Permeabilidade e Fluxo de Água no Solo

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Permeabilidade e fluxo 
de água no solo
PROFª . : TAHYARA BARBALHO FONTOURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
CONTEÚDO
• INTRODUÇÃO;
• PERMEABILIDADE DOS SOLOS;
• DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE;
• VALORES TÍPICOS DE PERMEABILIDADE;
• FATORES DE INFLUÊNCIA;
• CARGA HIDRÁULICA;
• FORÇA DE PERCOLAÇÃO;
• TENSÕES NO SOLO POR PERCOLAÇÃO;
• GRADIENTE CRÍTICO;
• REFERÊNCIAS.
2 PERMEABILIDADE E FLUXO DE ÁGUA NO SOLO CIV3101 – FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA
INTRODUÇÃO
o Regime de escoamento nos solos - Reynolds
3 PERMEABILIDADE E FLUXO DE ÁGUA NO SOLO CIV3101 – FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA
INTRODUÇÃO
o Problemas práticos
- Cálculo de vazões;
- Análise de recalques;
- Estudo de estabilidade.
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PERMEABILIDADE DOS SOLOS
o Lei de Darcy
𝑄 = 𝑘.
ℎ
𝐿
. 𝐴
Q = vazão;
A = Área do permeâmetro;
K = Coeficiente de Permeabilidade.
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PERMEABILIDADE DOS SOLOS
o Lei de Darcy
𝑖 =
ℎ
𝐿
i = Gradiente hidráulico;
h = Carga que se dissipa na percolação;
L = Distância ao longo da qual a carga se dissipa.
𝑄 = 𝑘. 𝑖. 𝐴 𝑣 = 𝑘. 𝑖
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DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
o Permeâmetro de carga constante
h Constante;
V = Volume percolado;
t = Tempo de duração.
𝑄 =
𝑉
𝑡
𝑘 =
𝑄
𝑖. 𝐴
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DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
o Permeâmetro de carga variável
𝑘 = 2,3
𝑎𝐿
𝐴𝑡
log
ℎ𝑖
ℎ𝑓
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DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
o Hazen
𝐶𝑁𝑈 < 5 𝑘 = 𝐶. 𝐷𝑒𝑓
2
o Fórmula de Taylor
𝐶 = 90 𝑎 120
𝑘 = 𝐷2 .
𝑤
𝜇
.
𝑒³
1+𝑒
.C 
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VALORES TÍPICOS DE PERMEABILIDADE
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FATORES DE INFLUÊNCIA
o Influência do estado do solo
o Influência do grau de saturação
o Influência da estrutura e anisotropia
o Influência da temperatura 𝑘20 =
𝜇𝑇
𝜇20
. 𝐾𝑇
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CARGA HIDRÁULICA
oCarga Total = Carga Altimétrica + Carga Piezométrica + Carga Cinética
oCarga Total = Carga Altimétrica + Carga Piezométrica
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CARGA HIDRÁULICA
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FORÇA DE PERCOLAÇÃO
𝐹𝑝 = 𝛾𝑤. ℎ1 − ℎ2 . 𝐴 (kN)
𝑓𝑝 = 𝛾𝑤. 𝑖 (𝑘𝑁/𝑚³)
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TENSÕES NO SOLO POR PERCOLAÇÃO
o Tensões no ponto 1:
- Tensão Total: 
- Pressão neutra:
- Tensão efetiva:
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TENSÕES NO SOLO POR PERCOLAÇÃO
o Tensões no ponto 1:
- Tensão Total: 
- Pressão neutra:
- Tensão efetiva:
𝜎′ = 𝐿(𝛾𝑠𝑢𝑏 + 𝑓𝑝)
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TENSÕES NO SOLO POR PERCOLAÇÃO
o Tensões no ponto 1:
- Tensão Total: 
- Pressão neutra:
- Tensão efetiva:
𝜎′ = 𝐿(𝛾𝑠𝑢𝑏 − 𝑓𝑝)
PERMEABILIDADE E FLUXO DE ÁGUA NO SOLO 17CIV3101 – FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA
GRADIENTE CRÍTICO
o Areia movediça
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GRADIENTE CRÍTICO
o Areia movediça Fluxo ascendente
Areia movediça 
𝜎′ = 𝐿(𝛾𝑠𝑢𝑏 − 𝑓𝑝)
𝜎′ = 𝐿(𝛾𝑠𝑢𝑏 − 𝑖. 𝛾𝑤)
0 = 𝐿(𝛾𝑠𝑢𝑏 − 𝑖. 𝛾𝑤)
0 = 𝛾𝑠𝑢𝑏 − 𝑖. 𝛾𝑤
𝑖𝑐𝑟𝑖𝑡 =
𝛾𝑠𝑢𝑏
𝛾𝑤
𝑖𝑐𝑟𝑖𝑡 < 𝑖
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EXERCÍCIO
o Calcular para a figura abaixo, as cargas total, piezométrica e 
altimétrica nos pontos especificados.
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REFERÊNCIAS
o ORTIGÃO, J.A.R. (2007). Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos.
3ª edição. Terratek.
o PINTO, C.S. (2002). Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. Oficina de
Textos.
o DAS, B.M. (2006). Fundamentos de Engenharia Geotécnica. 6ªed. Editora
Thomson.
o COSTA, Y.D.J. Permeabilidade e fluxo. Notas de Aula. DEC/UFRN.
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