O Ensaio com Permeâmetro

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Permeâmetro

TURMA 342L

 

Disciplina:  Laboratório de Mecânica dos Solos
Professor: George de Paula Bernardes

Técnico: Flávio

Igor Rodrigues Ribeiro RA: 171323882
Isabelle de Campos - RA: 161323073
Pedro Diniz Coe - RA: 171321014

Guaratinguetá - SP

2019

1. Introdução

 A água ocupa parcial ou totalmente os vazios do terreno e se move por tais espaços, atuando diretamente na mecânica dos solos. Segundo (MIRANDA, 2015), a energia potencial pode ser definida como uma “energia latente que um objeto possui, devido à sua posição”. O fluido tende a sair de onde sua energia potencial é maior, para uma posição onde assuma uma energia potencial menor, movimentando-se e impactando as análises de tensões efetivas. Contudo, para compreender a ação da água nas mencionadas tensões, um estudo predecessor acerca da quantidade de água que o solo permite infiltrar e percolar, ou seja, a permeabilidade, deve ser realizado.

 A permeabilidade do solo é uma propriedade que expressa a capacidade que o solo tem de permitir o fluxo de água. Segundo SIMMONS (2008) a lei de Darcy, publicada pelo engenheiro francês Henry Darcy em 1856 no texto “Les Fontaines”, descreve tal fluxo, quando for laminar.

Lei de Darcy

 (Equação 1)[pic 2]

Q - vazão

A - área do permeâmetro

k - coeficiente de permeabilidade
h - carga hidráulica

L - distância de percolação

 
  De (SOUSA PINTO, 2009), compreende-se que o coeficiente de permeabilidade é uma constante inerente a cada tipo de solo atrelado a sua estrutura e compacidade, que indica a velocidade de percolação em cm/s, quando o gradiente hidráulico  é igual a 1. [pic 3]

 Tipicamente, os valores do coeficiente de permeabilidade estão compreendidos entre e cm/s e serão tão menores quanto forem as partículas do solo, sendo determinados pela parcela fina, não importando a primazia de uma graduação de grãos. [pic 4][pic 5]

 Atenção especial deve ser dada aos pedregulhos e areias grossas, nos quais a velocidade do fluxo pode se tornar muito grande devido aos maiores vazios levando a um cenário turbulento, no qual a Lei de Darcy não se aplica.

 De acordo com (SOUSA PINTO, 2009), a equação a seguir foi determinada por Taylor (1948) para expressar o coeficiente de permeabilidade :

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D - diâmetro de uma esfera equivalente ao tamanho dos grãos do solo;

- peso específico do líquido;[pic 7]

- viscosidade do líquido;[pic 8]

- índice de vazios;[pic 9]

C - coeficiente de forma;

Da equação de Taylor infere-se que, quanto maior o número de vazios, maior será o coeficiente de permeabilidade. Além disso, o coeficiente de permeabilidade varia com a temperatura, pois a viscosidade e o peso específico do líquido variam com a mesma. De modo que  convencionou-se a adoção do mencionado coeficiente para a água aos 20 graus Celsius.

 O fluxo de água através de um meio poroso se dá em duas etapas: a infiltração e a percolação. A infiltração corresponde a passagem de água pela superfície do solo e é afetada pela porosidade, densidade, compactação, umidade, quantidade de matéria orgânica e quantidade de cobertura vegetal deste.

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Todavia, a infiltração da água no solo decresce com o tempo e assume um valor constante denominado de taxa de infiltração básica. Segundo (CARVALHO e SILVA, 2006) a partir da aplicação da equação de Darcy podemos compreender o conceito por trás da taxa de infiltração básica. Nas palavras dos autores anteriormente mencionados: