Exercícios - Fluxo de Água nos Solos - 2023-2

EXERCÍCIOS FLUXO DE ÁGUA NOS SOLOS – MEIO CONFINADO Exercício 1: Qual a relação entre a equação de Laplace para fluxo de água bidimensional em um meio isotrópico e o traçado de uma rede de fluxo? Exercício 2: Quais as principais características ou propriedades das linhas equipotenciais e linhas de fluxo que permitem o traçado da rede de fluxo e o cálculo da vazão que percola no sistema? Exercício 3: A barragem vertedouro de concreto esquematizada na figura seguinte, apoia-se em uma camada de areia fina com coeficiente de permeabilidade da ordem de 1x10-5 cm/s. Determinar: a- a rede de percolação que se estabelece pelo terreno da fundação do vertedouro b- a perda d´água diária (vazão perdida) por metro de comprimento do vertedouro c- o diagrama de subpressões atuantes no vertedouro Referência: adaptada de STANCATI, G. e VILAR, O.M. (1999), Mecânica dos Solos-Exercícios (reimpressão), Seção de Publicações EESC/USP, São Carlos-SP, v1, 204p Autores: Profa. Natália Correia Prof. Fernando Portelinha Exercício 4: Seja a rede de percolação traçada através da fundação da barragem de concreto (vertedouro) esquematizada na figura seguinte. À montante e à jusante foram cravadas duas séries de estacas-prancha, as quais são consideradas como impermeáveis. Sabe-se que o coeficiente de permeabilidade do solo da fundação é da ordem de 1x10-3 cm/s. Determinar: a- a vazão que percola através da fundação por unidade de comprimento longitudinal da barragem b- o valor da pressão neutra ou subpressão no vertedouro, nos pontos C e H c- o gradiente hidráulico no ponto X ft = feet = pés e 1 pé = 30,48cm Referência adaptado de Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969). Soil Mechanics, John Wiley &Sons, p. 271 Exercício 5: Seja Calcule a vazão total de percolação e encontre as cargas piezométricas, altimétricas e pressão neutra e todos os pontos. Referência adaptado de Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969). Soil Mechanics, John Wiley &Sons, Exercício 6: Para as barragens-vertedouros de concreto esquematizados em seguida, e assentadas sobre terreno permeável (k=0,1ft/min), determinar: a- a rede de fluxo, explicitando as linhas equipotenciais e linhas de fluxo (incluindo as LF e LE limites) b- a vazão diária que percola no sistema c- as cargas de posição e pressão (piezométrica) no ponto A d- a subpressão (pressão neutra) no ponto A e- o máximo gradiente hidráulico de saída Referência: adaptado de Lambe & Whitman, 1969, p. 272 1ft=1pé=30,48cm Exercício 7: A barragem vertedouro de concreto esquematizada na figura seguinte, apoia-se em uma camada de areia fina com coeficiente de permeabilidade da ordem de 1 x 10-5cm/s. Determinar: a- a rede de percolação que se estabelece pelo terreno da fundação do vertedouro b- a perda d´água diária (vazão perdida) por metro de comprimento do vertedouro c- o diagrama de subpressões atuantes no vertedouro Referência adaptado de Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969). Soil Mechanics, John Wiley &Sons, Exercício 8: Para a cortina de estaca-prancha esquematizada na figura seguinte, executada em uma camada de solo com coeficiente de permeabilidade da ordem de 2 x 10-6 m/s. Determinar: a- a rede de percolação que se estabelece pelo terreno b- a perda d´água diária (vazão perdida) por metro de comprimento da cortina c- o gradiente hidráulico máximo de saída Referência: adaptado de Craig & Knapett, 2014