Mecânica dos Solos

Trabalho de Mecânica dos Solos

Gabriel Peixoto Hissa

1. Fluxo Bidimensional - Rede de Fluxo

A água livre ou gravitacional pode-se movimentar de um ponto a outro dentro do solo desde que haja diferença de potencial entre eles. Durante esse movimento ocorre transferência de energia entre a água e as partículas do solo de vido ao atrito viscoso. Diz que o fluxo é unidimensional quando o fluxo de água ocorre na mesma direção como é o caso dos permeâmetros. No campo, considerando todos os fenômenos os fluxos são de natureza tridimensionais. Mas para efeito de estudos geotécnicos o fluxo bidimensional é considerado. O estudo do fluxo bidimensional é feito, usualmente, através de um procedimento gráfico conhecido como Rede de fluxo. O processo consiste, basicamente, em traçar na região em que ocorre o fluxo, dois conjuntos de curvas conhecidas como linhas de fluxo e linhas equipotenciais. A fundamentação teórica para resolução de problemas de fluxo de água foi desenvolvida por Forchheimer e difundida por Casagrande (1937).

O fluxo de água através do meio poroso é descrito por uma equação diferencial (equação de Laplace), bastante conhecida e estudada, pois se aplica a outros fenômenos físicos, como exemplo, fluxo elétrico. É importante frisar que o estudo do fluxo de água em obras de engenharia é de grande importância, pois visa quantificar a vazão que percola no maciço, controlar o movimento da água através do solo e evidentemente proporcionar uma proteção contra os efeitos nocivos deste movimento (liquefação em fundos de valas, erosão, piping, etc).

2. Equação por Fluxo Estacionário e Bidimensional

A equação para determinar o fluxo bidimensional é dada pela Lei de Darcy aplicando-se os princípios de conservação de energia. O estudo do fluxo bidimensional é facilitado pela representação gráfica dos caminhos percorridos pela água e da correspondente dissipação da carga. Esta representação é