Aula 1 _ Histórico e evolução da Engenharia Geotécnica

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Aula 1
Histórico e evolução de 
Engenharia Geotécnica 
e Mecânica dos Solos
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
Disciplina Mecânica dos Solos I
Curso de Engenharia Civil
Profª Karina S F Pinheiro
Mestre em Engenharia de Minas - UFCG
Esp. em Gestão de Recursos Hídricos e Meio Ambiente – UEMA
Esp. em Geotecnia de Obras de Engenharia - NAVIGARE
Índice
▪ Introdução
▪ Histórico da Engenharia Geotécnica e 
Mecânica dos Solos
▪ Relação da Mecânica dos Solos com 
outras Ciências
▪ Principais riscos no campo de uma 
construção
▪ Problemas na Engenharia Civil x 
Mecânica dos Solos
▪ Definição de Mecânica dos Solos
▪ Objetivo da Mecânica dos Solos
Introdução
➢Necessidade do homem trabalhar o solo –
Civilizações antigas
➢ Problemas com fundações e obras de terra
Introdução
▪ Os templos da Babilônia
▪ Grande Muralha da China
▪ Aquedutos e estradas do Império Romano.
Histórico
• Século XVII – primeiros trabalhos 
sobre o comportamento 
quantitativo dos solos: Vauban
(1687), dentre outros.
➢Admitem os solos 
como "massas ideais 
de fragmentos", 
atribuindo-lhes 
propriedades de 
material homogêneo e 
estudando-os mais de 
um ponto de vista 
"matemático“ do que 
"físico". 
Histórico
• Com base na ênfase e na natureza 
do estudo na área da engenharia 
geotécnica, o espaço de tempo 
entre 1700 a 1927 pode ser dividida 
em quatro períodos principais 
(SKEMPTON, 1985):
• Pré-clássico (1700 a 1776 d.C)
• Mecânica dos solos clássicas – Fase I (1776 a 1856 d.C)
• Mecânica dos solos clássica – Fase II (1856 a 1910 d.C)
• Mecânica dos solos moderna (1910 a 1927 d.C)
Histórico
Pré-clássico: Período entre 1700 a 1776 – estudos
relacionados a encostas naturais, pesos específicos
de vários tipos de solo e teorias semiempíricas de
empuxos de terra.
➢ Em 1717: Estudos da inclinação do solo por
Henri Gutier para construção de muros de
arrimos. Inclinação natural que hoje chama-se
ângulo de repouso.
Histórico
Murro de arrimo ou contenção
Ainda no período entre 1700 a 1776 :
Em 1746: François Gadroy, observou plano
de escorregamento no solo e ruptura, na
construção de um murro de arrimo, através de
ensaios em um modelo de muro com 76 mm de
altura.
Histórico
Histórico
➢ Em 1776: Coloumb, utilizando o principio de cálculo de máxima e
mínima para determinar a posição exata de uma superfície de
deslizamento no solo atrás de um muro de arrimo. Lei de atrito e
coesão para corpos sólidos. Posteriormente estudado como Resistência
ao Cisalhamento do Solo.
➢ Em 1790: Gaspar Clair incluiu a teoria de Coloumb em seu livro “
Nouvelle Architecture Hydraulique”.
➢ Entre 1520 a 1840: Claude Henri, Victor Poncelet, dentre outros
estudaram e ampliaram a teoria de Coloumb, nos estudos de arrimos
verticais e inclinados.
➢ Em 1846: Alexandre Collin estudou sobre o deslizamento de encostas
de argila, cortes e dique. Em todos os casos estudados “as rupturas
ocorreram quando a coesão mobilizada excede a coesão existente do
solo”
➢ Em 1857: William Rankine, elucidou questões relacionadas a empuxo
de terra e equilíbrio de massa de terra. Versão simplificada da teoria
de Coloumb.
Fazer I: Período entre 1776 a 1856 – grande contribuição de estudos geotécnicos vindos dos
engenheiros e cientistas da França.
Admitem os solos como 
"massas ideais de 
fragmentos", atribuindo-
lhes propriedades de 
material homogêneo e 
estudando-os mais de um 
ponto de vista 
"matemático“ do que 
"físico". 
Fase II - Período entre 1856 a 1910: realização de
muitos ensaios laboratoriais
➢ Em 1856: Henri Darcy realizou ensaios de
permeabilidade com filtros de areia. Definiu
o termo “coeficiente de permeabilidade” ou
“condutividade hidráulica” do solo.
