ITPAC - INSTITUTO TOCANTINENSE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS

ENGENHARIA CIVIL

IZABEL CASTRO DE ABREU NETA

JUCÉLIO JOÃO DA SILVA JÚNIOR

MATEUS CRELIER DA SILVEIRA GOUVEIA

MAX DOUGLAS PEREIRA DA SILVA

NOÊMIA VILARINS DA ROCHA MECENAS

Relatório

Permeabilidade

Porto Nacional

2014

IZABEL CASTRO DE ABREU NETA

JUCÉLIO JOÃO DA SILVA JÚNIOR

MATEUS CRELIER DA SILVEIRA GOUVEIA

MAX DOUGLAS PEREIRA DA SILVA

NOÊMIA VILARINS DA ROCHA MECENAS

Relatório

Permeabilidade

Porto Nacional

2014

2

Trabalho apresentado como requisito da disciplina de Barragens e Obras de Terra, 8° período do curso de Engenharia Civil, Profº. Cleber

SUMARIO

1 – Introdução_________________________________________________________________4

2 - Objetivo___________________________________________________________________4

3. Equipamentos_______________________________________________________________4

4 - Preparação do Corpo de Prova_________________________________________________4

5 - Procedimento do Ensaio______________________________________________________4

6 – Cálculos___________________________________________________________________5

7 - Resultados_________________________________________________________________5

8 - Referência bibliográfica_______________________________________________________6

9 – Anexo_____________________________________________________________________7

3

1 – Introdução

O coeficiente de permeabilidade é a grandeza que mede a facilidade

com que um fluído escoa através de um meio poroso. Seu valor depende da

viscosidade do fluído, do índice de vazios, do grau de saturação, do tamanho e

da forma das partículas, etc. Sua determinação baseia-se na lei de Darcy para

escoamento laminar, segundo a qual a velocidade de percolação é diretamente

proporcional ao gradiente hidráulico, e

pode ser feita em laboratório por permeâmetros (carga constante ou carga

variável). O conhecimento do coeficiente de permeabilidade é importante em

problemas de drenagem, percolação, rebaixamento de nível d’água, recalques,

etc.

2 - ObjetivoProceder a realização do ensaio de permeabilidade através dos permeâmetros

de carga constante e carga variável em corpos de prova deformados de solos

para a obtenção do coeficiente de permeabilidade.

3. EquipamentosPeneira Nº.4, balança, permeâmetros, destilador e deaerador de água, bureta,

termômetro, proveta, reservatório de água com extravasor, argila plástica para

vedação, tela de arame com malha de 2,0mm, anéis plásticos, etc.

4 - Preparação do Corpo de Prova- Realiza-se o ensaio de compactação para a obtenção da curva de

compactação do solo ensaiado

- Compacta-se o corpo de prova na umidade desejada (em geral a umidade

ótima).

5 - Procedimento do Ensaio- Transfere-se o c.p. para o cilindro do ensaio de permeabilidade, colocando-se

sobre a pedra porosa do cilindro uma camada de areia grossa e a tela metálica.

Instala-se um anel plástico sobre a porção do material que ficará em contato

com a argila impermeável;

4

- Sobre a tela assenta-se o c.p., preenche-se o espaço ao seu redor com a

argila plástica compactando-se as juntas para não deixar caminhos para a

passagem da água entre as paredes do permeâmetro e o c.p.;

- Coloca-se um anel plástico sobre a argila e preenche-se o restante do cilindro

com areia grossa;

- Concluída a montagem do permeâmetro, procede-se à saturação no sentido

base-topo para facilitar a saída do ar dos vazios do solo até que saia água no

topo do aparelho;

- Faz-se fluxo no sentido topo-base e efetuam-se algumas leituras de cargas e

seus tempos correspondentes, bem como anotações da temperatura da água

(Carga Variável);

- Mantém-se o nível d’água do reservatório constante (água saindo pelo

extravaso) e nota-se o intervalo de tempo para que 50 cm3 escoem através do

solo para dentro da proveta. Repete-se o processo para diferentes alturas do

nível da água, anotando-se sempre a temperatura (Carga Constante).

