AULA 0 - REVISÃO MEC SOLOS

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FUNDAÇÕES 
Prof. Me. Rodrigo Bressan 
REVISÃO MECÂNICA DOS SOLOS 
 
Na Mecânica dos Solos, os índices físicos são utilizados na caracterização das condições 
do solo, em um dado momento, que pode ser alterado ao longo do tempo. 
Os Índices Físicos são definidos como grandezas que expressam as proporções entre 
Pesos e Volumes nas três fases constituintes do solo: sólidos, líquido e ar, para caracterizar o 
estado do solo. 
 
Grandezas obtidas em laboratório: 
 
• Teor de umidade (w). 
• Peso específico dos grãos (γg) 
• Peso específico natural (γ ou γnat) 
• O peso específico da água é adotado (γa ou γw) 
 
Os demais Índices Físicos são calculados 
 
 
 
𝑉 = 𝑉𝑠 + 𝑉𝑣 𝑉𝑣 = 𝑉𝑤 + 𝑉𝑎𝑟 𝑃 = 𝑃𝑠 + 𝑃𝑤 
 
 
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A) Teor de Umidade (h ou w) 
 
É a relação entre a massa ou o peso da água contida no solo e a massa ou o peso de 
sua fase sólida, expressa em percentagem. 
A umidade varia teoricamente de 0 a valores altíssimos. Os maiores valores conhecidos 
no mundo são os de algumas argilas japonesas que chegam a 1400%. 
Em geral os solos brasileiros apresentam umidade natural abaixo de 50%. Se ocorre 
matéria orgânica, esta umidade pode aumentar muito, podendo chegar até a 400% em solos 
turfosos. 
 
𝑤 = 
𝑃𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟
𝑃𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜
=
𝑚𝑢 − 𝑚𝑠
𝑚𝑠
=
𝑚𝑤
𝑚𝑠
 . 100 
 
 
B) Índice de Vazios (e) 
 
Indica variação volumétrica ao longo do tempo (história das tensões e deformações 
ocorridas no solo). É a relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos. 
Embora possa variar, teoricamente, de 0 a valores altíssimo, o menor valor encontrado 
em campo para o índice de vazios é de 0,25 (para uma areia muito compacta com finos) e o 
maior de 15 (para uma argila altamente compressível). 
 
𝑒 = 
𝑉𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠
𝑉𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜
 
 
 
C) Porosidade (n) 
 
 É a relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra, expressa em 
percentagem. 
 
𝑛 =
𝑉𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
 
 
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D) Grau de Saturação (S ou Sr) 
 
É a relação entre o volume de água e o volume de vazios de um solo, expressa em 
percentagem. Varia de 0% para um solo seco a 100% para um solo saturado. 
 
𝑆 =
𝑉𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟
𝑉𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠
 
 
 
E) Peso Específico Aparente Natural do Solo (ɣ ou ɣnat ou ɣn) 
 
𝛾𝑛 =
𝑃
𝑉
 
 
F) Peso Específico Aparente Seco do Solo (ɣd) 
 
Empregado para verificar o grau de compactação de bases e sub-bases de pavimentos, 
aterros e barragens de terra. Caso o solo ficasse seco e se isso puder acontecer sem variacao 
de volume 
 
𝛾𝑑 =
𝑃𝑠
𝑉
 
 
 
G) Peso Específico Real dos Grãos ou Sólidos (ɣs ou ɣg) SR = 0 
 
Empregado para verificar gradiente hidráulico crítico. 
 
𝛾𝑠 =
𝑃𝑠
𝑉𝑠
 
 
 
 
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H) Densidade relativa das partículas (δ) 
 
É a relação entre o peso específico das partículas sólidas (γ) e o peso específico da água 
(γw). 
𝛿 =
𝛾𝑠
𝛾𝑤
 
 
 É adimensional. Para a maioria dos solos varia entre 2,50 e 3,00. 
 
H) Relação entre Índices Físicos 
 
𝑛 = 
𝑒
1 + 𝑒
 
 
𝛾 =
𝛾𝑠(1 + 𝑤)
1 + 𝑒
 
 
𝛾𝑑 =
𝛾𝑠
1 + 𝑒
 
 
𝛾𝑠𝑎𝑡 =
𝛾𝑠 + 𝑒𝛾𝑤
1 + 𝑒
 
 
𝛾𝑑 =
𝛾𝑛
1 + 𝑤
 
 
𝑒 =
𝛾𝑠
𝛾𝑑
− 1 
 
𝑆 =
𝛾𝑠. 𝑤
𝑒. 𝛾𝑤
 
 
𝛾𝑠𝑢𝑏 = 𝛾𝑛 − 𝛾𝑤 
 
 
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1. Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso natural tem altura 12,5 cm de diâmetro 5 
cm. Sua massa é de 480,25 g e que após a secagem passa a ser 420,32 g. Sabendo que o γs é 
2,7 g/cm³ Determine: 
a) peso específico natural 
b) índice de vazios 
c) porosidade 
d) grau de saturação 
e) teor de umidade 
f) peso específico aparente seco 
 
2. Uma amostra de solo arenoso em seu estado natural tem 126 cm³ de volume e 210 g de 
massa quando seca sua massa é de 184,21 g determine. γs= 26,7 kN/m³. 
a) peso específico natural 
b) índice de vazios 
c) porosidade 
d) grau de saturação 
e) teor de umidade 
f) peso específico aparente seco