➢ Destaque para Howard Darwin com estudo
de tombamento de paredes articuladas
contendo areia nos estados fofos e
compacto.
➢ Joseph Boussinesque, teorias sobre
distribuição de tensões sob areia carregadas
em um meio homogêneo, semi-infinito,
elástico e isotrópico.
Histórico
Fase II - Período entre 1856 a 1910: realização de
muitos ensaios laboratoriais
➢ Em 1856: Henri Darcy realizou ensaios de
permeabilidade com filtros de areia. Definiu
o termo “coeficiente de permeabilidade” ou
“condutividade hidráulica” do solo.
➢ Destaque para Howard Darwin com estudo
de tombamento de paredes articuladas
contendo areia nos estados fofos e
compacto.
➢ Joseph Boussinesque, teorias sobre
distribuição de tensões sob areia carregadas
em um meio homogêneo, semi-infinito,
elástico e isotrópico.
Histórico
Mecânica dos Solos Moderna - Período 
entre 1910 a 1927: realização de muitos 
ensaios laboratoriais
➢Albert Atemberg, explicou a consistência de solos coesivos
definindo os limites de liquidez, de plasticidade e de
contração.
➢Arthur Bell, trabalhou no projeto e na construção da
muralha litorânea de Rosyth Dockyar. Desenvolveu estudos
de relação entre a pressão lateral e a resistência da argila,
capacidade de carga de fundações rasas em argila.
➢Wolmar Fellenius, desenvolveu a análise do círculo de
deslizamento em taludes de argila saturada.
➢ Karl Terzaghi: desenvolveu a “Teoria de adensamento para
argilas” como conhecemos hoje. Publicada em 1925 no livro
Erdbaumechnik.
Histórico
Mecânica dos Solos Moderna - Período 
entre 1910 a 1927: realização de muitos 
ensaios laboratoriais
Histórico
Em 1913 – grandes acidentes preocuparam
American Society of Civil Engineers
➢ Foi formada a Comissão
Geotécnica Sueca
❑ Exprimir quantitativamente as
propriedades dos solos, estabelecendo
ainda sua classificação e dando ênfase à
importância das partículas coloidais dos
solos.
❑ Método sueco de verificação da
estabilidade de taludes
O Canal do Panamá é uma passagem para navegação de navios, criada pelos 
americanos com 77,1 quilômetros de extensão, localizado no Panamá e que liga o oceano 
Atlântico ao oceano Pacífico. Desde que foi criado o canal é uma travessia chave para o 
comércio marítimo internacional. Canal do 
Panamá em
1913
Fonte: https://www.wdl.org/pt/item/3317/
Fonte: https://www.brasil247.com/pt/247/revista_oasis/172745/Canal-do-Panamá-O-passo-das-
Américas-se-alarga.htm
CANAL DO PANAMÁ
Canal de Kiel. 
O canal de Kiel (em alemão: Nord-Ostsee-Kanal), até 
1948 conhecido como Canal Imperador Guilherme, é um 
canal artificial de 98 quilômetros de extensão situado na 
Alemanha, Bundesland (estado) de Schleswig-Holstein. 
Liga o mar do Norte, em Brunsbüttel, até o mar Báltico, 
em Kiel-Holtenau.
Histórico
Em 1.173 - A torre de Pisa iniciou sua construção. Sua estrutura pesa aproximadamente 
15.700 toneladas métricas e é suportada por uma base de 20 m de diâmetro. Inclinou antes 
para leste, o norte, o oeste e, finalmente, para sul. Pesquisas recentes mostraram que existia 
uma fraca camada de argila a uma profundidade de cerca de 11 metros abaixo da 
compressão de superfície do terreno, o que causou sua inclinação da torre. 
Histórico
Século XVIII – surgiu os termos técnicos oficiais de engenharia, o entendimento geotécnico
como se conhece hoje (SKEMPTON, 1985).
➢Durante anos, a arte da engenharia geotécnica foi baseada apenas em
experiências passadas por meio da sucessão de experimentos, sem qualquer
característica científica real. Muitas construções desmoronaram outras estão
firmes até os dias de hoje.
Século XX – devido a problemas e soluções mal sucedidas pelo “estudo clássico do solo”
inaugura-se o período atual do estudo dos solos.