6 – Cálculos

- Permeâmetro de carga constante k = V . L/t . h . A, onde: k –

coeficiente de permeabilidade (cm/s); V – volume de água percolada (cm3); L –

altura do c.p. (cm); t – tempo decorrido (s); h – carga hidráulica (cm); A – área

do c.p.(cm2).

- Permeâmetro de carga constante k = 2,3 (a . L)/(A . t) . log (h1/h2), onde: a –

área da bureta (cm2); L – altura do c.p. (cm); A – área do c.p.(cm2); h1 e h2 –

carga hidráulica (cm); t – intervalo de tempo entre a ocorrência das cargas (s).

- Correção para a temperatura – A variação da viscosidade da água com

temperatura requer uma correção do valor do k obtido, para a padronização à

temperatura de 20ºC: k20 = k . C, onde: k20 coeficiente de permeabilidade a

20ºC; k coeficiente de permeabilidade à temperatura do ensaio; C fator de

correção.

7 - Resultados O valor do coeficiente de permeabilidade será a média aritmética dos

valores obtidos no mesmo ensaio.

5

8 - Referência bibliográfica

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 7182 - Compactação do Solo.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 7187 – Condutividade – Carga Variável

6

9 – Anexo

NORMAL

ENSAIO DE CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA - CARGA VARIÁVEL

LOCAL : SOLO : PROF. (m) : DATA : 17/09/2013 AM : rS (g/cm3) : BLOCO : Construida OPERADOR : DADOS DO CORPO DE PROVA

MO

LDAG

EM

Altura (cm) :

12,68 EN

SAIA

DO

Altura (cm) : 13,22

Diâmetro (cm) :

10,00 Diâmetro (cm) :

10,11

Área (cm2) : 78,54 Área (cm2) : 80,28Solo (g) : 1771,43 Solo (g) : 1892,74Volume (cm3) :

995,88 Volume (cm3) :

1061,27

r (g/cm3) : 1,78 r (g/cm3) : 1,78rd (g/cm3) : 1,539 rd (g/cm3) : 1,395e : e : n (%) : n (%) : Sr (%) : Sr (%) :

TEOR DE UMIDADE

MO

LDAG

EM

Cápsula LO 46 47

SAT

URA

DA

Cápsula 1 97 4S+T+A (g) 88,

50122,36

139,77

S+T+A (g) 71,88

102,09

72,35

S+T (g) 78,37

109,51

124,42

S+T (g) 59,77

84,32

59,55

Tara (T) (g) 14,78

25,80

24,39

Tara (T) (g) 15,49

20,36

14,49

Água (A) (g) 10,13

12,85

15,35

Água (A) (g) 12,11

17,77

12,80

Sólidos (S) (g)

63,59

83,71

100,03

Sólidos (S) (g)

44,28

63,96

45,06

w (%) 15,93

15,35

15,35

w (%) 27,35

27,78

28,41

w média (%)

15,54 w média (%) 27,85

ENSAIO

7

DET

ERM

INAÇ

ÃO

Dat

a

Hor

ário

Inic

ial

Hor

ário

Fin

al

Tem

po d

e En

saio

(s)

f Tub

o de

Car

ga (c

m)

Área

Tub

o de

Car

ga (c

m2 )

Carg

a in

icia

l, h o

(cm

)

Carg

a Fi

nal,

h 1 (c

m)

K T (c

m/s

)

Tem

pera

tura

(ºC)

Corr

eção

, CK

K 20 (

cm/s

)

