MEC SOLOS AVANÇADO - Aula 2 - Capilaridade nos solos - Copia

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Disciplina: Mec Solos Avançada e Int a Obras de Terra – Prof. Msc. Eng. Matusalém Oliveira 1
MECÂNICA DOS SOLOS AVANÇADA E 
INTRODUÇÃO A OBRAS DE TERRA
PRINCIPAL REFERÊNCIA DA AULA
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Entendendo os efeitos da capilaridade
Até o momento, a tensão normal em um determinado ponto
foi calculada para as seguintes situações:
 A tensão normal no solo seco, onde a tensão efetiva é igual
a tensão total
 A tensão normal no solo saturado abaixo do nível d’água
Bom, mas e se o solo não estiver completamente saturado? 
Ou ainda, e se o solo estiver saturado por capilaridade?
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Entendendo os efeitos da capilaridade
A tensão superficial da água está relacionada a organização
dos três átomos que constituem a molécula.
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Entendendo os efeitos da capilaridade
A tensão superficial da água está relacionada a organização
dos três átomos que constituem a molécula.
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Entendendo os efeitos da capilaridade
Quando a água, ou outro líquido, fica em contato com um
corpo sólido, as forças químicas de adesão fazem com que a
superfície livre da água forme uma curvatura que depende do
tipo de material e de seu grau de limpeza.
Essa curvatura surge devido as tensões superficiais da água
em contato com o ar. A resultante dessas tensões “puxa” a
água para cima.
O efeito dessas propriedades é melhor visualizado pelos
ensaios com tubos capilares.
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Entendendo os efeitos da capilaridade
A altura atingida pela ascensão capilar é inversamente proporcional ao
raio do tubo. Ela também está condicionada à densidade do líquido,
mas para os principais problemas que envolvem mecânica dos solos
podemos considerar que o líquido é a água a uma temperatura de 20 C,
assim podemos calcular a ascensão capilar pela equação a seguir:
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Entendendo os efeitos da capilaridade
E nos solos, isso implica em algo?
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Entendendo os efeitos da capilaridade
E nos solos, isso implica em algo?
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Entendendo os efeitos da capilaridade
Nos solos a água pode subir por capilaridade, que por sua vez
é influenciada pelo “diâmetro” dos vazios. A altura que a água
irá subir varia a depender do tipo de solo:
• Alguns poucos centímetros em pedregulhos;
• De 1 a 2 metros em areias;
• De 3 a 4 metros em siltes;
• E algumas dezenas de metros para as argilas.
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Entendendo os efeitos da capilaridade
O nível de percolação de água por capilaridade, também dependerá do
histórico do solo:
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Quando um solo seco é colocado em contato com
a água, esta é sugada para o interior do solo. A
altura que a água atingirá no interior do solo
depende do diâmetro dos vazios.
Os vazios do solo são de dimensões muito
irregulares e, certamente, durante o processo de
ascensão, bolhas de ar ficam enclausuradas no
interior do solo. Até uma certa altura indicada pelo
ponto B, o grau de saturação é aproximadamente
constante, ainda que não seja atingida uma
saturação total.
Entendendo os efeitos da capilaridade
O nível de percolação de água por capilaridade, também dependerá do
histórico do solo:
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Por outro lado, se o solo for originalmente
saturado e houver um rebaixamento do Nível
d’Água, a água tenderá a descer.
A tensão superficial se contrapõe a essa
tendência, formando meniscos capilares.
Se o N.A. baixar mais do que a altura de ascensão
capilar correspondente, a coluna d’água se rompe
e parte da água fica contida entre as partículas. A
esses meniscos chamamos de meniscos
independentes do N.A.
Entendendo os efeitos da capilaridade
Os meniscos capilares independentes do N.A.
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Nessa condição, quando partículas de água
se encontram entre partículas de solo, a
tensão superficial tende a “aproximar” as
partículas de solo dando mais estabilidade
ao solo.
A esse efeito, damos o nome de coesão
aparente, que é frequentemente referida às
areias, pois estas podem se saturar ou secar
com maior facilidade. Nas argilas ela atinge
valores maiores e mais importantes.
Entendendo os efeitos da capilaridade
Os meniscos capilares independentes do N.A.
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É devido a capilaridade aparente que
podemos construir castelos de areia
na praia.
Na engenharia, sempre temos que
tomar cuidado com este efeito!
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Os meniscos capilares independentes do N.A.
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Reflita:
Porque em períodos chuvosos temos
tantos desmoronamentos?
Exercícios no quadro
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