➢que se caracteriza essencialmente por um desenvolvimento baseado em dados
fornecidos pela experiência e pela observação interpretada dos fenômenos,
como eles efetivamente passam na natureza.
“PERÍODO ATUAL DE ESTUDO DOS SOLOS”.
Histórico
Em1925 – publicação da obra de Karl Terzghi “Mecânica dos Solos”
➢ Estudo do comportamento dos solos: fase sólida granular e uma fase líquida
Em 1936 – obra publicada no
Primeiro “Congresso
Internacional de Mecânica dos
Solos e Fundações”, em Harvard.
"A instalação deste Congresso foi um
acontecimento de significação invulgar.
Representa o primeiro Conselho Internacional
na perpétua guerra da engenharia civil contra
as forças traiçoeiras da natureza, ocultas na
terra. Participação marcante do professor
ARTHUR CASAGRANDE.
Dentre os numerosos trabalhos publicados por Terzaghi:
• O Theoretical Soil Mechanics, que data de 1943 e, em colaboração com Ralph Peck
• O livro Soil Mechanics in Engineering Practice, publicado em 1948, atualmente em revista.
Congressos Brasileiros de Mecânica dos Solos: em Porto Alegre (1954), Recife e Campina Grande (1958), Belo Horizonte
(1966), Rio de Janeiro (1970), São Paulo (1974), Rio de Janeiro (1978), Recife (1982) e Porto Alegre (1986).
Histórico
Relação da 
Mecânica do Solo 
com outras Ciências
Requisito prévio para o projeto de qualquer obra, sobretudo se
de vulto (barragem, túnel, corte, aterro), o conhecimento da
formação geológica local, estudo das rochas, solos, minerais que
o compõem, bem como a influência da presença da água sobre
ou sob a superfície da crosta
Em se tratando de solos e rochas, a heterogeneidade é 
a regra, a homogeneidade a exceção.
Relação da Mecânica do Solos com outras Ciências
Tais estudos são, de fato, indispensáveis, para se alcançar a "boa
engenharia", isto é, aquela que garante a necessária condição de
segurança e, também, de economia.
Relação da Mecânica do Solos com outras 
Ciências
PetrografiaMineralogia
Mecânica dos 
Solos
PedologiaGeologia Estrutural
Geomorfologia
Geofísica
Hidrologia
Metereologia
Hidrogeologia
A Mecânica dos Solos é a aplicação das leis da mecânica e da hidráulica aos problemas de engenharia relacionados com os
sedimentos e outros depósitos não consolidados de partículas sólidas produzidas pela desintegração mecânica ou química das
rochas, prescindindo do fato de conterem ou não elementos constituídos por substâncias orgânicas"
Principais ricos no 
campo de uma 
construção
Um dos maiores riscos 
que se pode correr no 
campo de Engenharia 
de Construções é 
iniciar uma obra sem 
um conhecimento tão 
perfeito quanto 
possível do terreno 
(rocha ou solo) de 
fundação
Riscos principais no campo de uma construção
Riscos principais no campo de uma construção
1. Proprietário
2. Projetista
3. Construtor
4. Meio Ambiente
Ao primeiro, para que não haja desperdícios de recursos financeiros; ao segundo,
adotando adequados métodos de cálculo, com prudentes e conservadores coeficientes de
segurança; e ao terceiro, aprimorando os seus construtivos e, métodos no momento
oportuno, alertando o projetista para ocorrências não previstas nos estudos iniciais.
Ricos a vidas e ao meio ambiente. “Construção e sustentabilidade”.
Problemas na 
Engenharia Civil x 
Mecânica dos 
Solos
Problemas na Engenharia Civil x Mecânica dos Solos
Os problemas que se apresentam no projeto e execução das fundações e obras de
terra, distinguem-se em dois tipos fundamentais: os que se referem a
deformações do solo e os que consideram a ruptura de uma massa de solo.