1 17/set

10:00

10:01

60 2,6 5,3 80,00 79,60

7,3E-05

26,7

0,8588

6,3E-05

2 17/set

10:01

10:02

60 2,6 5,3 79,60 79,00

1,1E-04

26,7

0,8588

9,4E-05

3 17/set

10:02

10:03

60 2,6 5,3 79,00 77,80

2,2E-04

26,7

0,8588

1,9E-04

4 17/set

10:03

10:04

60 2,6 5,3 77,80 76,80

1,9E-04

26,7

0,8588

1,6E-04

5 17/set

10:04

10:05

60 2,6 5,3 76,80 75,80

1,9E-04

26,7

0,8588

1,6E-04

6 17/set

10:05

10:06

60 2,6 5,3 75,80 74,80

1,9E-04

26,7

0,8588

1,7E-04

7 17/set

10:06

10:07

60 2,6 5,3 74,80 74,20

1,2E-04

26,7

0,8588

1,0E-04

8 17/set

10:07

10:08

60 2,6 5,3 74,20 73,80

7,9E-05

26,7

0,8588

6,7E-05

9 17/set

10:08

10:09

60 2,6 5,3 73,80 73,40

7,9E-05

26,7

0,8588

6,8E-05

10 17/set

10:09

10:10

60 2,6 5,3 73,40 73,20

4,0E-05

26,7

0,8588

3,4E-05

11 17/set

10:10

10:15

300 2,6 5,3 73,20 71,40

7,2E-05

26,7

0,8588

6,2E-05

12 17/set

10:15

10:20

300 2,6 5,3 71,40 70,20

4,9E-05

26,7

0,8588

4,2E-05

13 17/set

10:20

10:30

600 2,6 5,3 70,20 67,20

6,3E-05

26,7

0,8588

5,4E-05

14 17/set

10:30

10:40

600 2,6 5,3 67,20 64,20

6,6E-05

26,7

0,8588

5,7E-05

15 17/set

10:40

10:50

600 2,6 5,3 64,20 61,40

6,5E-05

26,7

0,8588

5,6E-05

8

INTERMEDIÁRIO

ENSAIO DE CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA - CARGA VARIÁVEL

LOCAL : SOLO : PROF. (m) : DATA : 28/08/2013 AM : rS (g/cm3) : BLOCO : Inderforma

daOPERADOR :

DADOS DO CORPO DE PROVA

MO

LDAG

EM

Altura (cm) : 9,42

ENSA

IAD

O

Altura (cm) : 9,42Diâmetro (cm) :

10,21 Diâmetro (cm) :

10,21

Área (cm2) : 81,81 Área (cm2) : 81,87Solo (g) : 1595,34 Solo (g) : 1607,12Volume (cm3) :

770,31 Volume (cm3) :

771,25

r (g/cm3) : 2,07 r (g/cm3) : 2,08rd (g/cm3) : 1,823 rd (g/cm3) : 1,629e : e : n (%) : n (%) : Sr (%) : Sr (%) :

TEOR DE UMIDADE

MO

LDAG

EM

Cápsula 46 PT HÁ

SAT

URA

DA

Cápsula 46 HÁ PTS+T+A (g) 44,2

550,65

36,18

S+T+A (g) 54,57

59,06 63,80

S+T (g) 41,91

47,99

34,96

S+T (g) 48,92

50,52 56,62

Tara (T) (g) 25,79

26,37

26,22

Tara (T) (g) 25,81

26,47 26,49

Água (A) (g) 2,34 2,66 1,22 Água (A) (g) 5,65 8,54 7,18Sólidos (S) (g)

16,12

21,62

8,74 Sólidos (S) (g)

23,11

24,05 30,13

w (%) 14,52

12,30

13,96

w (%) 24,45

35,51 23,83

w média (%) 13,59 w média (%) 27,93ENSAIO

9

DET

ERM

INAÇ

ÃO

Dat

a

Hor

ário

Inic

ial

Hor

ário

Fin

al

Tem

po d

e En

saio

(s)

f Tub

o de

Car

ga (c

m)

Área

Tub

o de

Car

ga (c

m2 )

Carg

a in

icia

l, h o

(cm

)

Carg

a Fi

nal,

h 1 (c

m)

K T (c

m/s

)

Tem

pera

tura

(ºC)

Corr

eção

, CK

K 20 (

cm/s

)

