Aula Permeabilidade - Bruna Lira

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Permeabilidade dos 
solos
Professora: Lêda Lucena
Doutoranda: Bruna Lira
Mecânica dos solos experimental
Permeabilidade do solo
É a propriedade que o 
solo apresenta de 
permitir o escoamento 
de fluidos através dele.
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▸ A permeabilidade influencia na taxa de assentamento 
de um solo saturado sob carga
▸ Determinar a quantidade de infiltração sob 
estruturas hidráulicas
▸ Drenagem de água na construção de fundações
▸ Infiltração em aterros sanitários 
▸ Estabilidade de taludes
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IMportância da permeabilidade dos solos
SOLOS PERMEáVEIS
4
Flui de pontos de 
alto potencial 
energético
Para pontos de 
baixo potencial 
energético
Existência de espaços vazios 
interconectados
Grau de permeabilidade 
coeficiente de permeabilidade (k)
5
MAIOR COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
ÁGUA FLUI COM MAIS 
FACILIDADE
Expresso 
em 
termos 
de 
potência
FATORES QUE INFLUENCIAM NA PERMEABILIDADE
6
5
Es
tru
tur
a d
o S
olo
4
Es
tad
o d
o S
olo
3
Te
mp
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 de
 Va
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s
21
Ta
ma
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as
 pa
rtíc
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s
Maior 
porosidade
Maior índice de 
vazios
Maior 
permeabilidade
2
Maior 
temperatura
Menor 
viscosidade
Maior 
escoamento
Maior 
permeabilidade
3
Mais compacto 
Menos 
permeável
4
Kfloculada > 
Kdispersa
5
Maior diâmetro 
das partículas
Maior 
permeabilidade
1
7
Lei de darcy
A Lei de Darcy correlaciona a carga 
hidráulica com as propriedades do 
solo para estabelecer a vazão de 
água
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Lei de darcy
A experiência de Darcy consistiu em percolar água 
através de uma amostra de solo de comprimento “L” e 
área “A”, a partir de dois reservatórios de nível 
constante, sendo “h” a diferença de cota entre ambos. 
Q~h/L
 𝑖=ℎ/𝐿
H/L
Q
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Lei de darcy
L = comprimento da amostra de solo
A = área da seção da amostra de solo
H = diferença de cota entre os reservatórios. 
 Q=k∗h/L∗A
 𝑖=ℎ/𝐿
 Q=k∗𝑖∗A
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
EM CAMPO
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Bombeamento
● Bombear água do terreno com 
vazão constante
● Medir a descarga do poço
● Observar variação do nível de água 
nos piezômetros
Permeabilidade em furos de 
sondagem 
Medida do volume d'água retirado, durante um 
intervalo de tempo, em função da aplicação de 
diferentes pressões. 
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE
Permeâmetro de carga constante (solos arenosos)
(ABNT NBR 13292:1995)
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Permeâmetro de carga variável (solos finos)
(ABNT NBR 14545:2000)
EM LABORATÓRIO
PERMEÂMETRO DE CARGA CONSTANTE
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Solos granulares elevados valores de permeabilidade 
Nível de água na entrada e saída constantes 
volume de água que percola através do 
corpo-de-prova num tempo t 
determinação do coeficiente de permeabilidade 
do solocarga 
hidráulica
 =
 constante
PERMEÂMETRO DE CARGA CONSTANTE
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𝑄 = 𝑉/𝑡
𝑄=𝐾∗𝑖∗𝐴
𝐾=𝑉/(𝑡∗𝑖∗𝐴)
𝐾=(𝑉∗𝐿)/(𝑡∗ℎ∗𝐴)
PROCEDIMENTO CARGA CONSTANTE
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𝐾=(𝑉∗𝐿)/(𝑡∗ℎ∗𝐴)
V - Volume d’água observado na proveta 
no tempo t (cm³)
L – distância entre os manômetros no 
cilindro (cm)
t – tempo (s)
h – diferença entre as leituras nos 
manômetros
a – área da seção transversal do corpo 
de prova
Modelo de tabela para cálculo
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Tempo 
(s)
Leitura nos 
manômetros
Diferença 
entre as 
leituras
Volume 
coletado 
(cm³)
Temperatura 
(ºC)
Distância 
entre 
manômetros
1 e 2
Coeficiente de 
permeabilidade 
(cm/s)
Coeficiente de 
permeabilidade 
médio (cm/s)
1 2 1 e 2
60 10,5 16,5 6,0 120 27 10,2 0,081
0,07360 11,7 18,8 7,1 120 27 10,2 0,068
60 13,0 20,0 7,0 120 27 10,2 0,069
PERMEÂMETRO DE CARGA VARIÁVEL
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 Solos finos baixos valores de permeabilidade 
Carga 
hidráulica
varia
Nível da água varia na bureta com o tempo
PERMEÂMETRO DE CARGA VARIÁVEL
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A – área da seção transversal da amostra
L – altura da amostra
Δt – tempo
ho – Carga hidráulica inicial
hf – Carga hidráulica inicial
a – área da seção transversal da bureta
PROCEDIMENTO DE ENSAIO DE CARGA VARIÁVEL
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Compactação 
proctor
Umidade 
ótima
massa 
específica 
aparente 
seca 
máxima
cilindro
Altura
11,3 cm
Diâmetro 
10,09 cm
 V = 905,0 cm³
Preparação da amostra
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Volume do cilindro
Massa específica aparente seca Massa da água
Massa do solo
Umidade ótima
Umidade higroscópica
Secar 
amostra ao 
ar até 
umidade 
higroscópica
Peneirar na 
peneira de 
2 mm
Destorroar
Preparação da amostra
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Homogeneizar Compactar no molde
3 camadas 25 golpes
Preparação da amostra
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PROCEDIMENTO DE ENSAIO DE CARGA VARIÁVEL
22
PROCEDIMENTO DE ENSAIO DE CARGA VARIÁVEL
23
PROCEDIMENTO DE ENSAIO DE CARGA VARIÁVEL
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Provetas
PROCEDIMENTO DE ENSAIO DE CARGA VARIÁVEL
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PROCEDIMENTO DE ENSAIO DE CARGA VARIÁVEL
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Grau de saturação
Modelo de tabela para cálculo
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PERMEABILIDADE - CARGA VARIÁVEL (VERTICAL)
 Leituras 1 2 3 4 5 6 7
t_0(s) 0 0 0 0 0 0 0
t_f(s) 60 60 60 60 60 60 60
h_0(cm) 124.5 124.5 124.5 124.5 99.5 84.5 124.5
h_f(cm) 107.2 108 108.5 109.5 88.5 75.5 110
Temperatura (0C) 27 27 27 27 27 27 27
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 Kmédio
7,2.10^(-5) 
cm/s
6,9.10^(-5) 
cm/s
6,6.10^(-5) 
cm/s
6,2.10^(-5) 
cm/s
5,7.10^(-5) 
cm/s
5,4.10^(-5) 
cm/s
6,0.10^(-5
) cm/s
6,3.10^(-5) 
cm/s
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