Lista - Percolação de Agua nos Solos - 2023-2

UFSCar/CCET/DECiv Mecânica dos Solos 2 – Lista de exercícios de percolação de água nos solos (redes de fluxo) 1- Qual a relação entre a equação de Laplace para fluxo de água bi-dimensional em um meio isotrópico e o traçado de uma rede de fluxo? 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? 3- Em situações reais, o maciço de terra de uma barragem hidrelétrica é um meio isotrópico ou anisotrópico? Por quê? Nesses casos, como se deve construir a rede de fluxo da barragem? 4- Explique qual o procedimento para se traçar redes de fluxo em meios heterogêneos. O que acontece com as linhas de fluxo e as linhas equipotenciais quando a percolação ocorre de um solo mais permeável para um solo menos permeável? 5- Para a barragem de terra esquematizada abaixo, determinar: a- a vazão que percola através do maciço de terra. Considerar kh=kv= 10-4cm/s b- a poropressão atuante nos pontos A, B e C de uma possível superfície de ruptura representada no desenho, no talude de jusante observação: a linha de freática já está traçada Referência: adaptado de Lambe & Whitman, 1969, p. 273 6- Para as barragens-vertedouros de concreto esquematizados em seguida, e assentadas sobre terreno permeável (k=0,1ft/min, ou seja, 0,1pés/minuto), 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 (poropressão ou pressão neutra) no ponto A e- o máximo gradiente hidráulico de saída 1ft=1pé=30,48cm Referência: Lambe & Whitman, 1969, p. 272 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 Stancati & Vilar, 1999 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 10-6m/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 Referências Bibliográficas Lambe, T.W. & Whitman, R.V. (1969). Soil Mechanics, John Wiley &Sons, 553p. Stancati, G. e Vilar, O.M. (1999). Mecânica dos Solos-Exercícios (reimpressão), Seção de Publicações EESC/USP, São Carlos-SP, v1, 204p Craig, R. F. & Knappett, J.A. (2014). Mecânica dos Solos. LTC editora