O documento discute análise granulométrica de solos, incluindo dimensão de partículas, tipos de solos, argilominerais, forma de partículas e métodos de análise granulométrica como peneiramento e sedimentação.

1. Mecânica dos solos 1
Profª Desireé Alves
Engenharia Civil – UFERSA
Análise Granulométrica

2. Conteúdo
1. Dimensão das partículas
2. Tipos de solos
3. Argilominerais
4. Forma das partículas
Análise Granulométrica
5. Ensaio de granulometria conjunta
6. Curva granulométrica
7. Referências

3. Dimensão das Partículas
• Solos de granulação grossa (solos cuja maior porcentagem esteja
constituída de partículas visíveis a olho nu (φ > 0,074 mm))
• São subdivididos em pedregulhos e areias
• Solos de granulação fina (φ < 0,074 mm)
• São subdivididos em siltes e argilas.
• A afinidade pela água é uma característica marcante, e irá influenciar
sobremaneira o seu comportamento.

4. Dimensão das Partículas
NBR 6502/1995

5. Tipos de Solos
• Solos de granulação grossa (φ > 0,074 mm)
• PEDREGULHOS - Os pedregulhos são acumulações incoerentes de
fragmentos de rocha, com dimensões maiores que 2 mm (escala
MIT). Normalmente, são encontrados em grandes extensões, nas
margens dos rios e em depressões preenchidas pôr materiais
transportados pelos rios.
• AREIAS - Tem origem semelhante à dos pedregulhos, entretanto, as
suas dimensões variam entre 2 mm e 0,06 mm. As areias são ásperas
ao tacto, e, estando isentas de finos, não se contraem ao secar, não
apresentam plasticidade e comprimem-se, quase instantaneamente,
ao serem carregadas.

6. Tipos de Solos
• Solos de granulação fina (φ < 0,074 mm)
• SILTES - Os siltes são solos de granulação fina que apresentam pouca
ou nenhuma plasticidade. Um torrão de silte seco ao ar pode ser
desfeito com bastante facilidade.
• ARGILAS - São solos de granulação muito fina que apresentam
características mercantes de plasticidade e elevada resistência, quando
secas. Constituem a fração mais ativa dos solos. As argilas, quando
secas e desagregadas, dão uma sensação de farinha, ao tacto, e,
quando úmidas, são lisas.

7. Argilominerais

8. Argilominerais
Argilomineral: silicatos complexos de alumínio formado por
duas unidades básicas:

9. Argilominerais
Argilomineral: silicatos complexos de alumínio formado por
duas unidades básicas:

10. Argilominerais

11. Argilominerais

12. - Montmorilonita:
Argilominerais

13. Argilominerais

14. Argilominerais

15. Argilominerais

16. Argilominerais

17. Argilominerais
Propriedades plásticas
das argilas.

18. Argilominerais

19. • Comportamento dos solos argilosos perante a água:
Argilominerais

20. Forma das Partículas
O mineral constituinte da partícula determina a sua forma:
• Os solos de granulação grossa (φ > 0,074 mm)
• Forma das partículas: Apresentam-se compostos de partículas
normalmente equidimensionais, podendo ser esféricas (solos
transportados) ou angulares (solos residuais).
• Solos de granulação fina (φ < 0,074 mm)
• Forma das partículas: Lamelar, as duas dimensões são
incomparavelmente maiores que a terceira. Aparece, às vezes, a forma
acicular, em que uma das dimensões prevalece sobre as outras duas.

21. Forma das Partículas

22. Angulares/Sub- angulares
Volumosas perto de suas origens)
Arredondadas/Sub-arredondadas
- Laminares
- Fibrilares
Forma das Partículas

23. Angulares/Sub-angulares
- Volumosas
Arredondadas/Sub-arredondadas (areias levadas
pelo vento e água por uma grande distância)
- Laminares
- Fibrilares
Forma das Partículas

24. Forma das Partículas

25. Angulares/Sub-angulares
- Volumosas
Arredondadas/Sub-arredondadas
- Laminares: Possui esfericidade pequena. Argilominerais.
- Fibrilares
Forma das Partículas

26. Angulares/Sub-angulares
- Volumosas
Arredondadas/Sub-arredondadas
- Laminares:
- Fibrilares: Depósitos de coral.
Forma das Partículas

27. Forma das Partículas

28. Análise Granulométrica
• Introdução: Todos os solos, em sua fase sólida, contêm partículas de
diferentes tamanhos em proporções as mais variadas. A
determinação do tamanho das partículas e suas respectivas
porcentagens de ocorrência permitem obter a função distribuição de
partículas do solo e que é denominada distribuição granulométrica.
Definição: Análise da distribuição
das dimensões dos grãos de um
solo; É a percentagem em peso
que cada faixa especificada de
tamanho de grãos, representa na
massa seca total utilizada para o
ensaio.

