O Ensaio de Permeabilidade

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Cálculos

Primeiramente, é necessário calcular a massa seca do corpo de prova, por meio da seguinte expressão:

[pic 4]

Onde:

Ms é a massa seca do corpo de prova, em gramas;

M é a massa do corpo de prova, em gramas;

w é o teor da umidade inicial, em porcentagem.

Depois, é necessário calcular a massa especifica aparente seca inicial do corpo de prova, e se possível, a massa especifica dos grãos, os demais índices físicos iniciais, por meio das expressões:

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

Onde:

ρd é a massa especifica aparente seca inicial do corpo de ptova, em gramas por centímetro cúbico;

Vi é o volume inicial do corpo de prova determinado a partir de suas dimensões iniciais, em centimetro cúbico;

ei é o indica de vazios inicial do corpo de prova;

ρs é a massa especifica dos grãos, em grama por centímetro cúbico

Sr é o grau de saturação inicial do corpo de prova, em porcentagem

Ρw é a massa especifica dos grãos, tomada igual a 1 g/cm3

A vazão (Q) é dada por:

(1)

[pic 8]

Já o gradiente hidráulico (i) é dado por:

(2)

[pic 9]

Sendo adimensional

A velocidade (v) pode ser dada por:

(3)

[pic 10]

Onde S é área interna do permeâmetro que se acha através de seu diâmetro, e (u), é a relação entre a viscosidade da água a 20°C e a temperatura em que ela realmente se encontra T.

Já o coeficiente de permeabilidade (k) pode ser dado por:

(4)

[pic 11]

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Ensaio carga variável

Ou seja, ele é o coeficiente entre uma relação cartesiana onde (v) é o eixo das coordenadas e (i) das abcissas.

O ensaio para determinação do coeficiente de permeabilidade de solos argilosos a carga variável foi realizado de acordo com a norma NBR 14545.

De acordo com essa norma, os métodos para determinação do coeficiente de permeabilidade a carga variável, com água percolando através do solo em regime de escoamento laminar. Para aplicação dos métodos, podem ser utilizados corpos de prova obtidos a partir de amostras não deformadas ou da compactação de amostras deformadas, sendo estes talhados ou moldados, desde que o coeficiente de permeabilidade seja menor que 10-5 m/s.

1.2.1 APARELHAGEM

O sistema para medição das cargas hidráulicas é constituído por um conjunto formado por uma bureta graduada e o permeâmetro.

O permeâmetro se constitui por um cilindro metálico, com aproximadamente 15 cm de diâmetro e 13 cm de altura, ligado a duas tampas e um recipiente com água onde fica parcialmente imerso.

Nas tampas, tanto inferior quanto superior, contem um orifício. Na inferior, esse orifício permite na fase de saturação do corpo de prova, entrada de água e na fase de leitura sua saída e na superior, que permite saída de ar na fase de saturação e entrada de água na fase de leituras. Neste orifício da tampa superior é acoplada uma bureta graduada para medição das cargas hidráulicas.

1.2.2 Execução

Para preparar a base do permeâmetro, foi colocada uma manta geotêxtil, recoberta por um anel de borracha para evitar contato com a argila plástica que envolve o corpo de prova.

Um cilindro metálico foi acoplado a base, logo após o corpo de prova foi posicionado no centro deste cilindro e envolvido com argila plástica, colocadas em camadas com espessura de 2 cm de altura, compactando-a com bastão. Um anel de borracha foi utilizado para cobrir o topo do anel formado pela argila que envolvia o corpo de prova. O

O corpo de prova foi saturado por meio de percolação no sentido ascendente, efetuada pelo orifício da tampa inferior. O processo será satisfatório quando surgir água no orifício da tampa superior e a percolação ocorrer sem a presença de bolhas de ar.

O sistema de aplicação e medição de cargas hidráulicas foi conectado ao orifício da tampa superior, e o ensaio foi iniciado, efetuando medidas das cargas hidráulicas, tempos decorridos e da temperatura da água que percola pelo corpo de prova. O ensaio deve ser realizado ate que se obtenha pelo menos quatro determinações do coeficiente de permeabilidade relativamente próximos, os quais não apresentam evidencias de crescimento ou diminuição.

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Cálculos

Primeiramente, é necessário calcular a massa seca do corpo de prova, por meio da seguinte expressão:

[pic 12]

Onde:

Ms é a massa seca do corpo de prova, em gramas;

M é a massa do corpo de prova, em gramas;

w é o teor da umidade inicial, em porcentagem.

Depois, é necessário calcular a massa especifica aparente seca inicial do corpo de prova, e se possível, a massa especifica dos grãos, os demais índices físicos iniciais, por meio das expressões:

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

Onde: