de tensões), podem ser consideravelmente complexos. Ainda assim, 
existem condições em que os esforços decorrentes do peso próprio do solo resultam em 
estados de tensões simplificados (Figura 26) (ORTIGÃO, 2007).
 Essas condições de simplificação são chamadas de estado de tensão geostático e 
tem como princípio que:
• A superfície do solo é horizontal;
• As subcamadas do solo são horizontais;
• Existem pequenas variações das propriedades do solo na direção horizontal.
 Na condição geostática, os planos principais de tensões são os planos verticais e 
horizontais, pois não existem tensões de cisalhamento atuando nos planos (vertical e 
horizontal). Essa idealização pode ser explicada considerando a inserção de camadas de 
solos, nos quais esse depósito irá originar acréscimos de tensões e consequentemente 
deformações no solo (Figura 27) (ORTIGÃO, 2007). 
 Entretanto, as deformações não acontecem na direção horizontal, pois existe uma 
compensação de tendência de deslocamento entre elementos adjacentes. Com isso, 
devido a não existência da tendência de deslocamento horizontal, não existem tensões 
nos planos horizontais e consequentemente os planos principais são o horizontal e o 
vertical (GERSCOVICH, 2008).
57
 Nessa situação, comumente, as tensões verticais são calculadas de acordo com a 
condição geostática, porém, os demais estados iniciais de tensões apresentam maiores 
complexidades (GERSCOVICH, 2008).
 Portanto, na condição geostática, existem dois tipos de tensões: a horizontal e a 
vertical, as quais discutiremos individualmente nos pontos abaixo.
• Tensões geostáticas verticais
 A tensão vertical (σv ) é calculada considerando o peso do solo que está acima de 
um ponto específico que se deseja analisar. Desse modo, caso o peso específico do solo 
seja constante, isto é, todas as camadas do maciço sejam formadas pelo mesmo tipo de 
solo, a tensão vertical é calculada pela equação: (CAPUTO, 2022)
Figura 28: Solo com superfície inclinada.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/bXuvkQ. Acesso em 27 jun. 2022.
Caso não ocorra o atendimento de qualquer um dos critérios da condição geostática, 
pode surgir tensões de cisalhamento nos planos horizontal e vertical, como em superfícies 
inclinadas que possuem tendência de movimento do solo que resultam em tensões de 
cisalhamento (Figura 28) (GERSCOVICH, 2008).
Como se sabe, é possível nos depararmos com situações de terrenos inclinados, 
desse modo, é fundamental que saibamos como analisar as tensões que atuam 
nessa situação. Diante disso, aprofunde-se no conteúdo estudando, de forma prá-
tica, questões resolvidas que envolvem solos de superfícies horizontais e inclina-
das, contidas no Capítulo 10.1 Tensões resultantes do peso próprio do solo, do livro 
Mecânica dos Solos - Teoria e Aplicações. 
Disponível em: https://bityli.com/KvxLxa. Acesso em 1 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
𝜎𝑣 = 𝛾. 𝑧
58
 Onde,
 σv = tensão vertical;
 γ = peso específico do solo e
 z = profundidade do ponto analisado (altura da camada de solo acima do ponto).
 Já quando o terreno é estratificado, ou seja, é formado por vários tipos de solos, a 
tensão vertical (σv ) deve ser calculada considerando os pesos específicos de cada tipo 
de solo a partir da Equação 21 (CAPUTO, 2022).
 Onde,
 σv = tensão vertical;
 γ = peso específico do solo e
 z = profundidade do ponto analisado (altura da camada de solo acima do ponto).
 Outro caso é quando o solo está sob a presença de água e essa água se encontra 
em estado estático, ou seja, não existe o fluxo da água no interior do solo. Nesse caso, a 
tensão suportada pela água é chamada de poropressão (u) e é calculada considerando 
o peso específico da água e a altura da coluna d’água, conforme a Equação 22 (CAPUTO, 
2022).
 Onde,
 u= poropressão (pressão resistida pela água);
 γw = peso específico da água e
 hw = altura da coluna d’água.
 As tensões horizontais são estudadas de forma relacionada com as tensões 
verticais, aplicando um coeficiente de empuxo, conforme visto a seguir.
• Tensões geostáticas horizontais
 Em um maciço de solo estático, as partículas não conseguem se mover lateralmente 
(horizontalmente), desse modo, quando submetidas a esforços, para que as deformações 
laterais sejam anuladas, surgem tensões horizontais. Entretanto, a tensão horizontal 
(σh) não depende apenas da tensão vertical, mas também da compressibilidade do solo. 
Desse modo, a tensão horizontal é calculada através da equação. (DOS SANTOS, 2013).
𝜎𝑣 = 𝛴 𝛾i . 𝑧i
𝑢 = 𝛾𝑤. ℎ𝑤
𝜎ℎ = 𝑘0.𝜎𝑣
59
 Onde,
 σ = tensão normal;
 σ' = tensão efetiva; e
 μ = pressão neutra ou poropressão.
• Tensão efetiva (σ'): parcela da tensão normal que é efetivamente transmitida 
para as partículas sólidas do solo (grãos).
 Onde,
 σ'= tensão efetiva;
 σ= tensão normal; e
 μ = pressão neutra ou poropressão.
• Pressão neutra (μ): parcela da tensão normal que é suportada pela água presente 
no solo. Ela existe quando o solo está submerso e não há fluxo de água (drenagem).
Onde,
σh= tensão horizontal;
K0= coeficiente de empuxo no repouso.
σv= tensão vertical.
O coeficiente de empuxo k0 é relacionado às propriedades de deformação do material. 
Em situações de solos mais compressíveis, que possuem maior tendência a deformações 
horizontais, as tensões horizontais acabam sendo maiores, de modo a anular essas 
deformações (DOS SANTOS, 2013).
 Um maciço de terra está sujeito à ação de diversos tipos de tensões oriundas dos 
esforços existentes nos mais diversos tipos de situações. Dentre elas, pode-se citar a 
tensãonormal, a tensão efetiva e a pressão neutra, que estudaremos nessa seção. 
 Como já abordado neste capítulo, nos estudos geotécnicos, as tensões são 
calculadas considerando um plano que intercepta não só as partículas sólidas dos solos 
(grãos), mas também os seus vazios. Outra observação importante é que parte da tensão 
normal que o solo está submetido é transmitida aos grãos, e a outra parte é suportada 
pela água. Além disso, a tensão cisalhante atua somente nos grãos, pois a água não 
resiste a esse tipo de tensão. Então, como base nisso, é possível definir as tensões como:
• Tensão normal ( σ ): tensão transmitida para as partículas sólidas do solo e para 
água existente em seus vazios.
