Raltorio

DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SOLOS II

PERCOLAÇÃO BIDIRECIONAL
REDES DE FLUXO

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SOLOS II
Exercício 1
Na figura abaixo, apresenta-se a seção transversal de uma barragem com 120 m de desenvolvimento e a rede de fluxo no maciço de fundação para duas situações diferentes: sem dreno de pé e com dreno de pé. O terreno de fundação é um arenito com coeficiente de permeabilidade k =2.5x10-3m/s. Esse solo possui peso específico saturado  sat= 20 kN/m3.
a) Em que caso é maior a vazão que atravessa por dia o maciço de fundação da barragem? Justifique a resposta com cálculos e comente o resultado.
b) Calcule a pressão neutra no ponto A da Figura e caracterize em grandeza, direção e sentido a força de percolação na região sombreada na mesma figura.
c) Avalie a segurança em relação ao “piping” ou erosão interna na situação da barragem sem filtro de pé . Na situação da barragem com filtro de pé a segurança relativamente à ruptura hidráulica será, em princípio, maior ou menor? Que característica do material constituinte do dreno de jusante é relevante quanto à segurança em relação à ruptura hidráulica?

DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SOLOS II
Exercício 1 – Resolução:
a) Em que caso é maior a vazão que atravessa por dia o maciço de fundação da barragem?
Justifique a resposta com cálculos e comente o resultado.

Situação 1:
Nf = 5; Nd = 12
2,5

10

/

10

5
12

1,04

10

³/

2,5

10

/

10

5
9

1,40

10

³/

Situação 2:
Nf = 5; Nd = 9

b) Calcule a pressão neutra no ponto A da Figura e caracterize em grandeza, direção e sentido a força de percolação na região sombreada na mesma figura.

ha = 10 m ht = 31- 3 x 10 / 12 = 28,5 m hp = 28,5 – 10 = 18,5 m u = hp x w = 18,5 x 10 = 185 kN/m²
Direção: Horizontal, paralela as linhas de fluxo
Força de percolação:
h = 6,5 x 10 / 12 = 5,41 i = H / (l x Nd) = 10 / (4 x 12) = 0,21
J = i x w = 0,21 x 10 = 21 kN/m³
c) Avalie