29. Análise Granulométrica
• O ensaio de análise granulométrica do solo está normalizado pela
ABNT/NBR 7181/82;
• A distribuição granulométrica dos materiais granulares, areias e
pedregulhos, será obtida pelo processo de peneiramento de uma
amostra de solo;
• Para siltes e argilas se utiliza o processo de sedimentação;
• Para solos, que tem partículas tanto na fração grossa quanto na
fração fina se torna necessário à análise granulométrica conjunta.

30. Análise Granulométrica

31. Curva granulométrica
• Fornece a distribuição das partículas do solo.
• Relação entre a % que passa de material em peneiras selecionadas
e o diâmetro da partícula.

32. Análise Granulométrica
• SEDIMENTAÇÃO
•PENEIRAMENTO

33. ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO
DO SOLO
Procedimentos para a realização dos ensaios de caracterização de
solos de uma região e posterior produção de relatório para a
Unidade 1.
Ensaio 1: Análise Granulométrica

34. 1 – Coleta da Amostra
• Localização da amostra:
• Especificar o local a ser estudado e o objetivo do estudo.

35. NBR 6457 – Amostras para ensaios de caracterização
• Amostras Representativas Deformadas(ou Amolgadas)
Essa amostra se presta aos ensaios que não exigem a preservação da
estrutura, mas que exigem a preservação da textura e constituição
mineral, como por exemplo:
• na identificação tátil-visual,
• nos ensaios de classificação (granulometria, umidade, massa
específica dos sólidos, limites de consistência, índices de vazios inicial,
mínimo e máximo, entre outros),
• no ensaio de compactação,
• na preparação de corpos de prova para ensaios de permeabilidade,
compressibilidade e resistência ao cisalhamento.
1 – Coleta da Amostra

36. NBR 6457 – Amostras para ensaios de caracterização
• Amostras Representativas Deformada (ou Amolgada)
• Cuidados a serem tomados:
Toda e qualquer matéria, orgânica ou não,
estranha ao solo deverá ser excluída da
amostra. Se esta operação for difícil de ser
realizada no campo deve-se informar sobre
a existência dessa matéria, para que no
laboratório sejam tomadas as providências
necessárias.
1 – Coleta da Amostra

37. 2 - Preparação da amostra
NBR 6457 – Amostras para ensaios de caracterização
• 1) Secar a amostra ao ar, até próximo da umidade higroscópica;
• 2) Destorroar e Homogeneizar: Desmanchar os torrões,
evitando-se quebra dos grãos, e homogeneizar
a amostra;
• 3) Quartear: Com o auxílio do
repartidor de amostra, ou pelo
quarteamento, reduzir a
quantidade de material até se
obter uma amostra
representativa em quantidade
suficiente para a realização dos
ensaios requeridos.

38. • Tomar uma fração da amostra e passar
na peneira de 76 mm, desprezando-se
o material eventualmente retido.
• Do material passante tomar uma
quantidade, função da dimensão
estimada dos grãos maiores, conforme
indicado na Tabela 3.
2 - Preparação da amostra

39. PENEIRAMENTO
→ Para solos com partículas de diâmetros maiores
que 0,075mm (#200). Utiliza-se uma série de
peneiras de abertura de malhas conhecidas,
determinando-se a percentagem em peso retida ou
passante em cada peneira. Este processo divide-se
em peneiramento grosso, partículas maiores que 2
mm (#10) e peneiramento fino, partículas menores
que 2mm.

40. Ensaio de granulometria conjunta
Amostra
#10 (2mm)
Material Passante
#200 (0,075mm)
Peneiramento Fino
Material Retido
Sedimentação
Material Passante
Peneiramento
Grosso
Material Retido

41. Peneiramento
• Separação do material para o peneiramento grosso e
peneiramento fino.
• a) Passar o material preparado previamente na peneira #10 (2
mm);
• b) Com o material retido na peneira (#10) é feito o
peneiramento grosso, pois é destinado às partículas maiores
que 2 mm (#10).
• Do que passar, é retirada a quantidade necessária para:
 o peneiramento fino, pois é destinado às partículas menores
que 2mm (#10) - (120 g)
 o ensaio de sedimentação, e
 a determinação do peso específico dos grãos.

