Download - Permeabilidade Do Solo
-
Mecnica dos solos
Profa Rosane Vargas
-
Permeabilidade dos solos
-
1.Permeabilidade - conceitoPropriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento de gua atravs dele. Todos os solos so mais ou menos permeveis
-
ImportnciaO conhecimento do valor da permeabilidade muito importante em algumas obras de engenharia, principalmente, na estimativa da vazo que percolar atravs do macio e da fundao de barragens de terra, em obras de drenagem, rebaixamento do nvel dgua, adensamento, etc.
-
Importnciaos mais graves problemas de construo esto relacionados com a presena da gua.
-
Regime de escoamento nos solosReynolds (1883) verificou que o escoamento pode ser de dois tipos: laminar (sob certas condies) e turbulento.
-
Escoamento Laminar e turbulentoEscoamento ocorre com uma trajetria retilnea.Caso contrrio, dito turbulento.
-
Experincia de Reynolds (1883)
-
Experincia...Reynolds variou o dimetro D e o comprimento L do conduto e a diferena de nvel h entre os reservatrios, medindo a velocidade de escoamento v. Os resultados constam na Figura 6.1.b, onde esto plotados, o gradiente hidrulico i = h/l versus a velocidade de escoamento v. Verifica-se que h uma velocidade crtica vc abaixo da qual o regime laminar, havendo proporcionalidade entre o gradiente hidrulico e a velocidade de fluxo. Para velocidades acima de vc a relao no linear e o regime de escoamento turbulento.
-
Experincia de Reynolds (1883)Ainda segundo Reynolds, o valor de vc relacionado teoricamente com as demais grandezas intervenientes atravs da equao:Re = Vc . D . / . g
onde:Re = nmero de Reynolds, adimensional e igual a 200;vc = velocidade crtica;D = dimetro do conduto; = peso especfico do fludo; = viscosidade do fludo;g = acelerao da gravidade.
-
Experincia de Reynolds (1883)Substituindo na equao anterior os valores correspondentes gua a 20C, obtm-se o valor de vc (em m/s) em funo do dimetro do conduto D (em metros):
Vc = 28 x 10-4 / D
Nos solos, o dimetro dos poros pode ser tomado como inferior a 5mm. Levando este valor equao anterior, obtm-se vc = 0,56m/s, que uma velocidade muito elevada.
-
Experincia de Reynolds (1883)De fato, a percolao da gua nos solos se d a velocidades muito inferiores crtica, concluindo-se da que a percolao ocorre em regime laminar.
Como conseqncia imediata haver, segundo estudos de Reynolds, proporcionalidade entre velocidade de escoamento e gradiente hidrulico.
-
Experincia de Reynolds (1883)Como conseqncia imediata, segundo estudos de Reynolds, haver proporcionalidade entre velocidade de escoamento e gradiente hidrulico. Denominado o coeficiente de proporcionalidade entre v e i de permeabilidade ou condutibilidade hidrulica k, vem:
v = k . i (tambm conhecida como Lei de Darcy)
-
Fatores que influem na permeabilidade dos solosOs principais fatores que influenciam no coeficiente de permeabilidade so: granulometria, ndice de vazios, composio mineralgica, estrutura, fludo, macro-estrutura e a temperatura.
-
GranulometriaO tamanho das partculas que constituem os solos influencia no valor de k. Nos solos pedregulhosos sem finos (partculas com dimetro superior a 2mm), por exemplo, o valor de k superior a 0,01cm/s; j nos solos finos (partcula com dimetro inferior a 0,074mm) os valores de k so bem inferiores a este valor..
-
ndice de vaziosA permeabilidade dos solos esta relacionada com o ndice de vazios, logo, com a sua porosidade. Quanto mais poroso for um solo (maior a dimenso dos poros), maior ser o ndice de vazios, por conseguinte, mais permevel (para argilas moles, isto no se verifica).
-
ndice de vaziosA permeabilidade dos solos esta relacionada com o ndice de vazios, logo, com a sua porosidade. Quanto mais poroso for um solo (maior a dimenso dos poros), maior ser o ndice de vazios, por conseguinte, mais permevel (para argilas moles, isto no se verifica).
-
Composio mineralgicaA predominncia de alguns tipos de minerais na constituio dos solos tem grande influncia na permeabilidade. Por exemplo, argilas moles que so constitudas, predominantemente, de argilo-minerais (caulinitas, ilitas e montmorilonitas) possuem um valor de k muito baixo, que varia de 10-7 a 10-8 cm/s. J nos solos arenosos, cascalhentos sem finos, que so constitudos, principalmente, de minerais silicosos (quartzo) o valor de k da ordem de 1,0 a 0,01cm/s.
-
Estrutura do solo o arranjo das partculas. Nas argilas existem as estruturas isoladas e em grupo que atuam foras de natureza capilar e molecular, que dependem da forma das partculas. Nas areias o arranjo estrutural mais simplificado, constituindo-se por canalculos, interconectados onde a gua flui mais facilmente
-
Macro-estruturaPrincipalmente em solos que guardam as caractersticas do material de origem (rocha me) como diaclases, fraturas, juntas, estratificaes. Estes solos constituem o horizonte C dos perfis de solo, tambm denominados de solos saprolticos.
-
FludoO tipo de fludo que se encontra nos poros. Nos solos, em geral, o fludo a gua com ou sem gases (ar) dissolvidos.
-
TemperaturaQuanto maior a temperatura, menor a viscosidade dgua, portanto, maior a permeabilidade, isto significa que a gua mais facilmente escoar pelos poros do solo.Por isso, os valores de k obtidos nos ensaios so geralmente referidos temperatura de 20C.
-
Resultados de permeabilidade
-
Ordem de grandeza do coeficiente de permeabilidadeConsideram-se solos permeveis, ou que apresentam drenagem livre, so aqueles que tm permeabilidade superior a 10-7 m/s. Os demais so solos impermeveis ou com drenagem impedida.
-
Ordem de grandeza do coeficiente de permeabilidade
-
Determinao da PermeabilidadeEnsaios de laboratrio (Permemetros)Existem diversos tipos de equipamentos para investigao da condutividade hidrulica de solos em laboratrio. Esses equipamentos so denominados de permemetros, e so classificados em permemetros de parede rgida e parede flexvel.