4.4 TIPOS DE TENSÕES ATUANTES NOS SOLOS
𝜎 = 𝜎′ + 𝜇
𝜎′ = 𝜎 − 𝜇
60
Somente em casos muito específicos, em que os níveis de tensões são muito elevados, a deformação do solo 
pode ser afetada pela variação de volume dos grãos, que acontece quando as elevadas tensões quebram as 
partículas sólidas do solo
FIQUE ATENTO
Figura 29: Tensões no solo.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/icZHSC. Acesso em 27 jun. 2022.
𝜇 = 𝛾𝑤 𝑥 𝑧𝑤
 Onde,
 μ = pressão neutra ou poropressão;
 γw = peso específico da água; e
 zw = altura da coluna d’água.
• Portanto, resumidamente, as tensões no solo podem ser representadas pelo 
esquema da Figura 29 abaixo.
 A percepção de Terzaghi, de que apenas uma parcela da tensão normal é transmitida 
aos grãos, possibilitou uma melhor compreensão a respeito dos solos saturados, seja em 
termos de compressibilidade ou de resistência.
61
FIXANDO O CONTEÚDO
1. É de fundamental importância a compreensão das tensões que atuam nos solos e 
como elas se comportam para que possam ser desenvolvidos todos os tipos de obras 
geotécnicas. Em relação à transmissão de tensões no solo, assinale a alternativa correta.
a) Independente da situação, são as partículas sólidas, ou seja, os grãos dos solos que 
recebem todos os esforços que o maciço está submetido.
b) Todos os esforços aplicados nos solos são transmitidos para a água contida nos espaços 
vazios dos solos.
c) Parte dos esforços submetidos aos maciços de solos são transmitidos pelos grãos e 
outra parte é suportada pela água.
d) Todos os esforços aplicados nos solos são transmitidos para o ar contido nos espaços 
vazios dos solos.
e) Quando o solo está seco, isto é, não existe água em seus vazios, os esforços são 
transmitidos aos grãos e ao ar presente nos vazios do solo.
2. Todo ponto que constitui uma massa de solo está submetido a esforços, que podem 
ser decorrentes do peso próprio ou devido à ação de forças externas, como um 
carregamento na superfície do solo. Esses esforços são transmitidos ao solo de acordo 
com a constituição dele. Diante disso, analise as afirmativas abaixo.
I. A transmissão das tensões entre as partículas sólidas do solo é simples, pois independe 
do tipo de mineral que constitui o solo;
II. Em solos siltosos e arenosos, que são formados por partículas maiores, as tensões são 
transmitidas pelo contato direto entre as partículas;
III. Em solos argilosos, a transmissão das tensões pode acontecer pela água adsorvida na 
superfície dos grãos.
Assinale a alternativa correta:
a) Somente I está correta.
b) Somente II está correta.
c) Somente III está correta.
d) Somente I e II estão corretas.
e) Somente II e III estão corretas.
3. Os esforços atuantes em um maciço de solo podem ser decompostos de duas formas. 
As definições “razão do somatório das forças normais ao plano pela área total que 
engloba as partículas onde os contatos acontecem” e “razão do somatório das forças 
tangenciais pela área total que engloba as partículas onde os contatos acontecem” se 
tratam, respectivamente:
a) Tensão de cisalhamento e tensão normal.
b) Tensão normal e poropressão.
c) Poropressão e tensão cisalhante.
62
d) Tensão normal e tensão de cisalhamento.
e) Tensão tangencial e poropressão.
4. As tensões devido ao ________ do solo são tensões que, como o próprio nome sugere, 
surgem devido ao peso das partículas do solo. Essas tensões possuem valores ________ 
e, portanto, ________ ser desprezadas. Assinale a alternativa que preenche corretamente 
as lacunas.
a) carregamento, baixos, podem
b) peso próprio, consideráveis, não podem
c) aterro, baixos, podem
d) peso próprio, baixo, não podem
e) carregamento, consideráveis, podem
5. Nos solos com superfície horizontal, a tensão atuante em um plano horizontal a uma 
determinada profundidade pode ser considerada como normal ao plano. Em relação 
às tensões atuantes nessa situação (solo de superfície horizontal), julgue as afirmativas 
abaixo em V (verdadeiro) ou F (falso).
( ) Nessa conjuntura não existe tensão de cisalhamento, pois as componentes das 
forças tangenciais se contrapõem e consequentemente anulam a resultante.
( ) Nessa situação, considerando a presença de água, a tensão vertical é calculada 
considerando apenas o peso específico do solo e a sua profundida.
( ) Nesse caso, a tensão vertical é dada a partir do peso específico, volume e área 
do solo, no qual as componentes de base e altura do volume e da área se anulam e 
consequentemente a expressão é dada pelo peso específico e profundidade.
Assinale a alternativa correta sobre os itens acima
a) V, F, V
b) V, V, F
c) F, V, V
d) V, F, F
e) F, F, V
6. Em um solo de superfície horizontal, a tensão vertical é calculada pelo peso próprio do 
solo. Para isso, é feito uma relação entre o peso específico do solo e a profundidade da 
camada. Em caso de solos estratificados, ou seja, com a presença de mais de um tipo de 
solo, analise as afirmativas abaixo.
I. A tensão vertical é calculada pelo peso específico do solo multiplicado pela profundidade 
do ponto que se deseja analisar;
II. A tensão vertical é calculada pelo somatório do peso de cada camada, onde são 
utilizados pesos específicos próprios para cada tipo de solo;
III. Existindo água no solo, é preciso se atentar à utilização do peso específico natural e 
não o peso específico saturado do solo. 
Assinale a alternativa correta sobre as afirmativas acima.
63
a) Apenas I está correta.
b) Apenas II está correta.
c) Apenas III está correta.
d) Apenas I e II está correta.
e) Apenas II e III está correta.
7. Devido às características dos solos serem extremamente diferentes e por apresentarem 
grande heterogeneidade e topografias irregulares, os cálculos, considerando essas 
condições (estado de tensões), podem ser consideravelmente complexos. Sobre a análise 
de tensões nos solos, assinale a alternativa correta.
a) Sendo a análise de tensões um processo complexo, não existem condições em 
que os esforços decorrentes do peso próprio do solo resultam em estados de tensões 
simplificados.
b) Existem condições de simplificação da análise de tensões nos solos, que são chamadas 
de estado de tensão geostático e tem como um dos princípios que o solo possui superfície 
inclinada.
c) Para que o estado de tensões seja simplificado, é preciso que o solo se encontre no 
estado geostático, onde a superfície do solo e as suas subcamadas são horizontais, com 
pouca variação de suas propriedades horizontais.
d) Quando o solo está na condição geostática os planos principais de tensões são os 
planos vertical, horizontal e de cisalhamento.
e) No estado geostático, o peso das partículas causa tensões horizontais que resultam 
em deformações nos solos, fazendo com que o volume do maciço terroso se movimente 
horizontalmente.
