Apresentação_Água_nos_Solos_UV(2)

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FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL
Disciplina: Mecânica dos Solos (CIV 8305)
Turma 1CIV36ATurma 1CIV36A
Água nos Solos
éProf.: André Pereira Lima
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ÁMovimento da Água nos Solos – O Ciclo Hidrológico:
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F d ê i d á lFormas de ocorrência da água nos solos:
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F d ê i d á lFormas de ocorrência da água nos solos:
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P bilid d d S lPermeabilidade dos Solos:
E t d bilid d id dEntende-se por permeabilidade a capacidade que 
um solo apresenta de permitir o escoamento de um 
fluido(*) através de seus vazios com maior oufluido( ) através de seus vazios com maior ou 
menor facilidade.
(*) Trataremos aqui do fluxo de água livre através 
dos vazios.
A permeabilidade é expressa numericamente pelo
coeficiente de permeabilidade (k). 
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Barragens (Ex : Tucuruí)Barragens (Ex.: Tucuruí)
Concreto
Solo da Fundação
Rocha Sã
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Núcleo 
Barragens Material da Fundação
em Argila
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Ruptura por “Piping”Ruptura por “Piping”
Fontenelle Dam, USA (1965)
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
I á l D t
Saré (2005)
Impermeável Drenante
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Barragens de 
Rejeitos
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Rebaixamento de NA
(Metrô Copacabana)(Metrô – Copacabana)
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Estabilidade de Taludes
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Estabilidade de Taludes
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Importância da permeabilidade na engenharia:
Drenos superficiais e p
canaletas de drenagem
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Drenos profundos (DHP)
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Importância da Permeabilidade na engenharia:
Adensamento dos Solos
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Sistemas para rebaixamento de aqüíferos:
Bombeamento direto (Esgotamento de Vala):Bombeamento direto (Esgotamento de Vala):
Este sistema é o mais simples de todos. Consiste na coleta da água em valetas,
executadas no fundo da escavação que são ligadas a um ou vários poçosexecutadas no fundo da escavação, que são ligadas a um ou vários poços
estrategicamente dispostos, onde a água é acumulada e à medida que atinge um
determinado volume recalcada para fora da zona de trabalho. As bombasp
empregadas neste sistema de rebaixamento são dos mais diversos tipos e
potências, sendo sua escolha normalmente feita de maneira empírica.
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Sistemas para rebaixamento de aqüíferos:
Bombeamento direto (Esgotamento de Vala):Bombeamento direto (Esgotamento de Vala):
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Sistemas para rebaixamento de aqüíferos:
Sistema de Ponteiras:
Muito empregado para o
rebaixamento de aqüíferos até
valores da ordem de 5m. São
instalados no subsolo, ao redor
da área a rebaixar, ponteiras
drenantes, que recolhem a água
do subsolo através da aplicaçãodo subsolo através da aplicação
de vácuo no sistema.
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Sistema de Ponteiras:
Sistemas para rebaixamento de aqüíferos:
Sistema de Ponteiras:
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Sistemas para rebaixamento de aqüíferos:
Bombas Submersas:Bombas Submersas:
Nesse sistema o aqüífero é 
bombeado com o auxílio debombeado com o auxílio de 
bombas submersas, 
instalados no interior do tubo 
perfurado dos poços, 
conforme o esquema da 
Figura. É um sistema deFigura. É um sistema de 
custo elevado ($$$).
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Determinação do Coeficiente de Permeabilidade (k)
Métodos para obtenção de k:Métodos para obtenção de k:
• Através da Curva Granulométrica (eq. de Hazen): 210d.Ck =
• A partir do ensaio de Adensamento
Através de Ensaios de Campo• Através de Ensaios de Campo
• Através de Ensaios de Laboratório (Permeâmetros)
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Determinação do Coeficiente de Permeabilidade (k):
ENSAIO COM CARGA CONSTANTE ( l )• ENSAIO COM CARGA CONSTANTE (solos arenosos):
A determinação do coeficiente de 
permeabilidade é baseada na Lei de Darcy:
VQ = LQvk .==
t
Q ∆= Ahik .∆==
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Determinação do Coeficiente de Permeabilidade (k):
ENSAIO COM CARGA VARIÁVEL ( l il )• ENSAIO COM CARGA VARIÁVEL (solos argilosos):
A determinação do coeficiente de 
permeabilidade é baseada na Lei de 
Darcy:Darcy:
32 h
2
1log.
.
..3,2
h
h
tA
Lak ∆=
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Valores Típicos do Coeficiente de Permeabilidade (k):
k diminui
Tamanho dos grãos diminui
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Fatores que influenciam o Coeficiente de Permeabilidade (k):
1) Forma e arranjo dos grãos:1) Forma e arranjo dos grãos:
Solos grossos (areias e pedregulhos)
Solos finos (siltes e argilas)
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Fatores que influenciam o Coeficiente de Permeabilidade (k):
2) Índice de Vazios (e): ↓ e ∴ ↓ k2) Índice de Vazios (e): ↓ e ∴ ↓ k
3) Mineralogia: Em torno do grão sólido existem várias forças3) Mineralogia: Em torno do grão sólido existem várias forças 
externas. Dependendo da mineralogia, pode-se ter camadas 
de água adsorvida maior ou menor Esta camada maior oude água adsorvida maior ou menor. Esta camada maior ou 
mais espessa deixa espaços menores para a permeabilidade;
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Fatores que influenciam o Coeficiente de Permeabilidade (k):
4) Grau de Saturação (S): Um aumento no grau de saturação4) Grau de Saturação (S): Um aumento no grau de saturação 
do solo causa um aumento no valor da permeabilidade. Em 
geral no laboratório as amostras têm S = 100 % Para Sgeral, no laboratório, as amostras têm S = 100 %. Para S 
maior que 85 %, o solo se apresenta com bolhas de ar, as 
quais impedem que se estabeleça um caminho de percolaçãoquais impedem que se estabeleça um caminho de percolação. 
Para S menor que 85 %, a Lei de Darcy não se aplica mais;
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Fatores que influenciam o Coeficiente de Permeabilidade (k):
5) Propriedade do fluido: É a sua viscosidade Quando a5) Propriedade do fluido: É a sua viscosidade. Quando a
temperatura da água aumenta, sua viscosidade diminui e o
fi i t d bilid d t P t ã k écoeficiente de permeabilidade aumenta. Por esta razão k é
padronizado para 20 0C;
6) Estratificação: Em solos, dependendo do tipo de deposição,
em geral kvertical é menor que khorizontal;
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N t fi iNotas finais:
“Tenham sempre a consciência da importânciaTenham sempre a consciência da importância
do estudo da ocorrência da água nos solos,
para resolução de problemas na engenharia
i ilcivil.
Estes estudos estão associados, principalmente,Estes estudos estão associados, principalmente,
aos conceitos de Permeabilidade, Adensamento
e Resistência dos Solos”.
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FIMFIM