01.1 Material complementar Permeabilidade, fluxo unidimensional e tensões de percolação

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MECÂNICA DOS SOLOS II
Profa. Jaquelline
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLÓGIA DE GOIÁS
CAMPUS FORMOSA
NÚCLEO DE PESQUISA E INTERAÇÕES SOCIOAMBIENTAIS - NUPEIS
Mecânica dos Solos II
• Período: 5º
• Carga Horária: 54h
• Pré requisito: Mecânica dos Solos I
• Horário de atendimento : segunda-feira (18:00 às 19:00) 
e quarta-feira (18:00 às 19:00)
avaliações
 A média semestral (MS)
será calculada da
seguinte forma:
N
AT
MS


Onde:
MS = média semestral;
T = soma dos trabalhos, exercícios,
seminários, etc.
A= soma das avaliações (mínimo de duas a
serem marcadas conforme o andamento da
matéria )
N= soma de todos os trabalhos e avaliações
Instrumentos de avaliação
• Avaliação escrita; 
• Atividades desenvolvidas em classe; 
• Atividades desenvolvidas extraclasse; 
• Listas de exercícios. 
• Seminários. 
• Relatórios de visita técnica.
Aprovação
O aluno será considerado aprovado se:
 OBTIVER FREQUÊNCIA IGUAL OU
SUPERIOR A 75%
e
Média Semestral (MS)≥ 6,0
2ª Chamada
 Terá direito à 2ª chamada o aluno que, por motivos legais,
devidamente comprovados deixar de realizar a avaliação;
 O aluno tem até 3 (três) dias úteis para justificar a falta.
 Apenas os seguintes documentos dão direito à 2ª chamada:
 Atestado médico;
 Declaração da corporação militar, comprovando que
no horário da avaliação o discente estava em
serviço;
2ª Chamada
 Declaração da firma ou repartição, comprovando que
no horário da avaliação o discente estava em serviço;
 Outro documento considerado relevante para a
apreciação do docente.
 A avaliação será realizada em data definida pelo professor
e comunicado ao aluno;
 Será atribuída nota ZERO ao aluno que NÃO COMPARECER
À PROVA SUBSTITUTIVA.
Ementa:
• Água no solo. 
• Fluxo bidimensional. 
• Compressibilidade e adensamento. 
• Resistência ao cisalhamento. 
• Noções de empuxo de terra e estabilidade de taludes
1ª Avaliação
Bibliografia
• Básica:
– DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. 6. ed. São
Paulo: Cengage Learning, 2007.
– CRAIG, R. F. Mecânica dos solos. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
– PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos. 3. ed. São Paulo:
Oficina de Textos, 2006.
– Normas dos ensaios ABNT, DNER, ASTM.
– SCHNAID, F. Ensaios de campo e suas aplicações à Engenharia de
Fundações. São Paulo. Oficina de Textos, 2000. 189p.
Bibliografia
• Complementar:
– CAPUTO, P. H. Mecânica dos solos e suas aplicações, v. 2, Rio de
Janeiro: LTC, 2000.
FERNANDES, M.M. Mecânica dos Solos: Introdução à Engenharia
Geotécnica. Volume 2. 1a Edição. Oficina de Textos, 2014.
– VERTEMATTI, J. C. Manual brasileiro de geossintéticos. São Paulo:
Edgard Blucher, 2006.
– MITCHELL, J.K; SOGA, K. Fundamentals of soil Behaviour , 3 ed.
John Wiley & Sons; 2005
– LAMBE, W. Mecânica de Suelos. Reimpressão da 1ª edição. Editora
Limusa, México, 1979.
– ORTIGÃO, J.R. Introdução à Mecânica dos solos dos Estados
Críticos. 3 ed. Livros Técnicos e Científicos;2007.
Água no solo
Água de constituição 
 faz parte da estrutura do solo;
Adsorvida 
(adesiva ou água sólida)
 É uma película de água que adere às partículas dos solos finos devido à
ação de forças elétricas desbalanceadas na superfície dos
argilominerais. Está submetida a grandes pressões, comportando-se
como sólido na vizinhança da partícula de solo.
 Capilar: É a água que se encontra presa às partículas
do solo por meio de forças capilares.
 Subterrânea: abaixo do lençol freático;
Artesiana: aquela que sofre movimento ascendente
sob pressão hidrostática em rochas e alguns solos;
 Gravitacional: não permanece no solo por períodos >
2-3 dias
Higroscópica: presente no solo seco ao ar;
Partículas de solo
Água 
gravitacional
Água capilar
Ar
Ar
Capilaridade
• Tensão superficial da água:
– Comportamento diferenciado da água na superfície 
em contato com o ar → orientação das partículas.
–Tensão superficial (T)
– Trabalho necessário para aumentar a superfície do líquido de
uma unidade infinitesimal de área.
– Tensão superficial da água a 20oC: 0,073 Nm/m2
Teoria do tubo capilar
• Quando em contato com um corpo sólido as forças de
adesão fazem com que a superfície livre da água forme uma
superfície curva.
• Esta curvatura é função do tipo de material e do seu grau
de limpeza.
Teoria do tubo capilar
• “A água subirá dentro de um tubo capilar de
diâmetro d, até uma altura hc, tal que a
componente vertical da força capilar Fc, seja
igual ao peso da coluna d'água suspensa.”
• A Física explica o fenômeno admitindo a existência
de uma tensão superficial Ts atuando ao longo da
linha de contato com o líquido, sob um ângulo a.
Teoria do tubo capilar
• Peso da água num tubo de
raio r e ascenção capilar hc:
• Considerando- se a tensão
superficial T atuando em
toda a superfície do contato
água-tubo:
• Igualando, temos:
Comportamento da água capilar nos solos
• Vazios no solo:
– Muito pequenos se 
comparados aos 
tubos capilares;
– Irregulares e 
interconectados.
• Depende do histórico 
do NA.
Alturas capilares máximas
• Pedregulhos: poucos cm;
• Areias: 1 a 2 m;
• Siltes: 3 a 4 m;
• Argilas: dezenas de m
Contração dos solos
• quando toda a superfície do solo esta submersa, não
há força capilar.
• A medida, porém, que a água vai evaporando, formam-
se meniscos entre seus grãos e, consequentemente,
irão surgindo forças capilares que aproximam as
partículas.
Coesão aparente 
• É resultante das pressões capilares da água contida 
nos solos;
• Ocorre em areias.
Sucção 
• A diferença entre a pressão do ar e da água
(ua - uw) nos vazios de um solo não saturado;
Importância do ar nos vazios no
comportamento de solos não saturados:
• ar em forma contínua:
– o fluxo é controlado pela permeabilidade do ar nos vazios →
deformações ocorrem rapidamente.
– A sucção, pode atingir níveis baixíssimos e tem influência
decisiva no comportamento do solo, especialmente na
compressibilidade e na resistência.
– O aumento do grau de saturação leva à redução da sucção,
podendo ocorrer o brusco colapso da estrutura do solo.
Importância do ar nos vazios no
comportamento de solos não saturados:
• ar ocluso:
– a permeabilidade da água é que controla o fluxo nos vazios.
– A sucção torna-se praticamente nula e a água pode fluir.
– É comum admitir-se que em amostras compactadas a oclusão
ocorre em torno da umidade ótima.
– Em solos naturais, pode-se admitir que esta oclusão ocorre
quando o grau de saturação supera 85%.
Fenômenos capilares 
• Aterros e pavimentos: ascensão capilar compromete a
durabilidade do pavimento.
• Barragens: sifonamento capilar (água ultrapassa
camadas impermeáveis)