8. Um maciço de terra está sujeito à ação de diversos tipos de tensões oriundas dos 
esforços existentes nos mais diversos tipos de situações. Dentre elas, pode-se citar 
a tensão normal, a tensão efetiva e pressão neutra. Sobre essas tensões, analise as 
afirmativas abaixo.
I. A tensão normal se trata da tensão onde parte é resistida pelas partículas sólidas do 
solo e parte é suportada pela água existente em seus vazios;
II. A poropressão é a parcela da tensão normal que efetivamente é transmitida para as 
partículas sólidasdo solo (grãos);
III. A tensão efetiva é a parcela da tensão normal que é suportada pela água presente no 
solo;
IV. Quando não existe a presença de água no solo, a tensão efetiva e a tensão normal são 
iguais.
Assinale a alternativa correta sobre as afirmativas acima.
a) Apenas I e II estão corretas.
b) Apenas I e III estão corretas.
c) Apenas I e IV estão corretas.
d) Apenas II e III estão corretas.
e) Apenas III e IV estão corretas.
64
COMPRESSIBILIDADE E 
ADENSAMENTO DOS 
SOLOS
65
5.1 COMPRESSIBILIDADE
 Você já deve ter ouvido falar sobre recalque e adensamento do solo, mas talvez não 
tenha entendido o porquê que esses fenômenos indesejados acontecem. Nesta unidade 
nós iremos conversar sobre os principais aspectos e conceitos desses fenômenos que 
são de suma importância para a construção civil.
 De maneira simples e direta, a compressão do solo se trata da variação do seu 
volume, especialmente quando o solo é submetido a agentes externos. O solo, por sua 
vez, é um sistema formado por partículas sólidas e espaços vazios, no qual esses espaços 
podem estar de maneira parcial ou total preenchido por água. Portanto, em síntese, o solo 
é um material trifásico composto por partículas sólidas, ar e água e a compressibilidade 
é a variação de volume do solo.
 Comumente, a compressão de um solo é causada devido à aplicação de cargas 
sob ele, como fundações, aterros e construções. Desse modo, o volume do solo pode 
variar devido à:
• Variação das partículas sólidas;
• Compressão da água presente no solo;
• Expulsão de ar/água dos vazios do solo.
 Entretanto, as partículas sólidas do solo e a água são incompressíveis, isto é, 
apresentam alta resistência à redução de volume quando são expostos a forças de 
compressão. Isso faz com que essas variáveis sejam dispersíveis na compressão dos solos, 
pois as suas variações são extremamente baixas diante das tensões usuais da construção 
civil. Portanto, a compressibilidade (variação de volume) do solo é calculada a partir da 
variação do índice de vazios, que acontece em decorrência da expulsão de ar e água 
presente nesses espaços quando o solo é submetido a tensões. A compressibilidade não 
depende do tempo e acontece em função da variação de volume do solo e da tensão 
efetiva aplicada nele (BARNES, 2016).
Somente em casos muito específicos, em que os níveis de tensões são muito elevados, a deformação do solo 
pode ser afetada pela variação de volume dos grãos, que acontece quando as elevadas tensões quebram as 
partículas sólidas do solo.
FIQUE ATENTO
 Ou seja, os solos são compressíveis quando em sua estrutura ainda existe a 
presença de ar e água nos vazios, que podem ser expulsos devido à carga aplicada no 
solo e consequentemente diminui o volume do solo, sendo esse fenômeno chamado 
de recalque. Desse modo, sempre que se pretende construir sobre solos deformáveis 
(compressíveis) é essencial fazer a previsão dos recalques (deformações) e o seu 
comportamento ao longo do tempo, bem como o efeito do recalque sobre a estrutura a 
ser construída. 
 Em inúmeras vezes, a condição de apoiar fundações sobre solos compressíveis é 
tão desfavorável que se utiliza métodos construtivos mais onerosos, como fundações 
profundas, para transmitir as cargas de uma construção em uma camada de solo de 
66
Figura 31: Camada de água absorvida e partícula de argila.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/pEavHz. Acesso em 22 jun. 2022.
Figura 30: Contato entre grãos de solo arenoso.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/pEavHz. Acesso em 22 jun. 2022.
maior resistência.
 A compressibilidade dos solos é influenciada por fatores como o tipo de solo, a 
estrutura do solo, os níveis de tensões ao qual o solo está submetido e o grau de saturação. 
Esses fatores serão discutidos individualmente nos pontos a seguir (UERJ, 2022).
• Tipos de solo
Os solos podem ser classificados em solos arenosos, não coesivos e solos argilosos 
(coesivos). A compressibilidade dos solos granulares, chamados de areias (solos não 
coesivos), acontece de forma rápida, pois esse tipo de solo é altamente permeável e 
facilita a drenagem da água. A interação nesse tipo de solo acontece com a transmissão 
dos esforços entre as partículas (Figura 30) (BRAZ, 2018).
 Os solos argilosos (coesivos), por sua vez, são impermeáveis e consequentemente 
possuem uma drenagem lenta, fazendo com que a compressibilidade dependa do 
tempo. A interação das partículas de argilominerais (solos argilosos) acontece por meio 
de ligações elétricas e o contato acontece através de uma camada (dupla) de água que 
fica adsorvida na superfície das partículas de solo (Figura 31) (BRAZ, 2018).
 A camada de água adsorvida nos solos argilosos lubrifica as partículas, diminuindo 
o atrito entre elas, isso facilita o deslocamento relativo entre as partículas, diminuindo 
assim o volume do solo. Já os solos arenosos têm o deslocamento entre as partículas 
dificultado pelo atrito que existe entre elas. Devido a isso, os solos argilosos possuem 
compressibilidade maior do que os solos arenosos, sendo comumente chamados de 
solos compressíveis.
67
• Estrutura dos solos
 A estrutura do solo pode afetar a compressibilidade dele a partir do seu arranjo. Os 
solos arenosos possuem arranjos estruturais que o classificam como fofos, densos e favo 
de abelha, sendo esse último comum em solos finos (Figura 32) (FRANÇA, 2018).
 Devido às partículas sólidas (grãos) serem incompressíveis, quanto maior o índice 
de vazios na estrutura do solo, maior será a sua compressibilidade.
 No caso dos solos argilosos, as estruturas são vistas como dispersas ou floculadas 
(Figura 33). As argilas com estrutura do tipo floculada são mais compressíveis, nas quais 
a variação volumétrica acontece através da orientação das partículas quando o solo está 
sobre compressão, tendendo a posicionar as partículas de forma paralela (estrutura 
despesa) (GERSCOVICH, 2022).
