Aula mec solos 2-2.ppt

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA "JLIO DE MESQUITA FILHO"FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA

Engenharia Civil

MECNICA DOS SOLOSPERMEABILIDADELEI DE DARCY FLUXO BIDIMENSIONAL REDES DE FLUXOAndr Luiz Nonato Ferraz

PRESSO NEUTRA

TENSES NO SOLO

TENSES EFETIVAS PERMEABILIDADE

REVISO DE CONCEITOSGUA NO SOLO

FLUXO UNIDIMENSIONAL TENSES DE PERCOLAO

PERCOLAO COM REDES DE FLUXO REDE DE FLUXO BIDIMENSIONAL

FLUXO BIDIMENSIONAL

INTERPRETAO DE REDES DE FLUXOCONDIES ANISOTRPICAS DE PERMEABILIDADE

TENSES NO SOLONos solos ocorrem tenses devidas ao peso prprio e a cargas aplicadas.Plano horizontal acima do nvel dgua.

No ponto A

v= (n. V)/rea = n. ZA

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Engenharia Civil

Em um solo constitudo por camadas: Somatria das tenses verticais (efeito das camadas)

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Engenharia Civil

PRESSO NEUTRA E TENSES EFETIVASTENSO NORMAL NUM PLANO = TENSO TRANSMITIDA PELO CONTATO ENTRE PARTCULAS + PRESSO DA GUA

TERZAGHITenso efetiva

PRINCPIO DAS TENSES EFETIVAS

Presso neutra

= - uTenso total

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Engenharia Civil

Conceito de tenso efetiva

Peso de 10N esponja se deforma acrscimo de tenso efetiva Elevao da gua at que atinja a mesma tenso exercida peso de 10N A esponja no se deforma a presso da gua (nos vazios) acrscimo de presso neutra

GUA NO SOLOO estudo de percolao da gua nos solos muito importante (problemas prticos)

Problemas relativos s guas subterrneas so encontrados em um grande nmero de obras de Engenharia. A ao e a influncia dessas guas tm causado numerosos imprevistos e acidentes, sendo os casos mais comuns verificados em cortes de estradas, escavaes de valas e canais, fundaes para barragens, pontes, edifcios, etc.

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Engenharia Civil

Clculo de vazes estimativa da quantidade de guaque se infiltra.

Problemas De colapso

CAJAMAR-SP

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Anlise de recalques Relacionado com a diminuio dondice de vazios (expulso

da gua)

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Engenharia Civil

Estudo da estabilidade Tenso efetiva ( que comanda aresistncia do solo) depende da presso neutra, e depende das tenses provocadas pela percolao da gua.

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Engenharia CivilTENSES TOTAIS E PRESSO NEUTRA

SISTEMA SEM FLUXO DE GUAMESMO NVEL

TENSO EFETIVA = L . PESO SUBMERSO

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SISTEMA COM FLUXOrea do permemetroDIFERENA DE CARGA

Lei de Darcy (Fluxo lamelar)

Q k .i. Aem que:Coeficiente de permeabilidade

H i LGradiente hidrulico

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DETERMINAO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADEPermemetro de carga constanteMantida a carga h constante a gua percola seu volume medido.

Conhecido a vazo a rea e o gradiente hidrulico

Q k i. A

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Permemetro de carga varivel

Utilizado quando o coeficiente de permeabilidade muito baixo

Anota-se a altura inicial e final e o tempo para esta mudana de nvelrea da bureta

aL hi k 2,3. . log At hfrea do permemetro

Ensaios de laboratrio mais confiveis problema de representatividade

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Para as argilas, a permeabilidade se determina a partir do ensaio de adensamento.

MTODOS INDIRETOS

Pode-se estimar o coeficiente de permeabilidade de areia por intermdio de algumas frmulas:Hazen K = C . (De)2 C : coeficiente que varia entre 90 e 120 (sendo 100 um valor frequentemente utilizado) De: Dimetro efetivo do solo em centmetros Obs: para utilizao desta frmula o coeficiente de no uniformidade 40m

Perdeu 6,6m 6 equipotenciais (cada uma 1,1m) que resulta em 55,4 6,6 = 48,8 40 + 8,8 = 48,8 (pois faltam 8 equipotenciais para o final)

Ponto B mesma carga total que A (menor carga altimtrica / maior carga piezomtrica)Ponto C mesma carga altimtrica que A Ponto D mesma carga piezomtrica que A HD= 55,4 11 = 44,4m como carga altimtrica 30,6m carga piezomtrica = 13,8m

RESUMO Propriedades bsicas de uma rede de fluxo As linhas de fluxo e as linhas equipotenciais so perpendiculares entre si, isto , sua interseo ocorre a 90; A vazo em cada canal de fluxo constante e igual para todos os canais; As linhas de fluxo no se interceptam, pois no possvel ocorrerem duas velocidades diferentes para a mesma partcula de gua em escoamento; As linhas equipotenciais no se interceptam, pois no possvel se ter duas cargas totais para um mesmo ponto; A perda de carga entre duas equipotenciais consecutivas quaisquer constante.

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CONDIES ANISOTRPICAS DE PERMEABILIDADE

As linhas de fluxo no so mais perpendiculares

Para o traado nestas situaes recorre-se a uma transformao no problema:Efetua-se uma alterao na direo X

kz xt x kx

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kz xt x kx

unespPROBLEMA


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PARA O CLCULO DA VAZO, QUAL K ADOTAR???????Calcule Ke

KE 2 K X .KZ

E utilize o L da seo transformada

Q k .i. Ai H L

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EXERCCIO DE APLICAO

Determinar qual a subpresso total que a barragem, apresenta na figura, sofre quando a gua acumulada no reservatrio atinge a cota de 15,4 m acima da cota de jusante, considerando que a base da barragem tem 56m.

Considerando a rede de fluxo traada (exemplo de aula)A perda de carga por equipotencial de 1,1 m 14 faixas de perda de potencial

A presso em qualquer ponto da barragem pode ser determinada, considerando-se a equipotencial correspondente a este ponto. Ponto P ponto da base mais prximo ao reservatrio (foram percorridas duas zonas de perda de potencial

Tomando-se como referncia das cargas as cotas do desenho, tem-se:Carga Total CTP= 40 + 15,4 2x1,1 = 53,2m

Carga altimtrica CAP= 40 5 = 35 mCarga Piezomtrica CPp= 53,2 35 = 18,2m Presso da gua neste ponto 182 KPa

De maneira semelhante podemos calcular as cargas do ponto mais prximo a jusanteCTQ= 40 + 15,4 12x1,1 = 42,2 m

CAQ= 40 5 = 35mCPQ= 42,2 35 = 7,2m Presso no ponto Q = 72 KPa

Considerando-se que o espaamento das equipotenciais, ao longo da base, pouco varivel, pode se adotar, de maneira aproximada, que o diagrama de presses linear

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Admitindo-se a distribuio trapezoidal, temse que a presso total por metro de comprimento da barragem

F = 56 x (182+72)/2 = 7112 KN/m

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FIM

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