42. 3 – Peneiramento Grosso
c) Lavar a parte retida na peneira #10 (2 mm)
e secar em estufa, até constância de massa;
Obs.: Não se pode colocar o material na
estufa juntamente com as peneiras,
podendo inutilizá-las, porque o aumento de
temperatura poderá dilatar e,
posteriormente, retrair o material das
peneiras, alterando as dimensões das
aberturas de sua malha.

43. O pó ainda presente deve ser pouco, caso haja a presença de muito
material fino, será observada uma dificuldade de se atingir o término
da lavagem do material, que seria o momento em que a água residual
sairia límpida. Isso pode acontecer se o destorroamento for insuficiente
e a saída de muita água suja seria devido à água ter desmanchado os
torrões de solo fino que ficaram retidos na peneira, mas deveriam fazer
parte da Massa Passante nessa e nas demais peneiras de aberturas
maiores.
3 – Peneiramento Grosso
Obs.: Este procedimento leva a resultados
mais corretos do que fazer o peneiramento
direto, da amostra seca ao ar. Pois, através
dele, é retirado o pó aderido às partículas
(caso não fosse retirado iria influenciar no
peso posteriormente obtido na amostra,
perdendo precisão nos resultados).

44. 3 – Peneiramento Grosso
• d) Pesar o material retido na peneira #10 (2 mm) que foi seco
em estufa;
• e) As peneiras 50; 38; 25; 19; 9,5; 4,8 e 2 mm (#10) são
colocadas umas sobre as outras com as aberturas das malhas
crescendo de baixo pra cima.
• Obs.: Deve ser colocado o fundo em baixo da peneira de menor
abertura para recolher os grãos que talvez passarão nela e uma
tampa na peneira de maior abertura, para que se evite a perda
de partículas no início do processo de vibração;
Número 2” 1 1/2 ” 1” 3/4 ” 3/8 ” 4 10
Abertura da Malha 50 38 25 19 9,5 4,8 2

45. 3 – Peneiramento Grosso
• f) O material seco e pesado é colocado na peneira de maior
abertura da série.
• g) O conjunto de peneiras é agitado a fim de produzir um
movimento vertical e horizontal simultaneamente, de
preferência por mesa vibratória e permanecerá pelo tempo
necessário à separação das frações;
• h) Anotam-se os pesos retidos em cada peneira.

46. Ensaio de granulometria conjunta

47. 4 – Peneiramento Fino
 Quando o solo possui uma porcentagem grande de finos,
porém não interessa a sua distribuição granulométrica:
i) Pesa-se o solo passante na peneira #10 (2 mm).
j) Calcula-se a razão entre o peso total passante na #10 (2 mm)
e 120 g (R).
l) Para o solo passante da peneira #10 (2 mm):

48. 4 – Peneiramento Fino
1° Opção - Peneira-se todo o solo passante da peneira #10 (2 mm) na
peneira #200 (0,075 mm), pesa-se o solo passante nesta peneira e
anota-se a massa obtida.
2° Opção - Peneira-se 120g do solo que passou da peneira #10 (2 mm)
na peneira #200 (0,075 mm), pesa-se o solo passante nesta peneira,
anota-se a massa obtida e multiplica essa massa passante por R.
Obs 1.: A primeira opção, embora de execução mais trabalhosa,é a mais
indicada.
Obs 2.: Se não for realizar o processo de sedimentação, é importante
pelo menos ter conhecimento da quantidade e porcentagem de finos na
amostra de solo, para o seu reconhecimento e classificação.

49. 4 – Peneiramento Fino
 Para solo retido na peneira #200 (0,075 mm):
m) lava-se o solo retido na peneira #200 (0,075 mm) e coloca o
material em estufa;
n) Juntam-se e empilham-se as peneiras de aberturas 1,2; 0,6; 0,42;
0,25; 0,15 e 0,075 mm (#200), coloca-se o material seco no conjunto
como descrito para o caso de peneiramento grosso e agita-se o
conjunto manual ou mecanicamente;
o) Anotam-se os pesos retidos em cada peneira.
Número 16 30 40 60 100 200
Abertura da Malha 1,2 0,6 0,42 0,25 0,15 0,075