 Em vista da importância da estrutura do solo na definição da sua compressibilidade, 
ensaios laboratoriais são fundamentais para conhecer essas características, eles devem 
ser realizados em amostragens de solo indeformadas (solos argilosos). Como é difícil 
obter amostras indeformadas de solos arenosos, os ensaios nesse caso devem ser feitos 
respeitando o índice de vazios de campo. 
• Níveis de tensões
 O nível das tensões que são aplicadas no solo afeta a compressibilidade dele por 
causar a movimentação relativa entre as partículas ou ainda quando a carga excessiva 
resulta na quebra das partículas sólidas do solo (grãos). Isso acontece, por exemplo, 
quando um solo com estrutura fofa (alto índice de vazios) é submetido a uma tensão de 
compressão, as partículas tendem a se posicionar em estruturas cada vez mais densas 
(diminuindo o índice de vazios) e com isso a compressibilidade do solo vai diminuindo 
(XAVIER, 2018).
Figura 32: Estrutura dos solos arenosos.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/pEavHz. Acesso em 22 jun. 2022.
Figura 33: Estrutura dos solos argilosos.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/pEavHz. Acesso em 22 jun. 2022.
68
Figura 34: Curva tensão-deformação (solo arenoso).
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/pEavHz. Acesso em 22 jun. 2022.
 Na medida que o nível de tensão continua a aumentar, as partículas que já estão em 
estado denso (muito próxima uma das outras) têm as tensões intergranulares (tensões 
entre os grãos) aumentada, o que ocasiona o fraturamento ou esmagamento dos grãos 
e com isso a compressibilidade do solo aumenta sensivelmente. Esse comportamento é 
ilustrado no gráfico da Figura 34 abaixo.
 Embora seja possível que os grãos do solo sejam quebrados, a maioria das obras 
de engenharia não atingem níveis para que isso aconteça. 
• Grau de saturação
 O grau de saturação de um solo interfere na compressibilidade dele a partir da 
variação do seu volume em decorrência da saída ou entrada de água em seus vazios. 
Comumente, ao sofrer tensões, a água do solo saturado é expulsa, diminuindo o seu 
volume.No caso de solos não saturados, a variação do volume acontece devido à presença 
de ar, como o ar possui alta compressibilidade, essa condição pode interferir de maneira 
significativa nas deformações totais sofridas pelo solo (XAVIER, 2018).
Esse tópico tratou dos principais aspectos teóricos da compressibilidade dos so-
los, mostrando quais as causas que influenciam em sua deformação. Entretanto, 
é importante saber como que esses conceitos são traduzidos em equações ma-
temáticas e quais os ensaios que comprovam essa teoria. Portanto, aprofunde 
seus estudos fazendo a leitura da Sessão Compressibilidade, contida no Capítulo 
6 - Compressibilidade e adensamento do livro Mecânica dos Solos - Princípios e 
Práticas (BARNES, 2016). 
Disponível em: https://bityli.com/NGPhKg. Acesso em 24 jun. 2022.
BUSQUE POR MAIS
69
A compressibilidade e o adensamento são fenômenos iguais que caracterizam a variação 
de volume dos solos? Bom, é certo dizer que tanto a compressibilidade quanto o adensa-
mento mensuram a variação de volume dos solos, porém, utilizam princípios diferentes 
para isso, o que tornam esses fenômenos diferentes. A principal diferença é que na com-
pressibilidade a variação do volume do solo não depende do tempo para acontecer, isto é, 
ela acontece de maneira rápida quando o solo é submetido a tensões. Já o adensamento 
é um processo lento, ou seja, vai acontecendo ao longo do tempo, sendo, portanto, depen-
dente do tempo.
VAMOS PENSAR?
5.2 ADENSAMENTO
 O adensamento pode ser definido como um fenômeno caracterizado pela variação 
de volume de um solo devido à saída da água contida em seus vazios ao longo do tempo. 
Ou seja, é um processo gradual que depende do tempo e da variação de volume do solo 
que é causada pela drenagem da água contida nos poros. Com isso, a pressão neutra 
(tensão causada pela água) é diminuída e consequentemente as tensões efetivas são 
aumentadas (BARNES, 2016).
 O adensamento acontece especialmente em solos finos (argilosos) devido à 
ligação elétrica existente entre as partículas sólidas do solo e a água, fazendo com que a 
água fique adsorvida e seja mais difícil de ser expulsa (por isso depende do tempo). Os 
solos granulares (areias) não fazem nenhum tipo de ligação com a água presente em 
seus vazios, dessa forma, quando submetidos a tensões, as partículas são comprimidas 
e a água, por ser incompressível, é expulsa rapidamente (DOS SANTOS, 2013).
 O processo de adensamento acontece pelo acréscimo de tensões sobre o solo, 
que pode ser decorrente da edificação de uma estrutura ou de um aterro devido ao 
rebaixamento do nível do lençol freático, drenagem da água do solo, entre outros. Ou 
seja, ações desse tipo vão provocar uma redistribuição nos estados de tensão dos solos, 
causando deformações de maior ou menor intensidade (DOS SANTOS, 2013).
 Para compreender o fenômeno de adensamento, Terzaghi propôs uma analogia 
mecânica em que uma mola, que tem a sua deformação proporcional à carga que está 
submetida, apresenta a estrutura sólida do solo. Nesse experimento, o solo saturado é 
retratado pela mola contida em um pistão completo por água, no qual existe um orifício 
com dimensões reduzidas no êmbolo, onde a água passa de maneira lenta (PINTO, 
2006). Esse processo é ilustrado, resumidamente, pela Figura 35.
70
Figura 35: Analogia mecânica de Terzaghi 
Fonte: PINTO (2006).
 A Figura 35 mostra que inicialmente não existe aplicação de carga, logo, o sistema 
está em equilíbrio (sem sofrer deformações), análogo a um solo que não está submetido 
a sobrecargas. Quando passa a surgir tensão de sobrecarga, ela é, inicialmente, suportada 
totalmente pela água, pois o orifício está fechado e não tem como a água sair. Com a 
abertura do orifício, devido à água ser incompressível, ela tende a ser expulsa, porém, 
como a abertura de passagem é pequena, ela flui lentamente (isso representa os solos 
argilosos que são permeáveis e dificultam a saída da água). 
 Com isso, ao passar o tempo, com a aplicação contínua da tensão, a água vai sendo 
eliminada e a tensão vai passando a ser suportada pela mola (que representa o solo) até 
que a água seja totalmente expulsa e a tensão passe a ser suportada totalmente pela 
mola, fazendo com que a mola sofra deformações ao longo do processo até que alcance 
um novo equilíbrio, que representa um solo totalmente adensado (100%), ou seja, a água 
presente em seus vazios foi totalmente expulsa.
