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Índices Físicos 
 O solo é composto por três fases: 
• fase sólida 
• fase líquida 
• fase gasosa 
 
O que são índices físicos? 
 
As principais grandezas de um solo são: 
Ps – peso das partículas sólidas; 
Pa – peso da água; * o peso do ar é considerado desprezível. 
Vs – volume das partículas sólidas; 
Va – volume da água; 
Var – volume do ar; 
Vv - volume de vazios; 
Teremos sempre: 
Pt = Ps + Pa; 
Vv = Va + Var; 
 Vt = Vs + Va + Var = Vs + Vv; 
As unidades mais usuais são: 
Para o peso: g; kg; t. 
Para o volume: cm3; dm3; m3. 
 As três relações de volume mais utilizadas são: 
• Índice de Vazios; 
• Porosidade e; 
• Grau de Saturação. 
 
 
Índice de Vazios (e) não tem unidade 
 É uma grandeza adimensional e, é definido como o volume dos vazios (Vv) dividido pelo volume 
ocupado pelas partículas sólidas (Vs) de uma amostra de solo. 
 
e = Vv / Vs 
 
Os valores médios situam-se entre 0,5 e 1,5, em algumas argilas, o 
índice de vazios pode atingir valores superiores a 3. 
Solo Arenosos .e = 0,4 a 1,5 
Solo Argilosos .e = 0,3 a 1,5 
Solos orgânicos .e >1,5 
Exemplo: 
1.Suponha que em um solo 80% corresponda ao volume de sólidos, 15% ao volume de água e 5% ao 
volume de ar. Calcule o índice de vazios deste solo. 
 
 
 
 
 
 
 Porosidade (n) 
É definida pela relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra. A porosidade de um 
solo varia entre 0 e 100% e os valores médios encontrados situam-se entre 30 e 70%. 
 n = Vv /V x 100 
n = e / (1 + e) x 100 
Porosidade (%) Índice de vazios (e) Denominação 
>50 >1 Muita alta 
45-50 0,80- 1,00 alta 
35-45 0,55-0,80 media 
30-35 0,43-0,55 baixo 
<30 0,43 Muito baixo 
 
Os poros dos solos, que apesar de também serem chamados de volume de vazios, podem estar 
preenchidos com água (quando solo está saturado), com ar (quando o solo está totalmente seco) ou 
com ambos, que é a forma mais comum encontrada na natureza. 
 Condições Normal Vv= Vw +Var 
Solo Saturado Vv=Vw 
Solo Seco Vv=Var 
Grau de Saturação (S) 
Representa a relação entre o volume de água e o volume de vazios. 
O grau de Saturação de um solo varia de 0 a 100%. 
 Solo Saturado = 100% 
Solo completamente Seco = 0% 
S = Vw / Vv x 100 
 
Exemplo: 
 1. Suponha que em um solo tenha 70% corresponda ao volume de sólidos, 20% ao volume de água 
e 10% ao volume de ar. Calcule: 
 a) e – Índice de Vazios do solo; 
 
 
 
b) n – Porosidade do solo; 
 
 
 
 
c) S – Grau de Saturação do solo. 
 
 
 
Umidade (h%) 
 
É a relação, expressa na forma percentual, entre o peso da água contidanum certo volume de solo e 
o peso da parte sólida existente neste mesmovolume. 
 
h% = Pa / Ps × 100 
 
Ensaio no laboratório - Estufa: 
T = 105ºC 
Pa = P1 - P2 
Ps = P2 - Ptara 
 
Exemplos: 
1. Um solo ao chegar no laboratório apresentou massa úmida de 133g. Para tirar a umidade, foi 
colocado na estufa e após 24h apresentou massa seca de 112g. Qual o teor de umidade deste solo? 
 
 
 
 
 
 
 
2. Uma amostra de solo úmido em cápsula de alumínio tem uma massa de 462g. Após a secagem em 
estufa se obteve a massa seca da amostra igual a 364g. Determinar o teor de umidade do solo 
considerando a massa da cápsula de 39g. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aparelho Speedy: 
 
 
 
Exemplo: 
 
1.Se a amostra de solo úmido colocado no aparelho do Speedy foi de 10g, 
e após reação com o carbureto apresentou pressão interna de 1,30kg/cm³, 
qual seria o teor de umidade deste solo? 
 