1 28/ago

10:10

10:11

60 2,6 5,3 80,00

78,60

1,8E-04

24,0 0,9125

1,6E-04

2 28/ago

10:11

10:12

60 2,6 5,3 78,60

77,60

1,3E-04

24,0 0,9125

1,2E-04

3 28/ago

10:12

10:13

60 2,6 5,3 77,60

76,40

1,6E-04

24,0 0,9125

1,4E-04

4 28/ago

10:13

10:14

60 2,6 5,3 76,40

75,80

8,0E-05

24,0 0,9125

7,3E-05

5 28/ago

10:14

10:15

60 2,6 5,3 75,80

74,80

1,3E-04

24,0 0,9125

1,2E-04

6 28/ago

10:15

10:16

60 2,6 5,3 74,80

73,80

1,4E-04

24,0 0,9125

1,2E-04

10

MODIFICADO

ENSAIO DE CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA - CARGA VARIÁVEL

LOCAL : SOLO : Argila Silto-ArenosaPROF. (m) : DATA : 17/09/2013 AM : rS (g/cm3) : 2,818 BLOCO : Construida OPERADOR

:

DADOS DO CORPO DE PROVA

MO

LDAG

EM

Altura (cm) : 12,68

ENSA

IAD

O

Altura (cm) :

13,22

Diâmetro (cm) :

10,00 Diâmetro (cm) :

10,11

Área (cm2) : 78,54 Área (cm2) : 80,28Solo (g) : 1771,43 Solo (g) : 1892,74Volume (cm3) :

995,88 Volume (cm3) :

1061,27

r (g/cm3) : 1,78 r (g/cm3) : 1,78rd (g/cm3) : 1,539 rd (g/cm3) : 1,395e : 0,83 e : 1,02n (%) : 45,37 n (%) : 50,50Sr (%) : 52,74 Sr (%) : 76,93

TEOR DE UMIDADE

MO

LDAG

EM

Cápsula LO 46 47

SAT

URA

DA

Cápsula 1 97 4S+T+A (g) 88,5

0122,36

139,77

S+T+A (g) 71,88

102,09

72,35

S+T (g) 78,37

109,51

124,42

S+T (g) 59,77

84,32 59,55

Tara (T) (g) 14,78

25,80 24,39 Tara (T) (g) 15,49

20,36 14,49

Água (A) (g) 10,13

12,85 15,35 Água (A) (g) 12,11

17,77 12,80

Sólidos (S) (g)

63,59

83,71 100,03

Sólidos (S) (g)

44,28

63,96 45,06

w (%) 15,93

15,35 15,35 w (%) 27,35

27,78 28,41

w média (%) 15,54 w média (%)

27,85

ENSAIO

11

DET

ERM

INAÇ

ÃO

Dat

a

Hor

ário

Inic

ial

Hor

ário

Fin

al

Tem

po d

e En

saio

(s)

f Tub

o de

Car

ga (c

m)

Área

Tub

o de

Car

ga (c

m2 )

Carg

a in

icia

l, h o

(cm

)

Carg

a Fi

nal,

h 1 (c

m)

K T (c

m/s

)

Tem

pera

tura

(ºC)

Corr

eção

, CK

K 20 (

cm/s

)

1 17/set

10:00

10:01

60 2,6 5,3 80,00

79,60

7,3E-05

26,7 0,8588

6,3E-05

2 17/set

10:01

10:02

60 2,6 5,3 79,60

79,00

1,1E-04

26,7 0,8588

9,4E-05

3 17/set

10:02

10:03

60 2,6 5,3 79,00

77,80

2,2E-04

26,7 0,8588

1,9E-04

4 17/set

10:03

10:04

60 2,6 5,3 77,80

76,80

1,9E-04

26,7 0,8588

1,6E-04

5 17/set

10:04

10:05

60 2,6 5,3 76,80

75,80

1,9E-04

26,7 0,8588

1,6E-04

6 17/set

10:05

10:06

60 2,6 5,3 75,80

74,80

1,9E-04

26,7 0,8588

1,7E-04

12