Lista - Permeabilidade e Percolação - 2023-2

UFSCar/CCET/DECiv Lista de exercícios – Mecânica dos Solos 2 – Permeabilidade e percolação de água nos solos 1- Calcular as cargas totais, de posição e de pressão nos pontos A, B, C, D e E do sistema de percolação da figura abaixo (esquerda). Considerar: escoamento laminar, regime permanente áreas: A1 = 0,35m2 solo: areia fina a média A2 = 0,19m2 D10= 0,12mm K1 = 1cm/s Cu= 4,6 K2 = 0,5cm/s CC= 1,36 %passa#200 =0 %passa#10= 100% k = 10-3 cm/s γ=19kN/m3 área: 20 x 20cm Ponto D: centro do sistema de percolação 2- Para o aparelho de percolação esquematizado na figura anterior (direita), determinar: a- se a areia está sujeita ao fenômeno da areia movediça b- cargas totais, de posição e pressão nos pontos A, B, C e D c- a vazão que percola no sistema d- a faixa granulométrica, pelo critério de Terzaghi, que a curva granulométrica de um filtro de proteção deve se localizar Considerar: escoamento laminar, regime permanente 3- Quais os fatores que influenciam na permeabilidade dos solos? Explique como se processa essa influência. 4- Um ensaio de permeabilidade foi executado em um permeâmetro de carga variável que apresenta uma bureta (tubo de vidro) com diâmetro de 0,5cm. Nesse ensaio a altura da coluna de água na bureta passou de 1m para 0,35m em 3horas. A amostra ensaiada possui um diâmetro de 10cm e uma altura de 20cm. Calcular o coeficiente de permeabilidade do solo ensaiado, sabendo que a temperatura medida foi de 25 C. Suponha agora que se utilizasse um permeâmetro de carga constante: qual seria a diferença entre as cotas dos níveis de entrada e saída de água do sistema de percolação, se o volume escoado através da amostra fosse 30cm3 em 1hora? 5- Explique resumidamente como se executa a montagem de um ensaio de determinação do coeficiente de permeabilidade com carga variável. Quais os principais cuidados a serem tomados? Quais as grandezas físicas medidas no ensaio? 6- Calcular os valores dos coeficientes de permeabilidade obtidos nos ensaios a carga constante e variável, executados na vídeo-aula de laboratório. Ver canal LabGeo no youtube. Discutir os valores obtidos. 7- Caracterizar situações de ruptura hidráulica, explicando: a- o que é “piping” e areia movediça b- quais situações práticas de ocorrência desses fenômenos c- qual a solução para impedir ou minimizar a ocorrência desses fenômenos 8- Quais as diferenças e semelhanças entre o ensaio de permeabilidade a carga constante e a carga variável, relativamente a: a- montagem do CP b- solo a ser ensaiado c- montagem do ensaio e uso da lei de Darcy 9- Quais das seguintes afirmativas estão erradas? Explicar o erro e corrigi-las. a- Só ocorre poropressão quando há movimento de água no solo (percolação) b- Só ocorre força de percolação quando há movimento de água no solo (percolação) c- Só ocorre força de percolação nas areias movediças d- O tamanho dos grãos, o índice de vazios e o grau de saturação interferem na permeabilidade dos solos 10- A figura abaixo representa o perfil esquemático de uma lagoa situada no sertão de Pernambuco. Verificar a possibilidade dessa lagoa secar se houver 6 meses de seca. Para resolver essa questão, considere: a- A perda de água por evaporação é desprezível frente a perda por infiltração b- O coeficiente de permeabilidade k do solo silto-arenoso foi estimado em k = 2x10-5cm/s 11-Dados os sistemas de percolação esquematizados abaixo, determinar a vazão dos sistemas e os valores das cargas totais, de posição e de pressão nos pontos A, B, C. Área da seção transversal 1m2, K1= 3cm/min, K2= 0,3cm/min Considerar: escoamento laminar, regime permanente 12- Calcular as cargas totais, de posição e de pressão nos pontos A, B, C, D do sistema de percolação da figura abaixo. Calcular o volume de água que passa pelo sistema em 15 min. A areia está sujeita ao fenômeno da areia movediça? Explique. Considerar: escoamento laminar, regime permanente K= 2x10-3cm/s área: 20cm x 20cm γ = 2g/cm3