A Água no Solo: Permeabilidade de Fluxo

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A Água no Solo:
Permeabilidade de Fluxo 
Professor: Luciano Pivoto SpechtProfessor: Luciano Pivoto Specht
Disciplina de Mecânica dos Solos IDisciplina de Mecânica dos Solos I
Departamento de TecnologiaDepartamento de Tecnologia
Curso de Engenharia CivilCurso de Engenharia Civil
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- Exemplos de Fluxo
- Problemas práticos: barragens de terra, cálculo de fluxo
análise de recalque – adensamento
cálculo de tensões – taludes
cálculo de empuxos terra – muros
cálculo de tensões geostáticas
Bidimensional
Unidimensional
Tridimensional
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- Tensões em um solo sem fluxo
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A
l
hkQ ..=
- A Permeabilidade dos solos
A relação h/l é chamada de gradiente 
Hidráulico e é expresso pela letra i.
AikQ ..=
Como vazão é a relação entre área e 
Velocidade, então:
ikv .=
Darci (1850)
3
5
Ai
Qk
.
=
-Determinação do Coeficiente de Permeabilidade ou 
Coeficiente de Condutividade hidráulica dos solos
a) Permeâmetro de carga constante
Darci (1850)
6
f
i
h
h
tA
Lak log
.
.3,2=
b) Permeâmetro de carga variável
Quando o coeficiente de condutividade hidráulica é muito baixo, sua
determinação através do permeâmetro de carga constante é pouco precisa
e se utiliza o permeâmetro de carga variável.
c) Ensaios de campo
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d) Métodos Indiretos
Adensamento
Valores típicos de k 2.100 efetDk = Hanzen
Cuidado com as unidades
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Variação de k de cada solo
C
e
eDk wefet .1
.2 += μ
γ
Taylor (1948)
a) Influência do estado do solo
)1(
)1(
2
3
2
1
3
1
2
1
e
e
e
e
k
k
+
+=
b) Influência do grau de saturação
5
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c) Influência da estrutura e anisotropia
solos sedimentares e solos compactados
vh kk ≠
d) Influência da temperatura
Alteração da viscosidade e peso específico
Cuidado quando se utilizam outro líquidos (contaminantes, por exemplo)
20
20 μ
μkk =
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11.. vAvAQ ==
-Velocidade de descarga e velocidade real da água
n
v
A
Avv
f
f == .
6
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- Cargas Hidráulicas
No estudo de fluxo de água é conveniente expressar as componentes de
energia pelas correspondentes cargas em termos de altura de coluna 
d´água.
Carga hidráulica = Carga Altimétrica + Carga Piezométrica + Carga Cinética
Carga hidráulica = Carga Altimétrica + Carga Piezométrica
Carga Altimétrica = diferença de cota do ponto considerado e da referência
Carga Altimétrica = pressão neutra no ponto
Só haverá fluxo se houver diferença de carga hidráulica entre dois pontos.
A direção do fluxo é da maior para menor carga.
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A
B
Quais as cargas 
hidráulicas em A e B?
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Quais as cargas 
hidráulicas em A e B?
B
A
14
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- Forças de percolação
No exemplo anterior a diferença entre cargas hidráulicas será de h
(hentrada – h saída), dada em hca.
então:
Em um fluxo uniforme esta força se dissipa uniformemente em todo solo
(A.l), de maneira que a força por unidade de volume é:
wh γσ .= A
F=σ
AhF w..γ=
lA
Ahj w
.
..γ=
l
hj wγ.= wij γ.=
wγ
Unidade de peso específico
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u−= σσ ´
)...()..(´ wwwnw hLzLz γγγγγσ ++−+=
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10
)...()..(´ wwwnw hLzLz γγγγγσ ++−+=
).().(´ wnw hL γγγσ −−=
wnw L
hLL γγγσ )...().(´ −−= wij γ.=como:
).(´ jL sub −= γσ Fluxo ascendente
).(´ jL sub += γσ Fluxo descendente
Obrigado pela atenObrigado pela atençção!!!ão!!!
Passar exercícios em aula.