50. 5 – Cálculo da Composição Granulométrica
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO- NBR 7181
CLIENTE: ENSAIO:
LOCAL: DATA:
AMOSTRA Massa total do solo para o ensaio (g) (Mt)
No.: 1 Solo: Massa do solo seco (g) (Ms)
Prof. (m): superficial γs(g/cm3) Massa total da amostra p/ peneiram. fino (g) (Mh)
PENEIRAMENTO
Peneiras Massa Retida Massa Ret. Massa Ret. Ac. % R % Rac % P
# mm Pesada MRP(g) Calculada MRC (g) MRac (g) retida ret. acum. passa
50 MRP1 MRC1= MRP1 MRA1 = MRC1 MRC1/MRP14 MRA1/MRP14
100 -
MRA1/MRP14
38 MRP2 MRC 2 = MRP2 MRP2 = MRA1+ MRC2
25 MRP3 MRC 3 = MRP3 MRP3 = MRA2+ MRC3
19 MRP4 MRC 4 = MRP4 MRP4 = MRA3+ MRC4
9,5 MRP5 MRC 5 = MRP 5 MRP5 = MRA4+MRC5
4 4,8 MRP6 MRC 6 = MRP 6 MRP6 = MRA5+ MRC6
10 2 MRP7 MRC 7 = MRP 7 MRP7 = MRA6+ MRC7
16 1,2 MRP8 MRC 8 = (MRP x R) 8 MRP8 = MRA7+ MRC8
30 0,6 MRP9 MRC 9 = (MRP x R) 9 MRP9 = MRA8+ MRC9
40 0,42 MRP10 MRC 10 = (MRP x R) 10 MRP10 = MRA9+ MRC10
60 0,25 MRP11 MRC 11 = (MRP x R) 11 MRP11 = MRA10+ MRC11
100 0,15 MRP12 MRC 12 = (MRP x R) 12 MRP12 = MRA11+ MRC12
200 0,075 MRP13 MRC 13 = (MRP x R) 13 MRP13 = MRA12+ MRC13
Fundo MRP14 MRC 14 = (MRP x R) 14 MRP14 = MRA13+ MRC14

51. SEDIMENTAÇÃO
→ Para os solos finos, siltes e argilas, com partículas menores
que 0,075mm (#200), o cálculo dos diâmetros equivalentes será
feito a partir dos resultados obtidos durante a sedimentação de
certa quantidade de sólidos em um meio líquido.

52. • Partículas decantam com velocidades diferentes (depende da forma,
tamanho, peso, viscosidade da água);
• → A velocidade pode ser expressa pela Lei de Stokes:
Onde: ρs = Massa esp. dos sólidos; ρw = Massa esp. da água;
υ = Velocidade;
μ = Viscosidade da água; D = Diâmetro das partículas do solo.
²
18
D
w
s








6 - Sedimentação

53. → A Lei de Stokes:
• A velocidade de queda de uma partícula esférica, de peso específico
conhecido, em um meio líquido rapidamente atinge um valor constante
que é proporcional ao quadrado do diâmetro da partícula.
• O estabelecimento da função, velocidade de queda - diâmetro de
partícula, se faz a partir do equilíbrio das forças atuantes (força peso) e
resistentes (resistência viscosa) sobre a esfera, resultando:
²
18
D
w
s








6 - Sedimentação

54. 6 - Sedimentação

55. → As densidades e profundidades são medidos por um densímetro;
6 - Sedimentação

56. • Leituras – 30s, 1min, 2min, 4min, 8min,
15min, 30min, 1h, 2h, 4h, 8h, 24h.
6 - Sedimentação

57. → Os densímetros são projetados para fornecer a quantidade
de solo, em gramas, que ainda está em suspensão;
(min)
)
(
)
1
(
30
)
(
t
cm
L
mm
D
s






6 - Sedimentação

58. 6 - Sedimentação
• Solo (% passando na # 200 ≥ 5%)
• Do material passado na peneira 2 mm separar para o peneiro fino e
a sedimentação:
• Amostra – 120g (areia) ou 70g (Argila ou Silte), anotar essa massa
como Mh;
• 3 amostras de 100g para determinação da umidade higroscópica (h);
• Transferir o material para um Béquer de 250 cm³ e juntar, com auxílio
de proveta, com o defloculante, 125 cm³ de solução de
hexametafosfato de sódio com a concentração de 45,7 g do sal por
1000 cm³ de solução.

