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Permeabilidade do solo

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2014.1
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
NOTA DE AULA DE MECÂNICA DOS 
SOLOS – PERMEABILIDADE
ISABELLY CÍCERA DIAS VASCONCELOS
isabelly.vasconcelos@unipe.br
1
SUMÁRIO
2
INTRODUÇÃO ... 03
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA 
PERMEABILIDADE ... 04
COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE ... 05
FATORES QUE INFLUEM NA PERMEABILIDADE ... 07
PERMEABILIDADE EM TERRENOS 
ESTRATIFICADOS ... 09
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE ... 11
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 15
INTRODUÇÃO
Com muita frequência, a água ocupa a maior
parte ou a totalidade dos vazios do solo.
3
A permeabilidade é a propriedade que o solo
apresenta de permitir o escoamento da água
através dele, sendo seu grau de permeabilidade
expresso numericamente pelo “coeficiente de
permeabilidade”.
Submetida a diferença de potenciais, a água se
desloca no seu interior.
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA PERMEABILIDADE
O conhecimento da permeabilidade de um solo é
de grande importância em diversos problemas
práticos de engenharia:
• No cálculo das vazões, através da estimativa da
quantidade de água que se infiltra numa
escavação;
• Na análise de recalques, porque,
frequentemente, recalque está relacionado com
diminuição de índice de vazios, que ocorre pela
expulsão de água destes vazios; e
• Nos estudos de estabilidade.
4
COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
Experimentalmente, Darcy, em 1850, verificou
como os diversos fatores geométricos,
influenciavam a vazão da água, expressando a
equação que ficou conhecida pelo seu nome:
Gradiente hidráulico (i)
A
l
h
kQ 
Sendo:
Q = vazão
k = uma constante
para cada solo, que
recebe o nome de
coeficiente de
permeabilidade
h = diferença entre
os níveis de água
l = espessura da
camada de solo
A = área do
permeâmetro
5
COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
AikQ 
ik
A
Q

ikvp 
6
A
l
h
kQ 
Gradiente hidráulico (i)
FATORES QUE INFLUEM NA PERMEABILIDADE
O coeficiente de permeabilidade varia para
diferentes solos e, para um mesmo solo,
dependendo essencialmente do índice de vazios
e da temperatura.
• Índice de vazios: quanto mais fofo o solo, mais
permeável ele é.
Maior índice de vazios (e) Maior o
coeficiente de permeabilidade (k)
7
• Temperatura: Quanto maior for a temperatura,
menor a viscosidade da água e, portanto, mais
facilmente ela escoa pelos vazios do solo com
correspondente aumento do coeficiente de
permeabilidade .
Logo, k é inversamente proporcional à
viscosidade da água e diretamente proporcional
à temperatura.
FATORES QUE INFLUEM NA PERMEABILIDADE
Conhecido o k para um certo tipo de solo, pode-
se calcular o k para o outro solo pela
proporcionalidade da equação apresentada
(mais utilizada para areias):
2
3
2
1
3
1
2
1
1
1
e
e
e
e
k
k



Sendo:
k1 = coeficiente de permeabilidade do
solo 1
k2 = coeficiente de permeabilidade do
solo 2
e1 = índice de vazios do solo 1
e1 = índice de vazios do solo 2
8
PERMEABILIDADE EM TERRENOS ESTRATIFICADOS
Em virtude da estratificação do solo, os valores
de k são diferentes nas direções horizontal e
vertical.
9
Chamando-se de k1, k2, k3, ... os coeficientes de
permeabilidade das diferentes camadas e de e1,
e2, e3, ... respectivamente as suas espessuras,
deduzamos as fórmulas dos valores médios de k
nas direções paralela e perpendicular aos planos
de estratificação.
PERMEABILIDADE EM TERRENOS ESTRATIFICADOS
a) Permeabilidade paralela à estratificação
Na direção horizontal, todos os estratos têm o
mesmo gradiente hidráulico (i).

 

i
ii
h
e
ek
k
b) Permeabilidade perpendicular à estratificação
Na direção vertical, sendo contínuo o
escoamento, a velocidade v é constante.



i
i
i
v
k
e
e
k
Sendo:
ki = coeficiente de permeabilidade do solo
ei = espessura da camada do solo
10
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
Para a determinação do coeficiente de
permeabilidade dos solos, são empregados os
seguintes procedimentos:
a) Permeâmetro de carga constante
b) Permeâmetro de carga variável
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a) Permeâmetro de carga constante
Mantida a carga h, durante um certo tempo, a
água percolada é colhida e seu volume é
mantido.
L
h
Pedra porosa
Amostra de solo
Pedra porosa
h = constante
12
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
É a representação da experiência de Darcy.
ik
A
Q

Lei de Darcy
iA
Q
k


13
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
b) Permeâmetro de carga variável
Quando o coeficiente de permeabilidade é
muito baixo, a determinação pelo permeâmetro
de carga constante é pouco precisa.
Emprega-se, então, o de carga variável, como
mostrado no esquema a seguir:
14
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
b) Permeâmetro de carga variável
h
h2
h1
Pedra 
porosa
Pedra 
porosa
Amostra de 
solo
Anota-se o
tempo
necessário
para o nível
d`água
percolar do
tubo de área
a de h1 para
h2.









2
1log.
.
.
.3,2
h
h
tA
La
k
Sendo:
a = área do tubo
L = espessura da camada de solo
A = área do permeâmetro
h = diferença entre os níveis de água
t = tempo que a água sai do nível h1 para h2
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Caputo, H. P. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações,
Vol. 1, 2 e 3. Livros Técnicos Científicos. Editora S. A.
Craig, R.F. (1974) – Mecânica dos Solos, Editora LTC.
Das, B.M. (2011) – Fundamentos de Engenharia
Geotécnica. Editora Thompson.
Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969) Soil Mechanics.
John Wiley & Sons, Inc.
Pinto, C.S. (2006) – Curso Básico de Mecânica dos
Solos. Editora Oficina.
Vargas, M.(1977) – Introdução à Mecânica dos Solos.
MacGraw Hill.
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