​Considerando que o escoamento ocorre em regime laminar e que as condições do ensaio permitem a aplicação da Lei de Darcy, determine o coeficiente de permeabilidade (k) do solo, em cm/s.

  

ATIVIDADE 1 - ECIV - MECÂNICA DOS SOLOS - 54_2026

QUESTÃO 1

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ATIVIDADE PROPOSTA:

QUESTÃO 1

Os solos constituem um dos principais materiais envolvidos nas obras de engenharia civil, uma vez que servem como suporte para fundações, pavimentos, barragens, aterros e diversas outras estruturas. Por serem materiais naturais resultantes dos processos de intemperismo e decomposição das rochas, apresentam grande variabilidade quanto à granulometria, composição mineralógica, estrutura, textura, índice de vazios e capacidade de permitir a passagem da água.

Segundo Caputo (1988), a permeabilidade corresponde à propriedade que os solos apresentam de permitir o escoamento da água por meio dos vazios existentes entre suas partículas, sendo seu conhecimento fundamental para a análise de problemas relacionados à drenagem, percolação, estabilidade de taludes, barragens e fundações. A obra de Caputo inclui a permeabilidade entre os fundamentos da mecânica dos solos.

Fonte: CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações: fundamentos. v. 1. 6. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1988. 

Em solos finos, especialmente argilas, os baixos valores de permeabilidade tornam conveniente a utilização do ensaio de permeabilidade à carga variável, no qual se acompanha a redução da carga hidráulica ao longo do tempo.

Durante a investigação geotécnica destinada ao projeto de uma obra de engenharia civil, uma amostra de solo argiloso foi submetida ao ensaio de permeabilidade à carga variável. Foram obtidos os seguintes dados:

Grandeza	Valor
Altura da amostra de solo (L)	35,2 cm
Área da seção transversal da amostra (A)	12,3 cm²
Área da seção transversal da bureta/piezômetro (a)	0,42 cm²
Carga hidráulica inicial (h₁)	60,8 cm
Carga hidráulica final (h₂)	40,8 cm
Intervalo de tempo	60 minutos

Fonte: o autor.

​Considerando que o escoamento ocorre em regime laminar e que as condições do ensaio permitem a aplicação da Lei de Darcy, determine o coeficiente de permeabilidade (k) do solo, em cm/s. Apresente o desenvolvimento dos cálculos e interprete, de forma sucinta, o significado do valor encontrado quanto à capacidade de percolação da água através do solo.

QUESTÃO 2
 
A análise da percolação de água através dos solos é fundamental para o projeto e a segurança de obras hidráulicas, como barragens, diques e canais. A presença de camadas permeáveis pode estabelecer caminhos preferenciais para o fluxo de água, ocasionando perdas de água armazenada e contribuindo para alterações nas condições de pressão no interior do maciço. Segundo Pinto (2006), a permeabilidade representa a propriedade que um solo apresenta de permitir o escoamento de água através de seus vazios. Em condições de fluxo laminar, a vazão pode ser determinada pela Lei de Darcy, segundo a qual a velocidade de fluxo é proporcional ao coeficiente de permeabilidade e ao gradiente hidráulico.
 
Fonte: PINTO, C. de S. Curso básico de mecânica dos solos: em 16 aulas. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
 
Após a construção de uma barragem, detectou-se a presença de uma camada permeável de espessura uniforme igual a 20 m e que se estende ao longo de toda a barragem, cuja seção transversal está ilustrada a seguir. Suponha que o coeficiente de permeabilidade da camada permeável seja igual a 4,5.10⁻⁴m/s, que ocorram perdas de carga hidráulica somente no trecho percorrido pela água dentro dessa camada e que a barragem e as demais camadas presentes sejam impermeáveis. Sob essas condições, calcule a vazão (Q) por unidade de comprimento ao longo da extensão da barragem, que é perdida por infiltração através da camada permeável.