Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em solos - continuação GEOTECNI II U 03 Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt prof.douglas.pucgo@gmail.com
U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt Tensões no solo sob percolação Fluxo ascendente 2 j i z z n n n j = força de percolação
U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt Fluxo descendente Tensões no solo sob percolação 3 j i z z n n n j = força de percolação
Gradiente crítico O aumento de, pode resultar em tensão efetiva nula: Fluxo ascendente!!! j j i 0 i crit i U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 4
Gradiente crítico Inexistência de contato grão a grão o se atingir o gradiente crítico pode se ter o estado de areia movediça rgilas não atingem o estado movediço, pois têm coesão reias grossas e pedregulos permitem uma vazão elevada, de forma que é mais fácil encontrar a condição movediça em areias finas U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 5
Gradiente crítico Erosão interna regressiva (piping) O solo não é omogêneo Concentrações de fluxo na saída Desagregação e arraste de partículas de jusante para montante Exemplo clássico arragem de Teton (EU) U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 6
Redução do gradiente de saída Solução muito adotada nos taludes de jusante de barragens: dreno de pé (camadas de areia grossa) Exemplo de aplicação: permeâmetro Situação 1: reias e com peso específico natural de 19 kn/m³ e mesma permeabilidade 1) k = k Gradiente idráulico : Gradiente crítico : i i Fator de segurança : FS 19 10 10 0,90 0,75 0,15 0,20 1,2 0,75 0,90 U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 7
Redução do gradiente de saída Situação 2: reia é 4 vezes mais permeável que a areia, mas ambas ainda possuem o mesmo peso específico natural, de 19 kn/m³ reia é bloqueada pela areia. reia tem FS aumentado Perda decarga Vazão em igual k 4 4 0,12 cm e 5 Gradiente em cada areia : i k 0,12 0,10 Fator desegurança na 1,2 4k 0,15 e vazão em i 0,03 0,10 areia 0,03 cm 0,3 : FS Q 0,15 k 0,90 0,30 3,0 k 2) 4k = k U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 8
Redução do gradiente de saída Diagramas de Tensões verticais Tensão total na interface das camadas: Tensão efetiva (procedimento 2) : 10 0,10 19 0,10 2,9 kpa ' i Pressão neutra na interface : ' 0,10 9 0,310 (análise à montante ou à jusante) ' 0,6 kpa u 0,03 0,10 0,10 10 2,3 kpa Tensão efetiva : ' 2,9 2,3 0,6 kpa U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 9
evantamento de fundo umentando-se a carga idráulica (), pode-se ter tensão efetiva nula na base do permeâmetro O peso das partículas é equilibrado pelo fluxo de água evantamento e dispersão dos grãos de solo evantamento de fundo pode ocorrer quando se escava uma argila e existe areia sob ela U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 10
Filtros de proteção Evitar que partículas finas de um solo sejam conduzidas pela água para dentro de um material mais grosso (granular) Drenos, camadas de transição em barragens Protege contra piping U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 11
Filtros de proteção Critérios de filtro de Terzagi: O filtro deve ser mais permeável que o solo D15 filtro 5 D15solo Não permitir a passagem do solo fino para o filtro D15 filtro 5D85solo U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 12
Filtros de proteção Material S deseja-se dimensionar filtro para este material Material P não é permeável o suficiente Material R permite passagem do solos S Material Q satisfaz os dois critérios U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 13
Filtros de proteção Exemplo U 03 Permeabilidade e Fluxo Unidimensional em Solos (cont.) GEOTECNI II Prof. MSc. Douglas M.. ittencourt 14