Mecanica dos solos

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  • Publicado : 26 de junho de 2012
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Em geotecnia o fenômeno do deslocamento da água através do solo é chamado de percolação[3] da água. Conhecer como se dá o fluxo da água no solo é muito importante pois ele é responsável por um grande número de problemas práticos de engenharia, os quais podem ser resumidos em três grupos:
A vazão da água através de maciços terrosos, drenos ou filtros;
O recalque nas fundações das obras; eA estabilidade geral das massas de solo principalmente de taludes.
Para o estudo da percolação, é fundamental que seja conhecido o coeficiente de permeabilidade do solo. Este parâmetro é obtido em laboratório através do Ensaio de Permeabilidade com Carga Constante no caso de solos granulares como as areias e pedregulhos ou através do Ensaio de Permeabilidade com Carga Variável para o casode solos finos como as argilas.
2. Movimento da Água
Quase sempre a água na terra move-se lentamente em baixo de um gradiente hidráulico sem parar, como uma série de filetes. Os filetes não se movem sempre em linhas retas, mas vagueam de acordo com os interstícios, movendo-se mais rapidamente onde convergem para passar pelas constricções e mais lentamente onde se espalham nas aberturas maiores.Também, devido à fricção, as partículas perto das paredes das aberturas movem-se mais rapidamente.
3. Regimes de Escoamento
Diz-se lamelar ou laminar o escoamento em que não se cruzam as trajetórias das partículas individuais de um fluido. Em caso contrário se diz turbulento. Para a maioria dos solos, admite-se o escoamento laminar. Se a descarga através de uma área A é constante, em qual quertempo, o escoamento dá-se sob regime permanente.
6. Fluxo d'água em meios porosos
A energia potencial total que faz mover o fluido através do meio poroso é constituída pela soma dos potenciais de:
- Gravidade;
- Pressão;
- Eletrostático;
- Térmico;
- Forças de natureza físico-química.
- Gravidade: A água fluirá das cotas mais elevadas para as mais baixas.
- Pressão: Do ponto demaior pressão para o de menor pressão.
- Eletrostático: Fluxo do potencial mais elevado para o menor (positivo para o negativo).
- Térmico: Ponto de maior temperatura para o de menor temperatura.
- Forças de natureza físico-química: Atuam diretamente sobre as partículas.
- Química: diferença de concentração de sais: Do maior para o menor.
A percolação provoca um conjunto de ações sobre osolo que poderemos classificar como:
- Levitação (levantamento) : A perda de peso por pressões ascendentes devido a água.
- Carreamento (“piping”) : Arrastamento pelas forças de percolação.
- Erosão: Arrastamento e arrancamento por trações devido à lâmina d'água.
Necessidade de obras de proteção contra essas ações: Filtros e Drenos.

9. Método para traçados das Redes de Fluxo
Os métodospara Traçado das redes de fluxo são:
I. Soluções Analíticas: Resultantes da integração da equação diferencial do fluxo. Somente aplicável em alguns casos simples, dada a complexidade do tratamento matemático quando se compara com outros métodos.
II. Analogias: Método baseado na semelhança ou analogia entre a rede de fluxo e um campo elétrico ou de tensões. De fato, as leis de Ohm e de Hooke têma mesma forma que a lei de Darcy. Assim, conhecida a solução de um problema de eletricidade ou de elasticidade, pode-se conhecer a solução de um problema de percolação de água em um meio permeável.
III. Modelos Reduzidos: Construídos no interior de um tanque com paredes transparentes, permitem uma melhor visualização das redes de percolação e têm sido amplamente usados na investigação das linhasde corrente em barragens de terra.
IV. Solução Gráfica: È o mais rápido e prático de todos os métodos, veremos adiante.

Lei de Darcy
Na dinâmica dos fluidos e hidrologia, a lei de Darcy é uma equação constitutiva fenomenológica derivada que descreve o fluxo de um fluido através de um meio poroso. A lei foi formulada por Henry Darcy com base nos resultados de experimentos, publicado em 1856...
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