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Aula 04 – Fluxo no Solo – Erosão interna e Ruptura Hidráulica

para Fluxo confinado

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GEOTECNIA III

Eng. Civil Augusto Romanini (FACET – Sinop)

v2.0Sinop - MT

2017/1

Fluxo no solo

AULAS

06/05/2017 2

Aula 01 – Fluxo no solo

Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado

Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica

Aula 06 – Barragens

Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas

Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório

Aula 05 – Rebaixamento do Nível de água

Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – Taludes e Estruturas de contenção

Parte II – Barragens de Terra

Parte I – Fluxo no solo

Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises

Aula 09 – Aspectos construtivos Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”

06/05/2017 Fluxo no Solo 3

Introdução

Erosão interna

Levantamento Hidráulico

Exemplos


Estudo do processo envolvendo a migração da água no solo e suas tensões

Erosão Interna Fonte

: Google

imagens, 2

015

Estabilidade de Talude

Ruptura hidráulica

Introdução

Levantamento de massa

Segurança de obras geotécnicas


Definição I: O processo de erosão interna ocasionado devido a saída de partículas finas do solo sob o

efeito das forças de fluxo. Este processo também é denominado de piping.

Definição II: A erosão regressiva é denominada piping, diferente da erosão superficial onde se consegue

observar o carreamento do solo. O piping ocorre na parte interna do maciço, e é assim denominada como

erosão regressiva porque seu avanço é no sentido contrario ao fluxo, tanto que é necessário que os

vazios nas partículas que compõem os filtros sejam pequenos para que o solo não migre através dos

filtros.

ConceitoErosão interna

Os fatores condicionantes ao piping e que podem ocasionar

o surgimento de fendas ou aberturas no maciço em maciços

de seção homogênea são descritos por Massad (2003):

• Ausência de filtros horizontais tipo sanduiche,

construídos com matérias francamente permeáveis;

• As condições de compactação do maciço;

• Ausência de transições adequadas entre os materiais

granulares;

• Presença de fundações arenosas



Caso da Samarco,2015

Transbordamento.

Erosão interna

Falha do material construtivo

????

Para barragens de terra

• Controle de fluxo no maciço

• Filtros de material granular



Caso da Samarco,2015


Fonte

: Eunic

e O

lson, 5

June 1

976.

Inicio do

Piping em

uma das

ombreiras


Teton Dam , 1976


Fonte

: Eunic

e O

lson, 5

June 1

976.


Teton Dam , 1976


Fonte

: Eunic

e O

lson, 5

June 1

976.



Fonte

: Eunic

e O

lson, 5

June 1

976.


Teton Dam , 1976


Fonte

: Eunic

e O

lson, 5

June 1

976.


Teton Dam , 1976





As escavações na maioria das

vezes são conduzidas de forma

temporária e com o intuito de

instalar um equipamento

(elemento). O maior problema

encontrada é a presença de água

seguido da redução das tensões

efetivas no solo. Constatado essa

deficiência, parte-se para a busca

de solução são elas

Rebaixamento do Lençol freático (

Aula 05) e Valas escoradas ( 3º

conteúdo).


𝐹𝑆𝑝𝑖𝑝𝑖𝑛𝑔 =𝑖𝑐𝑖𝑚á𝑥

𝑖𝑐 =𝛾𝑠𝑢𝑏𝛾𝑤

𝑖𝑚á𝑥 =∆𝐻

𝑙𝑚𝑖𝑛

𝑖𝑐 é o gradiente

hidráulico critico

para a ocorrência

de piping

𝑖𝑚á𝑥 é a relação

entre a perda de

carga e o menor

caminho de

percolação na rede

de fluxo.

FormulaçãoErosão interna


Conceito/FormulaçãoLevantamento Hidráulico

Ruptura hidráulica (ou levantamento hidráulico): envolve uma massa de solo grande,

na zona onde a percolação é ascendente. A sua ocorrência depende da relação

entre o peso submerso da massa de solo (P`) e as forças de percolação (F P) que

nela atuam.

𝐹𝑆𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎 =𝛾𝑠𝑢𝑏

𝑖𝑚é𝑑 ∙ 𝛾𝑤


Exemplo 01

Para a estaca em questão, sabe-se que ela deve apresentar fator de segurança para que não ocorra erosão interna e ruptura hidráulica. O

fator de segurança para os dois casos deve ser superior a 1,00. O solo apresenta peso especifico saturado igual 19,375 kN/m³. Se a

estaca fosse submetida apenas a ação da poro pressão e sua tensão admissível na ponta fosse de 90,00 kPa, a estaca estaria segura.

Assuma que o fator de segurança deve ser maior que 1,00.


Exemplo 02

Para a estaca em questão, sabe-se que ela deve apresentar fator de segurança para que não ocorra erosão interna e ruptura hidráulica. O

fator de segurança para os dois casos deve ser superior a 1,00. O solo apresenta peso especifico saturado igual 13,150 kN/m³. Se a

estaca fosse submetida apenas a ação da poro pressão e sua tensão admissível na ponta fosse de 30,00 kPa, a estaca estaria segura.

Assuma que o fator de segurança deve ser maior que 1,00.


Exemplo 02



REFERÊNCIAS

HACHICH, W. ET AL (ED.). FUNDAÇÕES, TEORIA E PRÁTICA. SÃO PAULO: PINI, 751P, 1998.

MASSAD, F. Obras de terra – Curso básico de geotecnia . São Paulo, SP. Oficina de textos, 215p,2010

GERSCOVICH, D.M.S . Fluxo em solos saturados. Rio de Janeiro, RJ. Departamento de Estrutura e fundações.Faculdade de

Engenharia. Notas de Aula.169p, 2011.


Obrigado pela atenção.

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