 No solo acontece um processo análogo a esse. Quando existe o surgimento de uma 
pressão no solo, é a água presente em seus vazios que suporta a carga. Isso faz com que a 
pressão neutra (pressão da água) aumente até se igualar ao valor da sobrecarga aplicada. 
Quando isso acontece, o aumento da pressão neutra é chamado de sobrepressão. Nesse 
momento, não existe deformação no solo, porque só podem ser causadas por tensões 
efetivas (OLIVEIRA, 2019).
 A partir do momento que a água já não pode mais ficar em equilíbrio com o 
meio, ela tende a percolar, seguindo a direção de maior permeabilidade do solo. Com a 
saída da água, existe a redução da resistência da poropressão, aumentando, portanto, 
a tensão efetiva que, por sua vez, começa a causar deformação no solo. Esse processo 
acontece até que toda a água seja eliminada do solo (dissipando o valor da poropressão) 
e consequentemente a tensão aplicada tenha se transformado em tensão efetiva 
(OLIVEIRA, 2019).
 A partir da analogia mecânica para o adensamento foi então formulado a Teoria do 
Adensamento de Terzaghi, que de forma simplificada se baseia nas seguintes hipóteses:
• O solo é totalmente saturado;
71
• A compressão é unidimensional;
• O escoamento de água obedece a Lei de Darcy; 
• O fluxo d’água é unidimensional; 
• O solo é homogêneo;
• Tanto a água como as partículas sólidas são incompressíveis;
• O solo pode ser estudado como elementos infinitesimais; 
• Durante o processo de adensamento não há variação das propriedades do solo;
• O índice de vazios sofre uma variação linear com o aumento da tensão efetiva 
durante o processo de adensamento (PINTO, 2006; CAPUTO e CAPUTO, 2022).
Você viu que o adensamento se trata de um fenômeno relacionado à variação de 
volume do solo em função do solo, que acontece especialmente em solos argilo-
sos. Agora que você já conhece os principais conceitos teóricos do adensamento, 
aprofunde seus conhecimentos estudando as principais relações matemáticas e 
ensaios laboratoriais do adensamento através do Tópico 13.9 ao 13.29 do Livro Me-
cânica dos Solos - Teoria e Aplicações (CAPUTO E CAPUTO, 2022). 
Disponível em: https://bityli.com/GKIAca.Acesso em 24 de jin. 2022.
BUSQUE POR MAIS
72
FIXANDO O CONTEÚDO
1. A compressibilidade dos solos é um fenômeno frequente na construção civil que 
deve ser previsto e analisado antes do desenvolvimento de qualquer tipo de obra, uma 
vez que problemas futuros decorrentes desse fenômeno são de alto custo. Diante disso, 
assinale a alternativa correta em relação a definição de compressibilidade. 
a) A compressibilidade se trata de um efeito de deformação do solo que causa, 
particularmente, o aumento do seu volume devido ao preenchimento dos poros por 
água.
b) A compressibilidade é a variação de volume do solo, que não acontece em função do 
tempo e que pode ser causada por uma sobrecarga.
c) A compressibilidade é a deformação do solo causada, particularmente, pela quebra 
das partículas sólidas (grãos) devido ao peso de construções.
d) A compressibilidade se trata da variação de volume do solo, em função do tempo, 
quando ele está submetido a tensões.
e) A compressibilidade é a diminuição do volume do solo que acontece quando ele está 
submetido a tensões que comprimem as partículas de água dos seus vazios.
2. O solo é um sistema formado por partículas sólidas e espaços vazios, onde esses 
espaços podem estar completos por ar ou água. Ou seja, em síntese, o solo é um material 
trifásico composto por partículas sólidas, ar e água, sujeito à compressibilidade, que é a 
variação do seuvolume. Nesse contexto, analise as afirmativas a respeito das causas de 
deformações no solo.
I. A compressão de um solo pode ser causada devido à aplicação de cargas sob ele, como 
fundações, aterros e construções;
II. A deformação do solo pode ser causada pela compressão da água presente em seus 
vazios;
III. É comum que obras da construção civil ocasionem a quebra das partículas sólidas do 
solo, fazendo com que ele sofra consideráveis perdas de volume.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas:
a)Somente I está correta.
b) Somente II está correta.
c) Somente III está correta.
d) Somente I e II estão corretas.
e) Somente I e III estão corretas.
3. A compressibilidade do solo é calculada a partir da variação do ________ que 
acontece em decorrência da ________ de ________. A compressibilidade acontece de 
maneira ________ ao tempo e em função da ________ aplicada no solo.
Marque a alternativa que preenche as lacunas corretamente.
73
a) índice de vazios, aplicação, água, independente, poropressão
b) volume, aplicação, ar e água, dependente, tensão da água
c) índice de vazios, expulsão, ar e água, independente, tensão efetiva
d) volume, expulsão, água, dependente, tensão efetiva
e) índice de vazios, expulsão, ar e água, dependente, carga
4. Os solos são compressíveis quando em sua estrutura ainda existe a presença de ar e água 
nos vazios, que podem ser expulsos devido à carga aplicada no solo e consequentemente 
diminui o volume dele, sendo esse fenômeno chamado de recalque. Nesse contexto, 
julgue as afirmativas abaixo em (V) verdadeiro ou (F) falso.
( ) Existem condições onde apoiar fundações sobre solos compressíveis é tão desfavorável 
que se utiliza métodos construtivos mais onerosos, com fundações profundas.
( ) Quando se pretende construir sobre solos deformáveis (compressíveis), não se faz 
necessário realizar estudos e análises, pois esse solos possuem elevadas resistências.
( ) A compressibilidade dos solos é influenciada por fatores como o tipo de solo, a 
estrutura do solo, os níveis de tensões ao qual o solo está submetido e o grau de saturação.
( ) Comumente, as obras de engenharia não oferecem cargas suficientes para a quebra 
das partículas sólidas do solo e por isso a compressibilidade acontece em função da 
expulsão de água e ar.
Assinale a alternativa correta em relação aos itens acima.
a) F, V, F, F
b) V, F, V, F
c) F, F, V, V
d) V, F, V, V
e) V, F, F, V
5. As deformações sofridas por um solo são mensuradas a partir de diversos conceitos, 
considerando os aspectos específicos envolvidos em cada tipo. Um exemplo desse tipo 
de deformação é explicado da seguinte forma: “Se trata de um fenômeno caracterizado 
pela variação de volume de um solo devido à saída da água contida em seus vazios. 
Acontece em função do tempo e especialmente em solos finos, como os argilosos”. 