 
 
 
 
 
 
Método Expedito do Álcool 
 Peso da cápsula; 
Peso do material (50g); 
Queima (3X); 
Peso do material seco; 
Cálculo da umidade. 
 
 
Exemplo: 
Em um laboratório uma amosta úmida de solo tinha 50g, a cápsula 
90,57g. Após a terceira queimagem foi confirmado que a amostra, com 
cápsula, pesava 134,15g. Qual o teor de umidade da amostra? 
 
 
 
 
 
 
 
 
É grande a variação de umidade de um solo para outro, algumas argilas do México, por exemplo, 
apresentam umidade da ordem de 400%. 
 
Na natureza não existem solos com teor de umidade igual a zero!!! 
Com relação ao Volume: 
Peso Específico Natural 
É a relação entre o peso do elemento e o volume total desse elemento. 
A faixa de variação do peso específico natural dos solos encontra-se entre 17 e 21 kN/m3 em geral, 
porém para casos muito específicos estes valores podem atingir valores próximos a 14 kN/m3 
(argilas orgânicas moles). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Método do Frasco de Areia 
 
Esse método pode ser realizado no campo e consiste em instalar na superfície do terreno uma 
bandeja com abertura circular de 15cm de diâmetro. Através dessa abertura escava-se um buraco de 
aproximadamente 15 de profundidade. O solo escavado é pesado e tem-se o valor de Pt (peso total 
do solo). O volume do solo, Vt, é o volume do furo aberto no solo, com diâmetro e profundidade de 
15cm. 
 
 
Calcula-se o teor de umidade da amostra. 
 
Enche-se esse furo com areia de densidade conhecida e, sabendo-se o peso da areia necessária para 
enche-lo e a densidade da areia, calcula-se o volume ocupado pela areia que é o volume do furo. 
Com o peso do solo e o volume ocupado por ele, tem-se o peso específico. 
 Peso Específico Saturado (γsat) 
 
Quando o solo encontra-se saturado, ou seja, com todos os seus vazios preenchidos pela água. 
 
γsat = Psat / V 
 
Já o peso específico submerso representa o peso específico efetivo do solo quando submerso. Este 
índice é utilizado para cálculo das tensões efetivas no solo. 
 
γsub = γn - γw 
 
γsat = γsub - 1 
 
Peso Específico dos Sólidos ou dos Grãos 
 
É determinado dividindo-se o peso dos sólidos pelo volume ocupado por eles. A faixa de variação do 
peso específico dos sólidos encontra-se entre 26 kN/m3 (areia) e 30 kN/m3 (argilas). 
 
 
 
 
 
Peso Específico Seco 
 
É a relação entre o peso dos sólidos e o volume total do solo. A faixa de variação do peso específico 
aparente seco de um solo encontra-se entre 13 e 19 kN/m3 em geral. 
 
 
 
 
 
 
 
Densidade dos Sólidos (ρs) 
 
É a relação entre o peso específico dos grãos e o peso específico da água. 
 
 
 
De maneira geral, pode-se afirmar que, quanto mais elevada for a densidade do solo, maior será sua 
compactação e, menor sua porosidade total e, consequentemente, maiores serão as restrições para 
o crescimento do sistema radicular. 
 
 
 
 
Granulometria 
 
É a distribuição, em termos percentuais, dos diversos tamanhos de grãos que o compõem. 
Sua identificação é feita por meio da execução de ensaios laboratoriais denominados análise 
granulométrica. 
 
• Peneiramento Grosso – fração > 2,0mm; 
• Peneiramento Fino – 2,0mm > fração > 0,075mm; 
• Sedimentação – fração inferior a 0,075mm. 
 
• O peneiramento é realizado através de uma série de peneiras com abertura de malha pela 
qual o solo é peneirado; 
• O peso do material que passou em relação ao peso total é a porcentagem em cada peneira; 
• O peneiramento é limitado até a peneira de malha # 0,075mm; 
• As partículas com diâmetros menores são determinados pelo processo de sedimentação. 
• Na sedimentação o solo é colocado em uma proveta com solução dispersante e se mede a 
velocidade de queda das partículas; 
• É usado um densímetro para medir a variação de densidade do fluído com o tempo; 
• Através da Lei de Stokes calculam-se os diâmetros das partículas: 
 as partículasnum meio aquoso depositam-se com velocidades proporcionais aos seus diâmetros. 
 
