7_10Aula_PERMEABILIDADE

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UNIDADE 7-PERMEABILIDADE
DOS SOLOS
ENGENHARIA CIVIL
Mecânica de solos – 2019/2
Profª.: Suelen Ferreira de Souza
ALGUNS CONCEITOS
 Infiltração:
 Capacidade/taxa de infiltração:
𝑓:
𝐻
𝑡
Onde, H:lâmina d’água; t: tempo de adsorção
FATORES QUE INFLUENCIAM NA INFILTRAÇÃO
PERCOLAÇÃO
PERCOLAÇÃO VAZÃO FORÇA DE´PERCOLAÇÃO
P:
𝐹
𝐴
PRESSÃO (μ).
μ: ϒ. h
VAZÃO
 Recalques Vrecalque = Vágua.
Logo, precisamos conhecer a vazão
Vazão: 
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
á𝑟𝑒𝑎
CARGA HIDRÁULICA
ORIGEM DA ÁGUA SUBTERRÂNEA
PRESENÇA DA ÁGUA EM AMBIENTE
CARBONÁTICO
Intemperismo químico.
ALGUNS CONCEITOS
 Porosidade: 
 :
𝑉𝑣
𝑉𝑡
✓ Porosidade 
primária;
✓ Porosidade 
secundária;
Tipos de porosidade:
• Porosidade primária
• Porosidade secundária
DEFININDO PERMEABILIDADE:
FORÇAS QUE CONTROLAM A
PERMEABILIDADE
 Força 
gravitacional;
 Características 
dos solos e rochas;
 Força de atração 
molecular;
TENSÃO EFETIVA
’ =  - 
: tensão total do peso do solo;
 : poropressão
Aumentando a poropressão (pressão que os
fluídos exercem nos poros) temos uma
diminuição da tensão efetiva, e perda da
estabilidade deste solo.
Chega um ponto de ’ = 0, nesta situação o
solo se comporta como se estivesse flutuando
(Fenômeno das areias movediças).
’ = 0
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
 No cálculo de vazões, como quando se deseja 
estimar a quantidade de água que se infiltra 
numa escavação;
 Na análise de recalques, geralmente ocorrem 
devido a diminuição do índice de vazio, que ocorre 
com a expulsão de águas desses vazios;
 Nos estudos de estabilidade, pois a tensão efetiva 
(que comanda a resistência do solo) depende da 
pressão neutra, a qual depende das tensões 
provocadas pela percolação da água.
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
O QUE DETERMINA A DISPONIBILIDADE DE
ÁGUA SUBTERRÂNEA
Não é quantidade de água que os materiais 
armazenam, mas sim a capacidade de transmitir o 
fluxo de água através dos poros;
 Influência do estado do solo
(Fofo, rígido...)
 Influência do Grau de Saturação
Permeabilidade < em solo não saturado
 Influência da Estrutura e anisotropia
Disposição dos grãos (poros) / Compactação
 Influência da Temperatura
(Viscosidade)
Variação do Coeficiente de permeabilidade de 
cada Solo
ALGUNS CONCEITOS:
 Gradiente hidráulico: energia da água h/L
 Velocidade de percolação (lei de Darcy):
Volume / tempo
Q: A x t
 Velocidade real / Velocidade de fluxo
Vf: V/ 
CÁLCULO DA VAZÃO
 Lei de Darcy (1856)
O experimento de Darcy 
baseou-se na
medição da vazão de água (Q) 
através
de um cilindro preenchido por 
material arenoso, para 
diferentes gradientes 
hidráulicos. O fluxo de água 
para cada gradiente foi 
calculado através da relação 
entre a vazão (Q) e a área (A) do 
cilindro. 
Fonte: PINTO, Carlos de Sousa. Pág 105
V: Q/A Q/A: K. i. A/A V: K.i
Q: K.i.A K: Q/i.A
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
Permeâmetro de carga 
constante NBR 13292:
✓ É uma repetição do experimento 
de 
Darcy; mantida a carga h durante 
um certo tempo, a água percolada é 
colhida, e seu volume é medido.
Conhecidas a vazão e as 
características geométricas, o 
coeficiente de permeabilidade é 
calculado diretamente pela Lei de 
Darcy.
 Permeâmetro de carga variável (NBR 14545)
Para solos muito finos o tempo de escoamento da
água pode ser tão grande que compromete a
precisão e execução do ensaio com carga
constante. Para tanto, o ensaio deve ser
executado em permeâmetro de carga variável,
onde o diâmetro do tubete de entrada é reduzido
e permite maior precisão e sensibilidade de
leitura de nível.
Nesse caso, o escoamento é variável e decrescente
(variando com o decréscimo da carga atuante –
hi-hf)
O cálculo do coeficiente de permeabilidade ‘k’ será
dado por:
K = 2,3 . a . L . log (H0/H1) 
A . t
Onde:
a = área transversal do tubete de entrada de água;
A = área transversal da amostra de solo;
L = espessura da camada de solo;
t = tempo de escoamento do ponto H0 para H1;
H0 e H1 = cargas inicial e final, respectivamente.
IMPACTO DA URBANIZAÇÃO NA
INFILTRAÇÃO:
SOLUÇÕES PARA PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
Fonte: Cartilha Infiltração – Série Geotecnia UNB “Volume 2”
 Referências bibliográficas
 Botelho, H.C. Manoel. Princípios de Mecânica de 
Solos e fundações para a Construção Civil. 
2ªedição. Blucheer. São Paulo, 2016.
 Queiroz, C. Rudney. Geologia e Geotecnica Básica 
para a Engenharia Civil. Blucher. São Paulo, 
2016.
 Cartilha Infiltração – Série Geotecnia. UNB. 
2016.