Assinale a alternativa que contém o termo referente a essa definição.
a) Poropressão
b) Compressibilidade
c) Tensão efetiva
d) Tensão de cisalhamento
e) Adensamento
6. O adensamento é um fenômeno caracterizado pela variação de volume de um 
solo devido à saída da água contida em seus vazios. Desse modo, assinale a alternativa 
correta sobre o adensamento.
 a) É um processo rápido que independe do tempo e da variação de volume do solo que 
74
é causada pela drenagem da água contida nos poros.
b) No adensamento a pressão neutra (tensão causada pela água) é aumentada e 
consequentemente as tensões efetivas são diminuídas.
c) O adensamento acontece especialmente em solos granulares (grossos) devido à 
baixa permeabilidade destes solos.
d) O adensamento causa o aumento do volume do solo devido ao preenchimento 
dos poros por água.
e) O adensamento acontece especialmente em solos de baixa permeabilidade, onde 
a drenagem da água é dificultada pela ligação das partículas do solo e a água.
7. O processo de adensamento acontece pelo(a) _________ de tensões sobre o solo 
que pode ser decorrente da _________ de uma estrutura ou de um aterro, devido ao 
_________ do nível do lençol freático, _________ da água do solo, entre outros.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.
a) diminuição, supressão, aumento, infiltração
b) acréscimo, construção, rebaixamento, drenagem
c) diminuição, construção, aumento, drenagem
d) acréscimo, supressão, aumento, infiltração
e) acréscimo, construção, rebaixamento, infiltração
8. Para o estudo do adensamento dos solos, Terzaghi propôs uma analogia mecânica 
que ele utilizou para a formulação da Teoria do Adensamento. Assinale a alternativa que 
contenha corretos exemplos de características da teoria do adensamento de Terzaghi.
a) O solo é não saturado e a compressão é unidimensional.
b) O escoamento da água é baseado na Lei de Darcy e o fluxo é bidimensional.
c) O solo é homogêneo e toda a sua estrutura é compressível.
d) A compressão é unidimensional e o índice de vazios varia linearmente.
e) Não existe variação das propriedades do solo e o fluxo d’água é bidimensional.
75
FLUXO DE ÁGUA 
NO SOLO
76
6.1 ASPECTOS E CONCEITOS DA ÁGUA NO SOLO
O movimento da água acontece a partir de um potencial mais elevado para um de me-
nor potencial? Podemos dizer que sim, a tendência natural é que a água flua do ponto 
que possui maior energia para o de menor, para que assim possa entrar em equilíbrio e 
o movimento cessar.
VAMOS PENSAR?
 Como vimos nos capítulos anteriores, é comum a presença da água nos solos. Essa 
água pode estar em estado hidrostático ou em movimento. O estudo de como a água se 
movimenta no interior dos solos é de fundamental importância para evitar problemas 
práticos de engenharia como recalques e colapsos dos solos.
 A ocorrência dos deslocamentos da água no interior de um maciço de terra é 
conhecida como percolação da água. A percolação é traduzida na movimentação 
subterrânea da água no solo, que acontece especialmente em solos saturados ou 
próximo ao nível de saturação (DOS SANTOS, 2013).
 De acordo com Pinto (2006), estudar a percolação da água nos solos é importante 
devido a esse fenômeno intervir em inúmeros problemas de engenharia, que podem ser 
agrupados em três tipos:
• Em cálculo de vazões, tendo como exemplo de uso estimar a quantidade de água 
que se infiltra em uma escavação;
• Em análises de recalques, uma vez que, comumente, o recalque acontece devido 
à expulsão da água dos vazios do solo;
• Em estudos de estabilidade, pois a resistência do solo é dada a partir da tensão 
efetiva que é dependente da pressão neutra, que, por sua vez, é dependente das 
tensões de percolação.
 O que acontece é que a maior parte dos vazios do solo é ocupado por água e 
quando essa água está sujeita a uma diferença de potencial, acontece o seu deslocamento 
no interior do solo. Desse modo, o movimento da água acontece por meio da energia 
potencial que é constituída pelos potenciais de (DOS SANTOS, 2013):
• Gravidade: onde a água se movimenta das cotas mais elevadas para as mais 
baixas;
• Pressão: no qual a água se movimenta do local de maior pressão para o de menor 
pressão;
• Térmico: em que o movimento é da posição de temperatura mais elevada para o 
de menor temperatura; e
• Químico: onde a água se desloca da zona de maior concentração de sais para a 
de menor.
 De modo geral, a água percola com maior facilidade em solos granulares. Isso, 
porque os solos finos (especialmente argilosos) são menos permeáveis devido às forças 
de superfície das partículas serem maiores. Além disso, nos solos finos, a pressão de 
77
6.2 ASPECTOS E CONCEITOS DA ÁGUA NO SOLO
água é elevada pela atração das partículas, fazendo com que a água fique adsorvida 
entre as partículas do solo. Esse acontecimento gera um tipo de resistência para o solo, 
que é chamada de coesão verdadeira (ORTIGÃO, 2007). Esse assunto será estudado em 
Mecânica dos Solos II.
 Outros conceitos importantes para o estudo do movimento da água no solo são os 
de linha de fluxo ou linha de corrente e o de linha equipotencial (Figura36).
 A linha de fluxo define o caminho percorrido pela partícula de água no meio 
poroso, enquanto a linha equipotencial, que é perpendicular às linhas de fluxo, realiza a 
união dos pontos que possuem a mesma energia (carga hidráulica) (PINTO, 2006).
 Existem dois tipos principais de escoamento, o laminar e o turbulento, sendo eles 
definidos especialmente pela velocidade que ocorrem. Na Mecânica dos Solos o que 
interessa é o escoamento laminar que acontece em menor velocidade e em trajetórias 
retas e paralelas (CAPUTO e CAPUTO, 2022). 
 Em 1850, Darcy realizou um experimento para analisar o fluxo da água nos solos. 
Darcy verificou como propriedades geométricas influenciavam no deslocamento da 
água no solo. O estudo foi realizado através de um permeâmetro, como mostrado na 
Figura 37 (PINTO, 2006).
Figura 36: Linhas de fluxo e equipotenciais.
Fonte: Adaptado de https://bityli.com/poQONt. Acesso em 07 jul. 2022.
78
Quando o fluxo da água acontece sempre em uma mesma direção, como é visto nos casos dos permeâme-
tros, chama-se de fluxo unidimensional. 
FIQUE ATENTO
Figura 37: Percolação da água no permeâmetro.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/dbuthv. Acesso em 22 jun. 2022.
 O experimento ilustrado na Figura 37 ficou conhecido como Lei de Darcy, que 
relaciona a carga hidráulica (h), a altura da coluna d’água percolada para acima do solo 
(z) e a altura da camada de solo (L). O que acontece é que em regime laminar, a água 
percola através do solo devido à ação da gravidade (diferença de potencial), onde a carga 
hidráulica (h) é dissipada na percolação, sendo o “L” a trajetória de percolação que a 
carga hidráulica (h) é dissipada. 