 
 
 
 
Ensaio de Sedimentação: 
Do material que passa na peneira Nº 10 (2,00 mm) retira-se cerca de 70 g, no caso de solos argilosos 
ou 120 gramas, no caso de solos arenosos e siltosos; 
Coloca-se o material em um Becker, adicionando 125 cm3 da solução de hexametafosfato de sódio 
com concentração de 45,7 g do sal para 1000 cm3 de solução; 
Para não reverter em ortofosfato de sódio a solução de hexametafosfato de sódio deve ser 
tamponada com carbonato de sódio até que a mesma atinja um ph entre 8 e 9 (outros defloculantes 
podem ser usados no lugar do hexametafosfato de sódio); 
Deixa-se em repouso por 12 horas, no mínimo. Após as 12 horas, transfere-se toda a mistura para o 
copo do dispersor, removendo-se com água destilada; 
 Submete-se a mistura à ação do dispersor, por aproximadamente 15 minutos, após isso, transfere-
se o material do dispersor para uma proveta graduada e junta-se água destilada até atingir a marca 
de 1000 ml; 
Tapa-se a boca da proveta com a palma da mão e com o auxílio da outra, agita-se, durante 1 minuto, 
de tal forma que a boca da proveta passe de cima para baixo e vice-versa; 
 Imediatamente após a agitação, coloca-se a proveta sobre uma bancada, dispara-se o cronômetro e 
anota-se à hora exata do início da sedimentação; 
Mergulha-se o densímetro na proveta, fazem-se as leituras correspondentes aos tempos de 30 
segundos, 1 minuto e 2 minutos, retira-se o densímetro e mede-se a temperatura da suspensão; 
Fazem-se as leituras subsequentes de 4, 8, 15, 30 minutos e 1, 2, 4, 8 e 24 horas (anotando-se as 
temperaturas). 
 - ->Tem-se o cuidado de retirar o densímetro da proveta de água e colocar na dispersão cerca de 20 
segundos antes de cada leitura, de modo que estas sejam feitas com o densímetro estável na 
dispersão. 
 
Porcentagem do material em suspensão: 
Ensaio de Peneiramento (grosso e fino): 
 
 
Definições importantes: 
• Porcentagem passante: percentual do peso de solo que passou em cada peneira analisada 
(sempre em relação ao peso seco total da amostra de solo); 
• Porcentagem retida: percentual do peso de solo retido em uma peneira analisada (sempre 
em relação ao peso seco total da amostra de solo); 
• Porcentagem acumulada: somatório dos percentuais retidos nas peneiras superiores com o 
percentual retido na peneira em análise; 
• Diâmetro efetivo (D10): ponto característico da curva granulométrica utilizado como 
referência da finura do solo (diâmetro da partícula do solo que corresponde ao ponto de 
10% na porcentagem passante); 
• Diâmetro máximo (Dmax): Corresponde ao número da peneira da série normal na qual a 
porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5%, desde que essa porcentagem seja superior 
a 5% na peneira imediatamente abaixo. 
• Coeficiente de uniformidade (Cu): razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10%, 
tomados na curva granulométrica. Esta relação indica, na realidade, falta de uniformidade, 
pois, quanto mais uniforme o material, mais seu valor diminui: 
Cu ≤ 5 = solo uniforme 
 5 < Cu ≤ 15 = solo de uniformidade média 
 Cu > 15 = solo desuniforme 
• Coeficiente de curvatura (Cc): fornece a ideia do formato da curva permitindo detectar 
descontinuidades no conjunto. 
 
1 < Cc < 3 = solo bem graduado 
 Cc < 1 ou Cc > 3 = solo mal graduado 
 
 
 
 
 
Considera-se que um pedregulho é bem graduado quando seu coeficiente de uniformidade é 
superior a 4, e que uma areia é bem graduada quando seu coeficiente é superior a 6. Além disto, é 
necessário que o coeficiente de curvatura, CC, esteja entre 1 e 3.