Slide - Permeabilidade - 2023-2

PERMEABILIDADE MECÂNICA DOS SOLOS Professor: Jonny Dantas Patricio (Pesquisador PNPD-LEP) Contato: jonny_dantas@hotmail.com PERMEABILIDADE IMPORTANCIA DA PERMEABILIDADE NA MECANICA DOS SOLOS Permeabilidade - Propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento de água através de seus vazios O estudo da percolação da água nos solos é muito importante porque ela intervém num grande número de problemas práticos, como: 1) Cálculo das vazões (barragens e escavações) 2) Análise de recalques, visto que está relacionado à diminuição de índice de vazios que ocorre pela expulsão de água; 3) Estudo de estabilidade de talude, porque a tensão efetiva (que comanda a resistência dos solos) depende da pressão neutra, que por sua vez depende das tensões provocadas pela percolação da água. A B PERMEABILIDADE Tensões no solo num permeamêtro sem fluxo = Equilíbrio hidrostático PERMEABILIDADE LEI DE DARCY – EXPERIMENTOS DESENVOLVIDOS EM 1850 𝑄 = 𝑘 ℎ 𝐿 𝐴 Q = Vazão A = área do permeametro; h = carga de percolação; L = distancia de percolação k = contante para cada solo, que recebe o nome de coeficiente de permeabilidade ℎ 𝐿 = 𝑖 i = Gradiente hidráulico 𝑄 = 𝑘𝑖𝐴 𝑣 = 𝑄 𝐴 𝑣 = 𝑘𝑖 v = velocidade de percolação PERMEABILIDADE LEI DE DARCY – EXPERIMENTOS DESENVOLVIDOS EM 1850 𝑄 = 𝑘𝑖𝐴 Qual variável é uma propriedade do solo? Qual propriedade mais influencia na permeabilidade? Como determinar? PERMEABILIDADE EM LABORATÓRIO CARGA CONSTANTE CARGA VARIÁVEL PERMEABILIDADE CARGA CONSTANTE 𝑘 = 𝑄 𝑖𝐴 Dados da Montagem e do equipamento Meço a vazão (volume/tempo) ℎ 𝐿 = 𝑖 PERMEABILIDADE CARGA VARIÁVEL Meço a vazão (volume/tempo) 𝑄 = 𝑘 ℎ 𝐿 𝐴 𝑄 = −𝑎 𝑑ℎ 𝑑𝑡 −𝑎 𝑑ℎ 𝑑𝑡 = 𝑘 ℎ 𝐿 𝐴 𝑑ℎ ℎ = −𝑘 𝐴 𝑎𝐿 𝑑𝑡 Integrada da condição inicial (h = hi,t=0) à condição final (h=hf, tf) 𝑘 = 2,3 𝑎. 𝐿 𝐴. 𝑡 log(ℎ𝑖 ℎ𝑓) Meço o tempo para deslocamento da coluna Dados da montagem e do equipamento PERMEABILIDADE EM CAMPO No decorrer da sondagem de simples reconhecimento, é possível medir a permeabilidade mantendo o nível contante de água e medindo a vazão. OBS: Em virtude dos parâmetros envolvidos, é uma medida imprecisa. 𝑘 = 𝑄 2,75. 𝐷. ℎ𝑐 PERMEABILIDADE EMPIRICAS Hazen determinou para areias com CNU<5: 𝑘 = 100 𝐷𝑒𝑓² Def em cm! Ex: Para Def de 0,075mm => k=100 (0,0075)² = 5,6x10^-3 cm/s PERMEABILIDADE EXÉRCICIO A situação ao lado esquematiza um lago sem alimentação água. Verificar quanto tempo levará para que o lago seque, levando em conta somente a permeabilidade do solo, ou seja desprezando-se a perda por evaporação. PERMEABILIDADE Final – 13/11/23 3° Est – 06/11/23 Rep – 08/11/23 2° Est – 09/10/23 PERMEABILIDADE Próxima aula – Percolação 25/09/23