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Estrutura da apresentação Ensaios in situ Historial dos ensaios de permeabilidade dos solos Definição do Ensaio de Gilg e Gavard Esquema de sistema pizoemétrico Procedimentos de aplicação do ensaio de Gilg-Gavard Nível Constante Nível Variável Comparação do método de Gilg e Gavard com Lugeon Considerações Finais Ensaios in situ Os ensaios in situ têm a vantagem de serem executados com o solo não perturbado, e de ensaiarem um grande volume de solo de uma só vez pelo que a amostra é representativa, envolvendo até várias camadas/horizontes. Os ensaios in situ têm como desvantagens a falta de controlo que se tem em laboratório, e não têm em conta a anisotropia de permeabilidade. Ensaios conhecidos para estudar a permeabilidade in situ (Vallejo, 2002; Fernandes, 2006): Ensaio de Lugeon; Ensaio de Lefranc; Ensaio de Gilg-Gavard; Ensaio de Bombagem em poços; Ensaio de Matsuo; Ensaio de Haefeli; CPTu Historial dos ensaios de permeabilidade dos solos A estabilização de solos é utilizada desde a antiguidade, havendo referência à primeira estrada quimicamente estabilizada com cal no tempo do Império Romano, na Via Ápia, (Moseley, 1993). Na era moderna, com o desenvolvimento tecnológico e a necessidade de construir cada vez mais e sobre solos de pior qualidade, surge no Japão e nos países Nórdicos na década de 1970, a técnica de Deep-Mixing, que permitia à época estabilizar quimicamente solos moles até profundidades de 40m (Moseley, 1993). Atualmente existem várias variantes da técnica de Deep-Mixing sendo disso exemplos a técnica de Jet Grouting e a técnica de Cutter Soil Mixing (CSM). Definição do Ensaio de Gilg e Gavard Ensaios de Gilg-Gavard São ensaios que realizam no interior de sondas para obter a permeabilidade dos solos de permeabilidade baixa e alta. Estes podem ser realizados a niveis constantes e variaveis. A execução do ensaio de Gilg-Gavard (ensaio indicado para solos de permeabilidade média a baixa) é igual à do ensaio de Lefranc, mas a carga hidráulica é medida em relação ao nível piezométrico inicial no furo/poço e não ao nível freático (Vallejo, 2002). O ensaio de bombagem em poços consiste em extrair água de um furo, mantendo o nível de água constante dentro do mesmo (ensaio de carga constante), e medindo a carga hidráulica em piezómetros instalados nas proximidades. Assim sabem-se as características do escoamento, nomeadamente a perda de carga por unidade de distância, sendo possível estimar a permeabilidade do solo (Fernandes, 2006). 2. Esquema de sistema pizoemétrico Procedimentos de aplicação do ensaio de Gilg-Gavard Os Ensaios de Permeabilidade em Solos consistem nos seguintes procedimentos: realização do ensaio SPT com a escavação com trado ou cavadeira do primeiro metro de solo e posteriormente perfuração de 45 cm de solo em cada metro, sendo os 55 cm restantes lavados com percolação constante de água e com o trépano. O ensaio é realizado nos 45 cm perfurados com hastes de 2”1/2 polegadas (6,35 cm). Para que o ensaio ocorra na profundidade desejada, coloca-se revestimento de 3,5 polegadas (8,89 centímetros) para selar as paredes do furo (quando possível), deixando apenas os 45 cm finais onde foi executa a medida da penetração sem o revestimento. O coeficiente de permeabilidade do solo saturado é determinado a partir dos dados dos ensaios de infiltração de acordo com a equação de Gilg & Gavard (1957): onde: K – Coeficiente de permeabilidade; d – Diâmetro do furo de sondagem; d 1 – Diâmetro do revestimento; ∆h – rebaixamento da coluna d’água durante o ensaio; ∆t – variação de tempo durante o ensaio; hm – espessura medida do nível d’água até a metade do ∆h; L – Espessura da camada do ensaio. Nível Constante No nivel constante introduz-se o caudal contínuo de água na sonda, de forma que o nivel de água se mantenha constante dentro da perfuração. Estabilizado o processo a partir desse caudal e a longetitude e da perfuração, calculemos a permeabilidade . Esse coeficiente de permeabilidade k se obtém mediante as seguintes expressões: K= Q/(πdh) para sondas geotécnicas K= Q/(600Ah) para poços (k se mede em cm/s ) Onde: Q é o caudal admitido por (1 minuto); d é o diâmetro da sonda (m); h é a altura constante da água por cima do nivel pizoemetrico (m); A é um coeficiente que depende da longitude e do diâmetro do tubo. A= a (1×𝑶.𝟑𝟐𝝀+𝟑𝟎𝒅 ) Nível Variável Neste método, se injecta água através de um tubo de injecção conectada a câmara de infiltração para conseguir drena-lo ao todo basta que se alcance um determinado nível se no anterior for possível. Em um momento determinado (tempo inicial), se corta a injecção de agua e se faz um seguimento do nível dentro do tubo a permeabilidade se obtém a partir a lei que relaciona o nível em função do tempo fazendo uso da seguinte equação: Sendo: k = permeabilidade em cm/s. d = diâmetro da sonda em centímetros, más exactamente, diâmetro do tubo através da que se injecta em água e a câmara de infiltração e dentro do qual se mede o nível. ΔH = descenso de nível (centímetros) produzido no intervalo de tempo Δt (segundos). A = como em a equação (2). Hm = altura media do nível de água (cm) existente durante o intervalo do tempo Δt, dado pela diferença de altura entre o valor medio do tramo ΔH e o nível freático do piezométrico. 3. Comparação do método de Gilg e Gavard com Lugeon Os ensaios de Lefranc e de Gilg-Gavard são ensaios muito parecidos em termos de execução e, à semelhança do ensaio de Lugeon, ambos se baseiam na medição do caudal infiltrado num furo de sondagem, mas diferem deste na medida em que a água não é inserida a grandes pressões, mas sim em superfície livre e podem ser executados com carga hidráulica constante ou variável. O ensaio de Lefranc é o mais indicado para medir in situ a permeabilidade de solos granulares, permeáveis a semipermeáveis, situados abaixo do nível freático. O procedimento consiste em preencher o furo de sondagem com água e medir o caudal necessário para manter o nível constante (ensaio de carga constante em regime permanente) ou medir a velocidade de descida do nível da água (ensaio de carga variável em regime variável). A execução do ensaio de Gilg-Gavard (ensaio indicado para solos de permeabilidade média a baixa) é igual à do ensaio de Lefranc, mas a carga hidráulica é medida em relação ao nível piezométrico inicial no furo/poço e não ao nível freático (Vallejo, 2002). Considerações Finais Com base na realização deste trabalho, pose se chegar na conclusão de que os Ensaios de infiltração são realizados em solos saturados e não saturados com o objetivo de se determinar o coeficiente de permeabilidade k. Tal coeficiente é um fator importante do solo, já que sua ordem de grandeza permite caracterizar a influência da estrutura de cada tipo de solo no escoamento da água. Por meio da modelagem matemática, é possível, representando as características físicas de um ensaio de infiltração, compreender o escoamento da água no solo e, assim, prever o movimento da água. O movimento da água no solo pode ser descrito pela Lei de Darcy, para solos saturados, e pela Lei de Richards, para solos não saturados. Pela atenção dispensada, o nosso Muito Obrigado Thank You Khanimambo