02_Permeabilidade

Prévia do material em texto

1
2
PERMEABILIDADE DE SOLOS:
- Importância da cota do NA (Nível de Água)
- Analisar camadas do solo: saturada? Submersa? Fluxo de água?
- Água x Estabilidade do solo
- Permeabilidade do solo: 
Ensaio de laboratório ou de campo
Coeficiente de permeabilidade (k)
Fatores que influenciam na permeabilidade
Tabela com valores típicos de k
3
1.1 - O que é um fluxo de água no interior do solo?
1 – CONCEITOS INICIAIS
4
1.2 - O fluxo de água influencia no comportamento mecânico do solo?
A água que percola no interior de um maciço de solo e exerce, nas partículas sólidas,
forças que influenciam o estado de tensão do maciço.
5
• Estimativa da vazão de água (perda de água do reservatório da barragem),
através da zona de fluxo;
• Rebaixamento do lençol freático;
• Dimensionamento de sistemas de drenagem;
• Previsão de recalques diferidos no tempo;
• Estabilidade de taludes;
• Análise da possibilidade da água de infiltração produzir erosão.
1.3 - Os conceitos de fluxo de água (permeabilidade k) nos solos
são aplicados em obras:
6
Estimativa da vazão de água:
Rebaixamento do lençol freático
(Obra de escavação abaixo do NA: galeria,
túnel, ...)
Problemas de engenharia que são função da permeabilidade (k) do solo: 
7
Permeabilidade (k) influencia no tempo de recalques por adensamento;
Problemas de engenharia que são função da permeabilidade (k) do solo: 
8
Estabilidade de taludes: percolação de água com elevada permeabilidade (k) pode produzir
erosão subterrânea e, consequentemente, ruptura.
Angra dos Reis (01/Jan/2010)
9
2. PERMEABILIDADE DE SOLOS
2.1 – Fatores que influenciam:
A) Índice de vazios:
Maior índice de vazios --- > maior coeficiente de permeabilidade (k)
B) Temperatura:
Maior temperatura -- > menor a viscosidade da água --- > maior (k)
C) Estrutura do solo:
Refere à disposição das partículas na massa de solo e as forças entre elas. Solos
granulosos terão permeabilidade maior que amostras de solos finos.
D) Grau de saturação (S) do solo:
Maior o S --- > Maior será o coeficiente de permeabilidade (k).
10
2.2 – Valores típicos de coeficiente de permeabilidade (k) 
11
2.3 – Lei de Darcy
Validade da Lei de Darcy :
▪ fluxo em regime laminar (Re < 2000)
▪ meio completamente saturado
▪ fluxo em regime permanente (i.e. sem variação temporal das características)
12E
= (energ. Piezométrica) + (energ. Cinética) + (energ. Altimétrica) 
EQUAÇÃO BERNOULLI:
13
Para que haja fluxo é necessário que a energia total em cada ponto seja diferente.
LEI DE DARCY: Medindo o valor da taxa de fluxo que passa através da amostra 
(vazão de água) q, para vários comprimentos de amostra (L) e de diferença de 
potencial (∆h), Darcy descobriu que a vazão “q” era proporcional à razão ∆h/L.
i = ∆h/L = gradiente hidráulico da água.
14
2.4 – Determinação do coeficiente de permeabilidade (k): 
* Coleta de Amostra indeformada e levar para laboratório;
* Colocar em Permeâmetro:
Se solo arenoso: ensaio de carga constante 
Se solo argiloso: ensaio de carga variável 
15
2.4.1 – Permeabilidade (k): 
Solo arenoso: ensaio de carga constante 
16
Solo arenoso: ensaio de carga constante 
Q = volume coletado (ex.: cm³)
V = velocidade (ex.: cm/s)
K = coef. permeabilidade
17
2.4.2 – Permeabilidade (k): 
Solo argiloso: ensaio de carga variável 
a = área da seção da bureta
A = área da seção da amostra
L = comprimento da amostra
18
Solo argiloso: ensaio de carga variável 
19
3 – EXEMPLO NUMÉRICO: 
3.1 - Exercício 1
20
4 – FÓRMULAS EMPÍRICAS PARA COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE (k)
21
FIM!