Mecânica dos solos - permeabilidade

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CURSO – ENGENHARIA CIVIL 
 
CADEIRA: MECÂNICA DOS SOLOS 
 
ASSUNTO: PERMEABILIDADE 
 
A permeabilidade é um fator muito importante na engenharia civil, 
principalmente, na estimativa de vazão que percolará através do maciço e 
da fundação de barragens de terra, em obras de drenagem, rebaixamento 
do nível de água, adensamento, etc. 
Desta forma, nota-se que os problemas mais graves da construção civil 
estão relacionados com a presença de água. Sendo assim o conhecimento 
da permeabilidade e suas variações são necessários para a resolução desses 
problemas. 
Em suma, a permeabilidade é a capacidade que o solo tem de permitir o 
escoamento de água através de seus vazios, sendo a grandeza da 
permeabilidade expressa pelo coeficiente de permeabilidade do solo, k. 
Sabe-se que o solo é um material natural complexo, constituído por grãos 
minerais e matéria orgânica, constituindo uma fase sólida envolvidos por uma 
fase líquida: a água. Há, também, uma terceira fase, eventualmente presente, 
o ar, o qual preenche parte dos poros dos solos que não estão inteiramente 
saturados por água. 
As bases teóricas sobre o regime de escoamento em condutos forçados 
foram estabelecidas por Reynolds, em 1883. Reynolds comprovou que o 
regime de escoamento é laminar, sob certas condições, ou turbulento. 
Ele constatou que nos solos a velocidade se dá muito inferior a critica, 
concluindo-se daí que a percolação ocorre em regime laminar. Como 
consequência imediata, haverá proporcionalidade entre a velocidade de 
escoamento e o gradiente hidráulico. Onde, na verdade isso foi comprovado 
30 anos antes pelo engenheiro francês H. Darcy. 
A lei de Darcy (1856) nos diz que a velocidade real de percolação (Vp) ou 
a velocidade com que a água passa através do solo é a relação entre o 
coeficiente de percolação e o gradiente hidráulico que se dá através da 
razão entre a diferença das cargas e o comprimento de solo na direção do 
escoamento. 
O coeficiente de permeabilidade (k) é definido como sendo a velocidade 
média aparente “V” de escoamento da água através da área total (sólidos + 
vazios) da seção transversal do solo, sobre um gradiente unitário (i=1). 
Existem alguns fatores que influenciam no coeficiente de permeabilidade: 
granulometria, índice de vazios, composição mineralógicas, estrutura, fluidos, 
macroestrutura e temperatura. 
Granulometria - O tamanho das partículas que constituem os solos 
influencia no valor de “k”. Nos solos pedregulhosos sem finos (partículas com 
diâmetro superior a 2mm), por exemplo, o valor de “k” é superior a 0,01cm/s; já 
nos solos finos (partícula com diâmetro inferior a 0,074mm) os valores de “k” 
são bem inferiores a este valor. 
Índice de vazios - A permeabilidade dos solos esta relacionada com o 
índice de vazios, logo, com a sua porosidade. Quanto mais poroso for um solo 
(maior a dimensão dos poros), maior será o índice de vazios, por conseguinte, 
mais permeável (para argilas moles, isto não se verifica). 
Composição mineralógica - A predominância de alguns tipos de minerais 
na constituição dos solos tem grande influência na permeabilidade. Por 
exemplo, argilas moles que são constituídas, predominantemente, de argilo-
minerais (caulinitas, ilitas e montmorilonitas) possuem um valor de “k” muito 
baixo, que varia de 10-7 a 10-8 cm/s. Já nos solos arenosos, cascalhentos sem 
finos, que são constituídos, principalmente, de minerais silicosos (quartzo) o 
valor de “k” é da ordem de 1,0 a 0,01cm/s. 
Estrutura - É o arranjo das partículas. Nas argilas existem as estruturas 
isoladas e em grupo que atuam forças de natureza capilar e molecular, que 
dependem da forma das partículas. Nas areias o arranjo estrutural é mais 
simplificado, constituindo-se por canalículos, interconectados onde a água flui 
mais facilmente. 
Fluído - O tipo de fluído que se encontra nos poros. Nos solos, em geral, o 
fluído é a água com ou sem gases (ar) dissolvidos. 
Macro-estrutura - Principalmente em solos que guardam as características 
do material de origem (rocha mãe) como diaclases, fraturas, juntas, 
estratificações. Estes solos constituem o horizonte C dos perfis de solo, também 
denominados de solos saprolíticos. 
Temperatura - Quanto maior a temperatura, menor a viscosidade d’água, 
portanto, maior a permeabilidade, isto significa que a água mais facilmente 
escoará pelos poros do solo. 
 
 
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