 Desse modo, Darcy utilizou esses fundamentos determinação da vazão, através da 
equação (BARNES, 2016).
 Onde,
 Q= vazão;
 K= coeficiente de permeabilidade, em que cada tipo de solo possui uma;
 h= carga hidráulica;
 L= trajetória de percolação ou altura do solo; e
 A= área do permeâmetro.
𝑄 = 𝑘
ℎ
𝐿 𝐴
79
 Nesse contexto, a relação entre a carga hidráulica (h) e a trajetória de percolação 
(L) é denominada de gradiente hidráulico (i). Assim, a equação citada anteriormente 
pode assumir a formulação da equação (BARNES, 2016).
 Onde,
 Q= vazão;
 K= coeficiente de permeabilidade, em que cada tipo de solo possui uma;
 i= gradiente hidráulico; e
 A= área do permeâmetro.
 A Lei de Darcy pode ainda determinar a velocidade de percolação, que é a 
velocidade com que a água sai da areia. Essa velocidade é dada a partir da relação entre 
a vazão e a área, dando origem à equação (ORTIGÃO, 2007).
 Onde,
 Q= vazão;
 A= área do permeâmetro;
 v= velocidade de percolação;
 k= coeficiente de permeabilidade, em que cada tipo de solo possui uma; e
 i= gradiente hidráulico.
 Dessa forma, quando o gradiente hidráulico (i) da equação é igual a 1, ou seja, 
quando a carga hidráulica (h) for igual a trajetória de percolação (L), a velocidade de 
percolação é dada a partir do coeficiente de permeabilidade (k). Geralmente, o coeficiente 
de permeabilidade (k) é tratado em metros por segundo (m/s) e como, nos solos, a 
percolação acontece lentamente, os seus valores são baixos e, por isso, é comumente 
tratado na ordem de grandeza (potência de 10), como exemplificado na equação (PINTO, 
2006):
 Note que na equação acima o foco deve ser maior no número do expoente, 
que nesse caso é o -7, pois será o maior influenciador do valor de k (coeficiente de 
permeabilidade).
𝑄 = 𝑘. 𝑖.𝐴
𝑄
𝐴 = 𝑣 = 𝑘. 𝑖
𝑘 = 0,00000025
𝑚
𝑠 = 2,4 𝑥 10
−7 𝑚
𝑠
80
Figura 38: Relação entre permeabilidade e k.
Fonte: Disponível em: https://bityli.com/hDLuOj. Acesso em 02 jul. 2022.
 Quando menor for o índice de vazios do solo e consequentemente quanto menor 
forem as partículas sólidas do solo, menor será o coeficiente de permeabilidade (k), como 
pode ser visto na Figura 38.
 De modo geral, os solos dos tipos siltosos, arenosos e argilosos se enquadram na Lei 
de Darcy, em que as características da parte sólida que influenciam na permeabilidade 
são (DOS SANTOS, 2013):
• Dimensão das partículas;
• Índice de vazios;
• Composição mineralógica;
• Estrutura;
• Grau de saturação.
 O coeficiente (k) pode ser determinado de maneira indireta por meio da correlação 
estatística de Hazen, que é válido para areias com Coeficiente de Não Uniformidade 
(CNU) < 5, expresso pela Equação 31 (BARNES, 2016).
𝑘 = 𝑐.𝐷𝑒2
𝑐𝑚
𝑠
 Onde,
 k= coeficiente de permeabilidade;
 c= coeficiente variável entre 90 e 120, sendo comumente igual a 100; e
 De= diâmetro efetivo do solo em centímetros.
 O coeficiente de permeabilidade pode ainda ser determinado de maneira direta, 
por meio de ensaios realizados em amostras do solo em permeâmetro de carga constante 
(Figura 39a) e permeâmetro de carga variável (Figura 39b), bem como através de ensaios 
de campo (PINTO, 2006)
81
Comumente, os pemeâmetros de carga constante são utilizados para solos gra-
nulares (arenosos), enquanto os de carga variável são usados para solos finos (ar-
gilosos). Veja como como esses equipamentos são utilizados na determinação do 
coeficiente de permeabilidade fazendo a leitura dos itens 8.2.4.2 Permeâmetro de 
carga constante e 8.2.4.3 Permeâmetro de carga variável, do livro Mecânica dos 
Solos.
Disponível em: https://bityli.com/rJGbPz. Acesso em 18 jul. 2022.
BUSQUE POR MAIS
Figura 35: valores de K para os principais tipos de solo.
Fonte: PINTO (2006).
 Os valores típicos do coeficiente de permeabilidade para os principais tipos de 
solos são mostrados na Figura 40.
 No caso dos solos do tipo pedregulho ou areias grossas, o fluxo acaba sendo 
turbulento e consequentemente a velocidade é elevada e, portanto, a Lei de Darcy não 
é válida (PINTO, 2006).
Figura 39: Permeâmetros. (a) permeâmetro de carga constante. (b) permeâmetro de carga 
variável.
Fonte: PINTO (2006).
82
Estudamos nesse capítulo a respeito da ação no solo unidimensional. Agora você 
pode aprofundar seus conhecimentos estudando sobre fluxos bidimensionais e 
redes de fluxo através do tópico 7.3 Fluxo bidimensional, do livro Análise dos Solos 
disponível em: https://bityli.com/GnlPMh. Acesso em 24 jun. 2022.
BUSQUE POR MAIS
83
FIXANDO O CONTEÚDO
1. A presença da água nos solos pode ocorrer em estado hidrostático ou em movimento. 
O estudo de como a água se movimenta no interior dos solos é de fundamental 
importância para evitar problemas práticos de engenharia como recalques e colapsos 
dos solos. Analise as afirmativas sobre o fluxo d’água nos solos.
I. A ocorrência dos deslocamentos da água no interior de um maciço de terra é conhecida 
como percolação da água;
II. A percolação é traduzida na movimentação subterrânea da água no solo, que acontece 
especialmente em solos secos.
III. O movimento da água acontece por meio da diferença de energia potencial.
Assinale a alternativa correta em relação às afirmativas acima.
a) Somente I está correta.
b) Somente II está correta.
c) Somente III está correta.
d) Somente I e II estão corretas.
e) Somente I e III estão corretas.
2. Estudar a percolação da água nos solos é importante devido a esse fenômeno intervir 
em inúmeros problemas de engenharia. Desse modo, assinale a alternativa correta em 
relação à aplicação do estudo da percolação da água nos solos.
a) Não pode ser utilizado em cálculo de vazões, pois não é possível estimar, por exemplo, 
a quantidade de água que se infiltra em uma escavação.
b) É utilizado em análises de recalques em condições hidrostáticas, ou seja, quando a 
água do solo está em estado de equilíbrio.
c) Contribui na análise de estudos de estabilidade, onde considera que a resistência do 
solo não depende da tensão efetiva.
d) A percolação é utilizada para compreender a diminuição da tensão efetiva devido à 
saída da água do solo.
e) A percolação contribui em análises de recalques, onde, comumente, o recalque 
acontece devido à expulsão da água dos vazios do solo.
