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P ONTIFÍCIA U NIVERSIDADE C ATÓLICA DE G OIÁS G EOTECNIA II (E NG 1062) Docente: João Guilherme Rassi Almeida Goiânia 2013/2 1 Á GUA NO S OLO (F LUXOS.

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1 P ONTIFÍCIA U NIVERSIDADE C ATÓLICA DE G OIÁS G EOTECNIA II (E NG 1062) Docente: João Guilherme Rassi Almeida Goiânia 2013/2 1 Á GUA NO S OLO (F LUXOS U NI E B IDIMENSIONAIS )

2 Á GUA NOS S OLOS 2 Estudar a migração da água no solo e as tensões provocadas por ela Problemática relacionada à água nos solos: Erosão Interna (piping) Recalques ( e) Estabilidade de Taludes Partículas granulares ( influência na resistência) Partículas de Argila ( influência na resistência)

3 P ERMEABILIDADE DOS S OLOS 3 Lei de Darcy Q = vazão (m³/s) K = coeficiente de permeabilidade (m/s) h = carga hidráulica que dissipa na percolação (m) L = distância a percorrer (m) A = área (m²) Gradiente Hidráulico (i) = h / L Perda de carga por espaço percorrido

4 P ERMEABILIDADE DOS S OLOS 4 Fatores de influência Tamanho, arranjo e forma dos grãos Estado do solo (e) Grau de saturação

5 D ETERMINAÇÃO DO C OEFICIENTE DE P ERMEABILIDADE 5 Permeâmetro de carga constante (i) = h / L

6 D ETERMINAÇÃO DO C OEFICIENTE DE P ERMEABILIDADE 6 Permeâmetro de carga variável p/ coef. de permeabilidade muito baixos (1) (2) a = área da bureta a x dh = volume escoado no D t (1) = (2)

7 D ETERMINAÇÃO DO C OEFICIENTE DE P ERMEABILIDADE 7 h = 28 cm z = 24 cm L = 50 cm A = 530 cm² Ynat_areia = 18 kN/m³ V_saída = 100cm³ D t = 18s k = ? Exercício – Permeâmetro de carga cte (i) = h / L

8 D ETERMINAÇÃO DO C OEFICIENTE DE P ERMEABILIDADE 8 h1 = 65 cm D t = 30 s h2 = 35 cm L = 20 cm A = 77 cm² a_bureta = 1,2 cm² Exercício – Permeâmetro de carga variável a) k = ?b) Estime k pela lei de Darcy (adote carga média)

9 D ETERMINAÇÃO DO C OEFICIENTE DE P ERMEABILIDADE 9 Coeficientes Empíricos Método de Hazen: f (diâmetro e forma dos grãos) Solos arenosos e uniformes D_efet = D10 = diâmetro na curva granulométrica, correspondente à porcentagem que passa igual a 10% k (cm/s) D_efet (cm)

10 D ETERMINAÇÃO DO C OEFICIENTE DE P ERMEABILIDADE 10 Exercício – Método de Hazen a) k = ? k (cm/s) D_efet (cm)

11 T ENSÕES NO SOLO S UBMETIDO A P ERCOLAÇÃO 11 Fluxo Ascendente Total Neutra

12 T ENSÕES NO SOLO S UBMETIDO A P ERCOLAÇÃO 12 Fluxo Descendente

13 T ENSÕES NO SOLO S UBMETIDO A P ERCOLAÇÃO 13 Gradiente Crítico (areia movediça) Ysub = Ynat - Yw Escavação Barragem

14 F LUXO U NIDIMENSIONAL D IREÇÃO DO FLUXO LINEAR (E X.: P ERMEÂMETRO ) F LUXO T RIDIMENSIONAL D IREÇÃO DO F LUXO D IFUSA (E X.: INFILTRAÇÃO EM POÇO ) F LUXO B IDIMENSIONAL D IREÇÃO DO F LUXO EM PLANOS PARALELOS ( EX.: P ERCOLAÇÃO ATRAVÉS DA FUNDAÇÃO DE UMA BARRAGEM 14

15 R EDES DE F LUXO 15 Linhas de Fluxo – caminho retilíneo Canais de Fluxo – faixas entre as linhas de fluxo (vazão) Linhas Equipotenciais – linhas com cargas hidráulicas iguais 8 cm (largura) Canais de Fluxo (NF)? Faixas de Perda Equipotencial (ND)?

16 R EDES DE F LUXO - U NIDIMENSIONAL 16 8 cm (largura) l = distancia entre as equipotenciais Dado: k = 0,05 cm/s Vazão pela Lei de Darcy? Dissipação de carga por atrito com o solo

17 k (solo) = constante V s i(AC) > i(BD) Varia de ponto para ponto NFs = vazões iguais* * A(interna) < A(externa) NDs (cada um) = h / l NFs x NDs (quadrados) Linhas equipotenciai s são perpendiculares as de Fluxos 17 R EDES DE F LUXO - B IDIMENSIONAL Gradiente Hidráulico (i) = h / L Perda de carga por espaço percorrido

18 18 R EDES DE F LUXO - B IDIMENSIONAL

19 19 R EDES DE F LUXO - B IDIMENSIONAL NF = ?? ND = ?? k = 10^(-4) Q = ???? D h = ?? i = ?? (para cada ponto) i(a) > ou < i(b)??? i_critico = ocorre em qual ponto??? E

20 20 Cargas e Pressões hp = H - ha Carga Total (H) - altura que a água subiria num tubo (Solo: considere as perdas equipotenciais)

21 21 R EDES DE F LUXO - B IDIMENSIONAL Cargas e Pressões Carga Altimétrica (ha) dos pontos? (cota do ponto – Datum) Carga Total (H) dos pontos? (altura que a água subiria num tubo – considerando as perdas equipotenciais) Carga Piezométrica (hP) dos pontos? (hP = hT – hA) hp é expressa em unidades de pressão: u = hp x Yw


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