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Aula 03 – Fluxo no Solo – Fluxo não confinado

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GEOTECNIA III

Eng. Civil Augusto Romanini (FACET – Sinop)

Sinop - MT

2017/1

V1.0

Fluxo no solo

AULAS

28/04/2017 2

Aula 01 – Fluxo no solo

Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado

Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica

Aula 06 – Barragens

Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas

Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório

Aula 05 –

Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – Taludes e Estruturas de contenção

Parte II – Barragens de Terra

Parte I – Fluxo no solo

Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises

Aula 09 – Aspectos construtivos Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”

28/04/2017 Fluxo no Solo 3

Linha freática

A linha freática é a fronteira superior da região por onde se processa o fluxo. É a

linha de fluxo superior do meio, ao longo da qual a carga piezométrica é nula (só

existe carga de elevação).

REDE DE FLUXO NÃO CONFINADO


1. Localizar o foco, denomina – lo ponto F.

2. Traçar uma reta vertical passando pelo pé do talude a montante, quando cruzar o NA denominar o

ponto A.

3. Define – se o ponto C onde o NA encontra o talude de montante da barragem

4. Define – se um ponto D , fazendo o trecho DC = 1/3AC

5. Prolongar a linha do NA até além do talude a jusante

6. Com o centro do compasso em D , e a ponta grafite em F , girando até encontrar o prolongamento de

NA, tem – se assim o ponto E

7. No ponto E traça –se um reta até encontrar a linha de base, denominar assim o ponto G.

8. Dividir o trecho entre F e G em dois, denomina –lo ponto N

9. Traçar um reta vertical a partir de N até encontra o prolongamento da linha NA.

10. Dividir os trechos MN e DM em números iguais de segmentos

11. Ligar com retas os pontos da divisão do trecho de DM até o ponto N

12. Traçar linhas horizontais passando pelos pontos MN até as linhas que levam a N.

13. O pontos de intersecção das linhas determinam os pontos da linha freática

14. Realizar a correção da parábola básica.

Linha freáticaREDE DE FLUXO NÃO CONFINADO

Parábola básica


Posições do Foco

Ponta do

TaludeFiltro de Pé

Tapete

Filtrante

Filtro

Qualquer



Correção de Entrada

CORREÇÃO VISUAL!



Recomendações de Casagrande, baseado em observações em modelos reduzidos,

para correção na parábola básica


F

D


Correção de Saída

1. Determinar o ponto de encontro da parábola básica

com o talude a jusante

2. Determinar a distância (Δa + a) que vai do foco

determinado ao ponto de saída a jusante

3. Obter o ângulo β, ângulo entre o talude de jusante e a

horizontal

4. Determinar a relação Δa / (Δa + a), a partir da tabela.

5. Obter a distância (a) e o ponto do foco.

6. Traçar a linha freática passando pelo extremo superior

do trecho (a).

Situação válida para 30º<β<180º.

Dados para correção de saída.

β 30º 60º 90º 120º 150º 180º

Δa/Δa+a 0,36 0,32 0,26 0,18 0,10 0,00


Situação válida para β<30º.

𝑎 =𝑑

𝑐𝑜𝑠𝛽−

𝑑2

𝑐𝑜𝑠𝛽2−

ℎ2

𝑐𝑜𝑠𝛽2

Onde d é a distância do D ao F e h é a altura da barragem.

F


1. Localizar o foco, denomina – lo ponto F.

2. Traçar uma reta vertical passando pelo pé do talude a montante, quando cruzar o NA denominar o

ponto A.

3. Define – se o ponto C onde o NA encontra o talude de montante da barragem

4. Define – se um ponto D , fazendo o trecho DC = 1/3AC

5. Prolongar a linha do NA até além do talude a jusante

6. Com o centro do compasso em D , e a ponta grafite em F , girando até encontrar o prolongamento de


7. No ponto E traça –se um reta até encontrar a linha de base, denominar assim o ponto G.

8. Dividir o trecho entre F e G em dois, denomina –lo ponto N

9. Traçar um reta vertical a partir de N até encontra o prolongamento da linha NA. Denomina – se o Ponto

M

10. Dividir os trechos MN e DM em números iguais de segmentos

11. Ligar com retas os pontos da divisão do trecho de DM até o ponto N


13. O pontos de intersecção das linhas determinam os pontos da linha freática

14. Realizar a correção da parábola básica.


Parábola básica


Exemplo 01REDE DE FLUXO NÃO CONFINADO

Para a rede de fluxo obtida da Figura, responda:

a) Volume diário a ser captada pelo filtro, sabendo que a barragem tem um

extensão 900,00 metros e o coeficiente de permeabilidade do solo do maciço

é 2,85E-6 m/s.

b) A pressão em um ponto X, situado na metade do nível da água e uma linha

que sai do Ponto C e encontra a fundação.

Exemplo 02

a) Apenas representação gráfica


Exemplo 03REDE DE FLUXO NÃO CONFINADO

Para a rede de fluxo obtida da Figura, responda:

a) Volume diário a ser captada pelo filtro, sabendo que a barragem tem um

extensão 600,00 metros e o coeficiente de permeabilidade do solo do maciço

é 1,85E-6 m/s.

b) Qual a vazão horária estimada?

c) A pressão em um ponto X, situado na metade do nível da água e uma linha

que sai do Ponto C e encontra a fundação.


EXEMPLOREDE DE FLUXO NÃO CONFINADO



1 - Localizar o foco, denomina – lo ponto F.



2 - Traçar uma reta vertical passando pelo pé do talude a montante, quando cruzar o NA denominar o ponto

A.



3 - Define – se o ponto C onde o NA encontra o talude de montante da barragem

4 - Define – se um ponto D , fazendo o trecho DC = 1/3AC

.



5 - Prolongar a linha do NA até além do talude a jusante



6 - Com o centro do compasso em D , e a ponta grafite em F , girando até encontrar o prolongamento de




7 - No ponto E traça –se um reta até encontrar a linha de base, denominar assim o ponto G.



8 – Dividir o trecho entre F e G em dois, denomina –lo ponto N



9 - Traçar um reta vertical a partir de N até encontra o prolongamento da linha NA. Denomina – se o Ponto M

10 – Dividir os trechos MN e DM em números iguais de segmentos



11 - Ligar com retas os pontos da divisão do trecho de DM até o ponto N



12 – Traçar linhas horizontais passando pelos pontos MN até as linhas que levam a N.



13 – O pontos de intersecção das linhas determinam os pontos da linha freática



14 - Realizar a correção da parábola básica.


REFERÊNCIAS

HACHICH, W. ET AL (ED.). FUNDAÇÕES, TEORIA E PRÁTICA. SÃO PAULO: PINI, 751P, 1998.

MASSAD, F. Obras de terra – Curso básico de geotecnia . São Paulo, SP. Oficina de textos, 215p,2010

GERSCOVICH, D.M.S . Fluxo em solos saturados. Rio de Janeiro, RJ. Departamento de Estrutura e fundações.Faculdade de

Engenharia. Notas de Aula.169p, 2011.


Obrigado pela atenção.

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