Percolação dágua em maciços - Mecânica dos Solos e das Rochas

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PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM MACIÇOS NATURAIS E ANTRÓPICOS
PERCOLAÇÃO D´ÁGUA SUPERFICIAL FLUXO D´ÁGUA SUBTERRÂNEO
Perfil de alteração proposto por Deere e Patton (1971)
PERCOLAÇÃO D´ÁGUA EM MACIÇOS NATURAIS
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM MACIÇOS ROCHOSOS
https://www.bing.com/images/search?q=Padr%c3%b5es+de+fluxo+d%c2%b4%c3%a1gua+em+fraturas+do+maci%c3%a7o+rochoso&form=HDRS
C2&first=1&scenario=ImageBasicHover
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM MACIÇOS ROCHOSOS
https://www.bing.com/images/search?q=Padr%c3%b5es+de+fluxo+d%c2%b4%c3%a1gua+em+fraturas+do+maci%c3%a7o+rochoso&form=HDRSC2&first=1&scenario=ImageBasicHover
Bear (1972) Volume Elementar
Representativo (VER)
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM MACIÇOS ROCHOSOS FRATURADOS SÃOS
Atuação, com propriedades hidráulicas
diferenciadas, da matriz porosa e da
rede de fraturas condutoras.
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM MACIÇOS ROCHOSOS FRATURADOS E ALTERADOS
Estimativas feitas a partir de testes de
campo, ensaios de laboratório,
analiticamente ou inferidos
estatisticamente
Importância das sondagens rotativas
e dos testes em poços para a
razoável estimativa da conectividade
das fraturas em uma região.
Início da importância no manejo na agricultura, com vistas a irrigação, dimensionamento de
drenagem, áreas de escoamento superficial, construção de terraços de armazenamento e
bacias de acumulação. Varia-se a densidade do solo, compactado pela passagem de
máquinas ou descompactado pela aragem.
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM MACIÇOS HETEROGÊNEOS COM SOLO RESIDUAL
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM SOLOS TRANSPORTADOS “HETEROGÊNEOS”
Nos tálus há cavidades em
virtude da remoção (por
piping) dos grãos mais finos
adjacentes a estas peças
maiores.
Os colúvios em geral apresentam permeabilidade
superior a dos solos residuais Ensaios in situ e em
laboratório exibem valores muito variáveis, entre 10-
4 a 10-7 m/s.
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM SOLOS TRANSPORTADOS “HOMOGÊNEOS”
Palácio de las Bellas Artes, na cidade do México.
Recalque diferencial de 2m entre a estrutura e a rua1.
PERCOLAÇÃO D ÁGUA EM SOLOS TRANSPORTADOS “HOMOGÊNEOS”
AREIA MOVEDIÇA
peso específico submerso do solo
zywA + LytA = (h + z + L) yw A
zyw + L (y´ + yw) = hyw + zyw + Lyw
Ly´ + Lyw = hyw + Lyw
Ly´ = hyw
y´ h
----- = -----
yw L
ADENSAMENTO
FLUXO D´ÁGUA SUBTERRÂNEO EM SOLOS
Fluxo d´água subterrânea - três conceitos básicos:
permeabilidade dos solos (lei de Darcy),
conservação da energia (Bernoulli),
e conservação da massa.
Formulação simplificada: solos saturados,
homogêneos e isotrópicos
LEI DE DARCY
*** VÁLIDO PARA MEIO POROSO SATURADO!!
Q = vazão de água através da amostra (cm3/s)
H1 = altura da coluna d’água ligada ao topo da 
amostra (cm) 
H2 = altura da coluna d’água ligada à base da 
amostra (cm)
L = comprimento da amostra (cm)
A = área transversal da amostra (cm2)
K = constante de proporcionalidade/coeficiente de 
permeabilidade/condutividade hidráulica (cm/s)
FLUXO D´ÁGUA SUBTERRÂNEO EM SOLOS saturados, homogêneos e isotrópicos
Teorema de Bernoulli (Conservação
de Energia)
h = carga total (m); 
he = carga de elevação (m); 
hv = carga de velocidade (m); 
hp = carga de pressão (m); 
γ= peso específico do fluido (kN/m3 ou 
gf/cm3)
FLUXO D´ÁGUA SUBTERRÂNEO EM SOLOS
saturados, homogêneos e isotrópicos
gradiente hidráulico (i)
Redes de fluxo:
solução gráfica (retículo ortogonal)para melhor entendimento e visualização do
fluxo bidimensional da água.
Linhas de fluxo: trajetória das partículas de
água.
LINHAS EQUIPOTENCIAIS: LINHAS NAS QUAIS
A CARGA HIDRÁULICA É CONSTANTE.
*** se for colocado um piezômetro em qualquer ponto 
de uma dada linha equipotencial, a coluna de água 
no piezômetro subirá sempre até o mesmo nível.
74600
00
74580
00
06790
00
06820
00
Set I Set II Alivio
Atitude
NW/SE - 80º 
NE
NE/SW - 80º NW
Sub-horizontal / paralela à 
superfície do terreno
Abertura 1 - 10 cm 0,2 a 5 cm 0,3 – 8 cm
Espaçamento 0,3 – 1,6 m 0,3 – 3,0 m 0.2 -1.5m
Persistência 0,01 - > 1m 0,2 - > 1 m 0.1- >1m
Preenchiment
o
Areno-argiloso 
/ Ausente
Areno-argiloso / 
Ausente
Solo residual / Fragmentos de 
rocha ou Ausente
Rugosidade
Ondulada lisa a 
polida
Ondulada lisa a 
polida
Recortada variando de rugosa a 
lisa
km48 2005
 
Língua 
Gota 
282.49
0
20062005
Guelph permeameter: saturated k, in the
mature soil, depth of 0.40m, near the
contact with the saprolitic some, two
orders of magnitude <<< saprolitic soil.
2006
2008 REBOUÇAS
Ensaios de campo e de laboratório
Sondagens rotativas
Sondagens a percussão
Ensaios de campo e de laboratório
resultado dos ensaios de permeabilidade e umidade gravimétrica 
Localização Solo ksat (cm/s) W (%)
Prainha I Horizonte A 5.34 E-3 14.06
Prainha I
Solo Residual 
Maduro
2.57 E-3 18.39
Prainha II Horizonte A 1.84 E-3 17.21
Prainha II
Solo Residual 
Jovem
7.37 E-5 14.01
Condomínio I
Solo Residual 
Jovem
9.73 E-4 21.04
ensaios in situ para a determinação da
permeabilidade saturada dos solos
Permeâmetro de Guelph (Soilmoisture Equipment
Corp.). desenvolvido e aperfeiçoado por Reynolds &
Elrick (1983, 1985) University of Guelph, no Canadá.
Avaliação da permeabilidade de um solo 
correlações empíricas