16
Medindo carga hidráulica A hid á li i di í l d i á t A carga hidr áulica indica o nível de energia em que a água se encontra, sendo influenciada pela elevação do nível d’água e pela pressão. fita sensor

semana-8 (1)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

semana-8 (1)

Citation preview

  • Medindo carga hidrulica A hid li i di l d i t A carga hidrulica indica o nvel de energia em que a gua se encontra,

    sendo influenciada pela elevao do nvel dgua e pela presso.

    fita

    sensor

  • REFERNCIAS BIBLIOGRFICASREFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    BOSCOV, M. E. G. Geotecnia Ambiental. So Paulo, Oficina de, ,Textos, 2008, 248p.

  • Determinar cargas hidrulicas

    Presses degua agindo Presso dePresses que

    0,9 m

    1,5m

    h

    nas extremidades doCP percolaoexistiriam senohouvesse fluxo

    u=3KN/m2 u=3KN/m2

    0,6m0,9 m

    L

    Z

    = 20,9 KN/m3

    Exercida pela gua depercolao,uniformeecompletamente dissipada nomovimento

    ascendente ao longo dosolo.

    u=9KN/m2=w(L+Z)

    u=6KN/m2=w.h Pode serconvertida em fora ao sermultiplicada pela rea doCP.

    F=w.h.AFora de Percolao

    u=15KN/m2 =w(L+Z+h)

    Por unidade devolulme

    w.h.A/L.A

    Fora dePercolaoj =i.w

    5

  • A dissipao da carga total, no decorrer do fluxo da gua atravs do solo,ocorre por atrito, provocando um esforo de arraste na direo domovimento Fora de Percolao.

    A fora de percolao atua da mesma forma que a fora gravitacional As A fora de percolao atua da mesma forma que a fora gravitacional. Asduas se somam quando atuam no mesmo sentido (fluxo descendente) ese subtraem quando em sentido contrrio (fluxo ascendente).

    6

  • Tenses nosolosubmetido percolao

    Percolao devese descontara fora de percolao.

    Fluxo descendente aumenta com a percolaoem relao situao sem fluxo, e vale:

    7

  • Gradiente crtico

    Considerandose que no exemplo anterior a carga h aumenteprogressivamente; a tenso efetiva ir diminuindo at que se torne nula.Nesta situao, as foras transmitidas gro a gro so nulas. , g g

    Como a resistncia das areias proporcional tenso efetiva, quando estase anula, a areia perde completamente sua resistncia, ficando numestado definido como areia movedia.

    Liquefao ocorre quando a fora de arraste se iguala ao peso do solo.8

  • Para se conhecer o gradiente que provoca o estado de areia movedia Para se conhecer o gradiente que provoca o estado de areia movedia,podese determinar o valor que conduz tenso efetiva igual a zero.

    Areia movedia ocorre quando fluxo ascendente (areias finas).

    Areia movedia eroso progressiva(piping) ruptura de barragens.

    9

  • Reduo do gradiente de sada

    (NR) hT = 0,45 m; ha = 0; hp = 0,45 m(0,20 m) hT = 0,30 m; ha = 0,2 m; hp = 0,10 m

    u = 4,5 KN/m2 u = 1,0 KN/m2

    (0 10 ) h ?

    m =19KN/m3

    KB =KA(0,10 m) hp = ?hT = 0,45 (0,15/2) = 0,375 m

    ha = 0,1 m; hp = 0,275 m u = 2,75 KN/m2mm

    NRm

    (0,20 m) = 10 . 0,1 = 1 KN/m2 = 0(0,10 m) = 1 + (19 . 0,1) = 2,9 KN/m2 = 0,15 KN/m2(NR) = 2,9 + (19 . 0,1) = 4,8 KN/m2 = 0,3 KN/m2

    i (0,75) < icrti = ? (0.45 0,30) / 0,2 = 0,75icrt= ? icrt = sub/w = 0,9

    Que carga h causaria icrt? h/0,2 = 0,9 h = 0,18 m

    10

  • Reduo do gradiente de sada

    =19KN/m3KB =4KA

    Q = k i A = k (h/L) AQB = QA LB = LA; AB =AA4KA .hB = KA.hA hB = hA/4h h h

    iA = 0,12/0,1 = 1,2iB = 0,03/0,1 = 0,3h = 0,15 m 0,15 m = hB + hA

    Substitundo 0,15 = 0,25.hA + hAhA = 0,12 mhB = 0 12/4 = 0 03 m

    B , / , ,icrt = sub/w = 0,9

    iA > icrthB = 0,12/4 = 0,03 m

    A areia A, ainda que estando com gradientesuperior ao crtico, est protegida contrapiping pela ao bloqueadora da areia B.

