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Mecânica de Solo II: Permeabilidade e Fluxo de Água em Solos, Notas de estudo de Mecânica dos Solos

Informações sobre a perméabilidade dos solos, expressa pelo coeficiente de permeabilidade, e o fluxo de água em solos, seguindo a lei de darcy. O texto aborda fatores que influenciam a permeabilidade, métodos de determinação do coeficiente de permeabilidade e conceitos relacionados a areia movediça e filtros de proteção.

Tipologia: Notas de estudo

2022

Compartilhado em 15/11/2022

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE PAU DOS FERROS
ENGENHARIA CIVIL
DISCOPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II
1 Permeabilidade é a capacidade que o solo possui de transportar água, ou seja, é a
propriedade que indica o quanto o meio poroso permite o escoamento de um fluido. A
permeabilidade depende da porosidade do meio (diretamente proporcional), que
apenas parte dos poros estão disponíveis para o fluxo do fluido.
A permeabilidade de um solo é expressa numericamente pelo “coeficiente de
permeabilidade”. A determinação do coeficiente de Permeabilidade A determinação do
coeficiente de permeabilidade é feita tendo em vista a lei experimental de Darcy de
acordo com a qual a velocidade de percolação é diretamente proporcional ao gradiente
hidráulico.
Os principais fatores que influenciam na permeabilidade dos solos são: Tamanho
dos Grãos; Grãos Arredondados; Grau de Saturação; Estrutura Porosa e Floculada;
Temperatura; Grãos Lamelares; Compacidade; Camada Dupla; Estrutura Dispersa.
2 - É expresso pelo seu coeficiente de permeabilidade, representado pela equação 𝒌 =
𝒗/ 𝒊 .
A Lei de Darcy é válida somente para escoamento laminares; Na grande maioria
dos fluxos em solo o escoamento é laminar pela baixa velocidade; Em solos de elevada
permeabilidade, como pedregulhos, o fluxo pode ser turbulento.
3 – Os métodos podem ser diretos ou indiretos. Assim, a determinação do coeficiente de
permeabilidade pode ser feita por meio de fórmulas que o relacionam com sua
granulometria. Essa determinação pode ser realizada em laboratório, utilizando-se
permeâmetros de nível constante ou variável. Também pode ser feita in loco por meio
dos ensaios de tubo aberto.
4 – O ensaio de carga variável é indicado para solos argilosos e silto-argilosos de baixa
permeabilidade. Alguns fatores podem influenciar a permeabilidade tais como:
temperatura, estrutura, índice de vazios, homogeneidade, tamanho dos grãos e grau de
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE PAU DOS FERROS

ENGENHARIA CIVIL

DISCOPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II

1 – Permeabilidade é a capacidade que o solo possui de transportar água, ou seja, é a propriedade que indica o quanto o meio poroso permite o escoamento de um fluido. A permeabilidade depende da porosidade do meio (diretamente proporcional), já que apenas parte dos poros estão disponíveis para o fluxo do fluido. A permeabilidade de um solo é expressa numericamente pelo “coeficiente de permeabilidade”. A determinação do coeficiente de Permeabilidade A determinação do coeficiente de permeabilidade é feita tendo em vista a lei experimental de Darcy de acordo com a qual a velocidade de percolação é diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. Os principais fatores que influenciam na permeabilidade dos solos são: Tamanho dos Grãos; Grãos Arredondados; Grau de Saturação; Estrutura Porosa e Floculada; Temperatura; Grãos Lamelares; Compacidade; Camada Dupla; Estrutura Dispersa. 2 - É expresso pelo seu coeficiente de permeabilidade, representado pela equação 𝒌 = 𝒗/ 𝒊. A Lei de Darcy é válida somente para escoamento laminares; Na grande maioria dos fluxos em solo o escoamento é laminar pela baixa velocidade; Em solos de elevada permeabilidade, como pedregulhos, o fluxo pode ser turbulento. 3 – Os métodos podem ser diretos ou indiretos. Assim, a determinação do coeficiente de permeabilidade pode ser feita por meio de fórmulas que o relacionam com sua granulometria. Essa determinação pode ser realizada em laboratório, utilizando-se permeâmetros de nível constante ou variável. Também pode ser feita in loco por meio dos ensaios de tubo aberto. 4 – O ensaio de carga variável é indicado para solos argilosos e silto-argilosos de baixa permeabilidade. Alguns fatores podem influenciar a permeabilidade tais como: temperatura, estrutura, índice de vazios, homogeneidade, tamanho dos grãos e grau de

saturação. Já o ensaio de carga constante é aplicado a solos granulares ou solos com alta permeabilidade. 5 - A força de percolação é uma unidade semelhante ao peso específico. De fato, a força de percolação atua da mesma forma que a força gravitacional. As duas se somam quando atuam no mesmo sentido (fluxo d'água de cima para baixo) e se subtraem quando em sentido contrário (fluxo d'água de baixo para cima). 6 - A areia movediça é um fenômeno natural que se forma quando um grande fluxo de água preenche espaços existentes sobre finas partículas de areia que se encontram soltas. Essa junção faz com que a areia se torne móvel como um líquido e por seu movimento recebe o nome de “movediça”. 1)Só ocorre quando o fluxo de água é ascendente.

  1. Areia movediça não é um tipo de areia, mas um estado.
  2. Não existem argilas movediças.
  3. Não é fácil encontrar esse estado em solos grossos pela necessidade de grandes gradientes.
  4. Pode ocorrer em obras de barragens e escavações com rebaixamento do lençol freático.
  5. Uma pessoa não é sugada pela areia movediça. Nesse estado, as areias se comportam como um líquido com o peso específico da ordem do dobro da água. 7 - É um fenômeno que ocorre por erosão regressiva, onde há formação de um tubo originado do carreamento de grumos de silte e argila, de jusante para montante no maciço de terra compactada em uma barragem. Esse tubo tende a aumentar seu diâmetro à medida que a água percola pelo solo compactado. 8 – O levantamento de fundo pode ocorrer quando se escava uma argila e existe areia sob ela. 9 – A função dos filtros de proteção é vitar que partículas finas de um solo sejam conduzidas pela água para dentro de um material mais grosso (granular), proteger drenos, camadas de transição em barragens e proteger contra piping. 10 - Em virtude da estratificação do terreno, os valores do coeficiente de permeabilidade são diferentes nas diferentes direções nas direções horizontal e vertical. Sendo contínuo