59. • Agitar o Béquer até que todo
o material fique imerso.
• (Usa-se defloculantes
(hexametafosfato de sódio)
para separar as partículas
agregadas ou floculadas.)
• Deixa-se a amostra imersa
em água de 6 a 24h (mínimo
de 12 hs).
6 - Sedimentação

60. • Verter, a mistura no Copo dispersor,
removendo-se com água destilada,
com auxílio de bisnaga, o material
aderido ao béquer;
• Adicionar água destilada até que seu
nível fique 5 cm abaixo das bordas do
copo e submeter à ação do aparelho
dispersor por 15 minutos.
6 - Sedimentação

61. • Transferir a dispersão para a proveta
graduada e remover com água
destilada, com auxílio de bisnaga,
todo o material aderido ao copo.
• Completar a solução com água até
atingir o traço correspondente a
1000 cm³;
• Colocar a proveta no tanque para
banho ou em local com temperatura
aproximadamente constante;
6 - Sedimentação

62. • Agitar constantemente com baqueta de vidro, para manter as partículas
em suspensão;
• Quando a temperatura atingir o equilíbrio, executar movimentos
enérgicos de rotação durante 1 minuto;
• Colocar a proveta sobre uma mesa, anotar a hora exata do início da
sedimentação e mergulhar cuidadosamente o densímetro;
6 - Sedimentação

63. • Realizar leituras do densímetro nos tempos
de sedimentação de 0,5, 1 e 2 minutos;
• Retirar lenta e cuidadosamente o
densímetro da dispersão;
• Recomenda-se repetir as 3 primeiras
leituras, para isso deve-se agitar novamente
a proveta como descrito anteriormente;
• Se o ensaio não estiver sendo realizado em
local de temperatura constante, colocar a
proveta no banho onde permanecerá até a
última leitura;
6 - Sedimentação

64. 6 - Sedimentação

65. • Realizar leituras do densímetro nos tempos de sedimentação de 4,
8, 15 e 30 minutos e 1, 2, 4, 8 e 24 horas;
• Realizada a última leitura do densímetro, verter o material da
proveta na peneira de 0,075mm, proceder à remoção com água de
todo o material que tenha aderido às suas paredes e efetuar a
lavagem do material na peneira mencionada, empregando-se água
potável à baixa pressão;
• Secar o material em estufa para a realização do peneiramento fino.
6 - Sedimentação

66. • Ensaio de Granulometria Conjunta (NBR 7181/84)
→ É plotado em um gráfico, a porcentagem de material que
passa, na ordenada, e o tamanho das partículas(mm), na
abscissa, dando origem à CURVA DE DISTRIBUIÇÃO
GRANULOMÉTRICA.
7 - Curva granulométrica

67. 7 - Curva granulométrica

68. 7 - Curva granulométrica

69. 7 - Curva granulométrica

70. • Exercício: Determine as % de argila, silte, areia e pedregulho
dos solos 1 e 2 abaixo:
7 - Curva granulométrica

71. • Exercício: Determine as % de argila, silte, areia e pedregulho dos solos 1 e 2
abaixo:
Curva de distribuição granulométrica:

72. • Tipos de graduação granulométrica
- Densa (bem graduada)
- Uniforme (mal graduado)
- Com degrau (mal graduado)
- Aberta
7 - Curva granulométrica

73. • Tipos de graduação granulométrica
7 - Curva granulométrica

74. 7 - Curva granulométrica

75. • Coeficiente de não-
uniformidade (CNU ou Cu):
Onde:
D10 = diâmetro efetivo.
Diâmetro das partículas
correspondentes a 10% mais
fino.
D60 = Diâmetro
correspondente a 60% mais
fino.
- CNU ≥ 4: Solo bem graduado
para pedregulhos;
- CNU ≤ 4: Solo uniforme para
pedregulhos;
- CNU ≤ 6: Solo uniforme para
areias;
- CNU ≥ 6: Solo bem graduado
para areias.
10
60
D
D
CNU 
7 - Curva granulométrica

76. 7 - Curva granulométrica

77. • Coeficiente de segregação(So):
25
75
D
D
So 
7 - Curva granulométrica

78. • Exemplos:
7 - Curva granulométrica

79. PINTO, C. S. (2002). Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16
Aulas. Oficina de Textos.
DAS, B. M. (2006). Fundamentos de Engenharia Geotécnica.
6ªed. Editora Thomson.
BUENO, B. S.; VILAR, O. M. Mecânica dos Solos. Vol. 1.
Departamento de Geotecnia. Escola de Engenharia de São
Carlos. Universidade de São Paulo. Viçosa. São Carlos. 1979.
.
Referências

80. SILVA, L. F. P. . Análise Granulométrica. Notas de Aula. DEC/UFRN.
COSTA, Y. D. J. Análise Granulométrica. Notas de Aula. DEC/UFRN.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo–Amostras
de solo – Preparação para ensaio de compactação e ensaios de
caracterização. NBR 6457/1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo–Análise
granulométrica. NBR 7181/1984.
Referências