    (0,10 m) interface entre areiashT = 0,45 (carga dissipada na areia A)hT = 0 45 0 12 = 0 33 m; ha = 0 1 m; hp = 0 33 0 1 = 0 23 mhT = 0,45 0,12 = 0,33 m; ha = 0,1 m; hp = 0,33 0,1 = 0,23 m

    u = 0,23 . 10 = 2,3 KN/m3 = 2,9 2,3 = 0,6 KN/m311

  • Reduo do gradiente de sada

    Se h = 0,18 m (NR) hT = 0,48 m; hp = 0,48 m u = 4,8 KN/m2 = 4,8 4,8 = 0

    I di f d i l l d i

    =19KN/m3KB =4KA

    Indica fora de arraste igual ao peso total das areias.

    (w .h.A)=(sub .L.A)(10.0,18)=((1910).0,2)

    1 8 = 1 8

    0,18

    1,8=1,8

    QB = QA LB = LA; AB =AA4KA .hB = KA.hA hB = hA/4

    NR

    iA = 0,144/0,1 = 1,44 > icrt/

    A B A A B A

    h = 0,18 m 0,18 m = hB + hASubstitundo 0,18 = 0,25.hA + hAhA = 0,144 m

    iB = 0,036/0,1 = 0,36 < icrthB = 0,144/4 = 0,036 m

    O gradiente de sada (areia B) ainda menor que o crtico, entretanto, qualquer acrscimod hid li j h 0 18 f f d j i dde carga hidrulica, ou seja, se h > 0,18 m, far com que a fora de arraste seja maior do queo peso do solo, causando levantamento dos gros de areia e sua disperso.

    12

  • Filtros de proteo A areia B do exemplo anterior pode ser considerada como um filtro de proteo da areia A A areia B do exemplo anterior pode ser considerada como um filtro de proteo da areia A,

    na medida em que confina a areia A, e as foras de percolao que se desenvolvem nela (areiaB) so relativamente baixas.

    Alm disso, um segundo aspecto deve ser satisfeito por um filtro de proteo: necessrio quef os seus vazios no sejam to abertos que os gros finos da areia A possam passar por eles.

    Para impedir o piping, dos solos suscetveis a este processo, necessrio que eles sejamimpedidos de ter superfcies de sada de gua desprotegidas ou em contato com aberturas quepermitam a passagem dos seus gros Assim a superfcie onde haja emergncia dgua deverpermitam a passagem dos seus gros. Assim, a superfcie onde haja emergncia d gua deverser recoberta com uma camada filtrante que sirva finalidade de deixar passar gua, masimpedindo a passagem dos gros do solo.

    C it i j t d filt d t (T hi) Critrios para projeto de filtros de proteo (Terzaghi)

    D15 FILTRO > 5 . D15 SOLO indicando que o filtro deve ser mais permevel que o solo D15 FILTRO < 5 . D85 SOLO limitando o tamanho dos finos do filtro, de forma que no

    deixem passagem para os gros do solo.

    Os filtros devem ser suficientemente pesados para no serem eles prprios carreados pelasforas de percolao.

    13

  • Filtros de proteo

    D15 FILTRO > 5 . D15 SOLO D15 FILTRO < 5 . D85 SOLO

    D15=0,7D85=8,0

    D15=0,04D 0 5

    D15=0,12D85= 1,2 D15=4,0

    D85= 25D85= 0,5

    Solo: S Filtros a serem verificados: P, Q e R

    14

  • Granulometria descontnua

    A descontinuidade da granulometria permiteque as partculas mais finas da areia se infiltrempelos vazios deixados pelos gros grossos esejam carreados pela gua de percolao.j p g p

    Areia no filtro de si prpria.

    Permemetros horizontais Permemetros horizontais Foras de percolao so horizontais.

    15

  • REFERNCIAS BIBLIOGRFICASREFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    LAMBE, T. W.; WHITMAN, R. V. Soil Mechanics. New York, John, ; , ,Wiley & Sons, 1970, 553p.

    PINTO C S C B i d M i d S l S P l Ofi i PINTO, C. S. Curso Bsico de Mecnica dos Solos. So Paulo, Oficinade Textos, 2000, 274p.