3. A maior parte dos vazios do solo é ocupado por água e quando essa água está sujeita 
a uma diferençade potencial, acontece o seu deslocamento no interior do solo. Ou seja, 
o movimento da água acontece por meio da energia potencial. Assinale a alternativa 
correta em relação aos tipos de energia potencial que influenciam o movimento da 
água nos solos.
a) A gravidade influencia fazendo com que água se desloque das cotas mais baixas para 
as mais elevadas.
b) A diferença de pressão no solo faz com que a água se movimente dos pontos de 
pressão nula para os de maior pressão.
c) O potencial de temperatura faz com que a água flua dos locais de maior temperatura 
84
para os de menor.
d) A diferença de concentração de sais faz com que a água se desloque dos pontos de 
menor concentração para os de menor.
e) A gravidade faz com que a água se movimente saindo dos poros maiores do solo para 
os menores.
4. A tendência natural é que a água escoe do ponto que possui maior energia para o 
de menor, para que assim possa entrar em equilíbrio e o movimento cessar. Sobre o 
movimento da água nos solos, julgue as sentenças em V (verdadeiro) ou F (falso).
( ) A água percola com maior facilidade em solos granulares, pois os solos finos são mais 
permeáveis devido às forças de superfície das partículas serem maiores.
( ) Nos solos finos, a pressão de água é elevada pela atração das partículas, fazendo com 
que a água fique adsorvida entre as partículas do solo e tenha um movimento lento.
( ) A adsorção da água nos solos granulares gera um tipo de resistência para o solo que 
é chamada de coesão verdadeira.
Assinale a alternativa correta sobre as sentenças acima.
a) F, V, V
b) F, V, F
c) V, F, V
d) V, V, F
e) F, F, V
5. Em síntese, a água se movimenta no solo devido a uma diferença de potencial entre 
regiões do solo, e esse movimento acontece com maior facilidade em solos granulares, 
uma vez que possuem maior permeabilidade. No estudo da percolação da água tem-
se ainda o seguinte conceito: “o caminho percorrido pela partícula de água no meio 
poroso”. O trecho destacado anteriormente se trata da definição de:
a) Linha de corrente
b) Fluxo unidimensional
c) Rede de fluxo
d) Linha equipotencial
e) Fluxo bidimensional
6. No estudo do movimento das águas existem dois tipos principais de escoamento 
que são chamados de escoamento laminar e escoamento turbulento. É correto dizer, 
respectivamente, sobre os escoamentos laminar e turbulento:
a) O escoamento turbulento é utilizado como base para a Lei de Darcy.
b) O escoamento laminar possui maior velocidade do que o do tipo turbulento.
c) O escoamento turbulento é o mais utilizado na mecânica dos solos.
d) O escoamento laminar possui baixa velocidade e camadas finas de fluido.
e) O escoamento turbulento acontece em camadas adjacentes muito finas.
85
7. Em 1850, Darcy realizou um experimento para analisar o fluxo da água nos solos. Darcy 
verificou como propriedades geométricas influenciavam no deslocamento da água no 
solo. Julgue as afirmativas abaixo a respeito das propriedades do estudo de Darcy para a 
percolação da água no solo.
I. O estudo de Darcy foi realizado utilizando um permeâmetro com uma amostra de solo 
e água contidas em seu interior;
II. No estudo de Darcy, a altura “z” do permeâmetro se trata da carga hidráulica, ou seja, 
a água que irá percolar;
III. Darcy definiu a altura “L” como a trajetória de percolação da água, se tratando da 
altura da camada de solo.
Assinale a alternativa correta em relação às afirmações acima.
a) Somente I está correta.
b) Somente II está correta.
c) Somente III está correta.
d) Somente I e II estão corretas.
e) Somente I e III estão corretas.
8. Na Lei de Darcy para velocidade do escoamento, quando o gradiente hidráulico 
(i) é igual a 1, ou seja, quando a carga hidráulica for igual a trajetória de percolação, a 
velocidade de percolação é dada a partir do coeficiente de permeabilidade. Geralmente, 
o coeficiente de permeabilidade (k) é tratado em metros por segundo (m/s) e como, 
nos solos, a percolação acontece lentamente, os seus valores são baixos e, por isso, é 
comumente tratado na ordem de grandeza. Assinale a alternativa que preenche as 
lacunas corretamente.
a) altura d’água percolada, altura do solo, coeficiente de empuxo, rapidamente, altos
b) vazão, trajetória de percolação, coeficiente de permeabilidade, lentamente, altos
c) carga hidráulica, trajetória de percolação, coeficiente de permeabilidade, lentamente, 
baixos
d) altura d’água percolada, carga hidráulica, coeficiente de empuxo, lentamente, baixos
e) carga hidráulica, trajetória de percolação, coeficiente de permeabilidade, lentamente, 
altos.
86
RESPOSTAS DO FIXANDO O CONTEÚDO
UNIDADE 1
UNIDADE 3
UNIDADE 5
UNIDADE 2
UNIDADE 4
UNIDADE 6
QUESTÃO 1 B
QUESTÃO 2 C
QUESTÃO 3 E
QUESTÃO 4 D
QUESTÃO 5 A
QUESTÃO 6 A
QUESTÃO 7 C
QUESTÃO 8 D
QUESTÃO 1 E
QUESTÃO 2 A
QUESTÃO 3 B
QUESTÃO 4 D
QUESTÃO 5 C
QUESTÃO 6 C
QUESTÃO 7 B
QUESTÃO 8 C
QUESTÃO 1 A
QUESTÃO 2 B
QUESTÃO 3 C
QUESTÃO 4 D
QUESTÃO 5 E
QUESTÃO 6 A
QUESTÃO 7 B
QUESTÃO 8 A
QUESTÃO 1 C
QUESTÃO 2 E
QUESTÃO 3 D
QUESTÃO 4 B
QUESTÃO 5 A
QUESTÃO 6 E
QUESTÃO 7 C
QUESTÃO 8 C
QUESTÃO 1 B
QUESTÃO 2 A
QUESTÃO 3 C
QUESTÃO 4 D
QUESTÃO 5 E
QUESTÃO 6 E
QUESTÃO 7 B
QUESTÃO 8 D
QUESTÃO 1 E
QUESTÃO 2 E
QUESTÃO 3 C
QUESTÃO 4 B
QUESTÃO 5 A
QUESTÃO 6 D
QUESTÃO 7 E
QUESTÃO 8 C
87
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graduacaoead.faculdadeunica.com.br