Recalques
Tensões a qual o solo esta submetido: empuxos de terra e 
deslizamento de massas
a) Qual a fundação mais adequada: superficial ou profunda? Estaca ou tubulão? Que tipo de
estaca: de madeira. de concreto ou metálica? Pré-moldada ou moldada in loco? Com que
carga máxima admissível? Haverá recalques? Uniformes ou diferenciais? Qual o valor
tolerável para uma estrutura isostática? E se for hiperestática? Qual a ·sequência
executiva? Será necessário rebaixar o nível de água? Haverá perigo para as fundações
vizinhas?
b) Na execução de um aterro. que altura máxima ele poderá alcançar? Em que condições de
compactação e umidade? E as inclinações dos taludes? E quanto à sua proteção, qual o
recurso a usar? Qual o recalque previsto? Em que tempo ocorrerá?
c) Qual o tipo de pavimento para uma estrada ou um aeroporto? Rígido ou flexível? E as
espessuras das camadas que o compõem? E o grau de compactação a se aplicar?
Problemas na Engenharia Civil x Mecânica dos Solos
Problemas na Engenharia Civil x Mecânica dos Solos
d) Nas estruturas de sustentação ou de retenção, que tipo de obra
deve ser usado? Muros, paredes moldadas no solo ou cortinas de
estacas-pranchas? Que tipo de estaca prancha? Qual a distribuição
das pressões? Qual a ficha? E a posição da ancoragem? Com que
comprimento? Qual o sistema de fixação no extremo do tirante?
Qual o tipo de drenagem a adotar?
e) Quais as dimensões mais econômicas e seguras de uma
barragem de terra? Quais deverão ser suas características de
resistência e permeabilidade? Que perdas por infiltração poderão
ocorrer através da sua fundação e/ou do seu corpo?
O "fenômeno da Mecânica dos Solos tem que ser 
conhecido em sua totalidade geológica, física e 
técnica; neste sentido, a Geotécnica, combina uma 
Geologia, mais observada do ponto de vista físico, e 
uma Mecânica dos Solos, mais ligada aos problemas 
geológicos"
Problemas na Engenharia Civil x Mecânica dos Solos
A Geotecnia é o ramo da Engenharia que agrupa as disciplinas científicas que se ocupam
da caracterização e comportamento dos terrenos: a Geologia de Engenharia, a Mecânica
dos Solos e a Mecânica das Rochas.
Neste contexto, e procurando diferenciar o âmbito de atuação de cada uma delas,
competirá, segundo Oliveira (1986):
• à Geologia de Engenharia explicar a gênese dos terrenos, fazer a sua descrição
qualitativa e a sua caracterização quantitativa (tanto quanto possível), tendo em conta
os problemas de engenharia a resolver e os impactes ambientais por eles criados.
• à Mecânica dos Solos e à Mecânica das Rochas as tarefas de análise da estabilidade
dos terrenos (respectivamente, terrosos para a primeira e rochosos para a segunda) e o
projeto de estruturas que impeçam a sua instabilização ou garantam a sua estabilidade
face às solicitações previsíveis.
Objetivo:
O objetivo da Mecânica dos Solos é substituir, 
por métodos científicos, os métodos
empíricos de projeto, aplicados, no passado, na 
engenharia de fundações e obras de terra.
Mecânica dos Solos depende de todas as ciências básicas da
engenharia civil e vincula-se, diretamente com a Mecânica
dos Fluidos, a Reologia e a Resistência dos Materiais.
Curiosidades!
Simpósio 
GEONE 2019
Bibliografia!
Softwares!
http://www.suportesolos.com.br/blog/determinao-do-teor-de-umidade-ensaios-geotcnicos/65/
http://www.civilnet.com.br/ENGCIVIL-MECANICA-DOS-SOLOS.html
http://uberupload.online/pt/download/craig_mec_nica_dos_solos.zip
https://www.youtube.com/watch?v=n_OUu3YN7DE
Sites interessantes
O engenheiro deve ter sempre presente que está tratando com material
(o TERRENO) extremamente complexo, que varia de lugar para lugar e
que, em geral, não pode ser observado em sua totalidade, mas, tão-
somente, através de amostras (ainda assim susceptíveis a alterações
quando de sua extração do maciço) ou de ensaio in loco. Mais ainda, o
seu comportamento é função das pressões com que é solicitado, bem
como depende do tempo e do meio físico, não possuindo uma definida
relação tensão-deformação (CAPUTO, 1996).
Deus ajuda a quem se ajuda!
Como? Estude.
OBRIGADA!
Karina S. F. Pinheiro 98- 999911905
karinapinheiro@professor.uema.br
karina17.uema@gmail.com
ENGENHARIA CIIVIL
UEMA
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