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A determinação do coeficiente de permeabilidade de solos à carga constante

Qual deve ser o diâmetro interno do permeâmetro? Qual deve ser o esquema de montagem para a saturação do corpo de prova? Como proceder em relação à compacidade relativa próxima de 100%? Qual é a relação de viscosidades da água? Essas perguntas estão sendo respondidas na NBR 13292 de 02/2021 - Solo - Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante.

13/10/2021 - Equipe Target

NBR 13292 de 02/2021 - Solo - Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante

A NBR 13292 de 02/2021 - Solo - Determinação do coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante especifica o método para a determinação do coeficiente de permeabilidade (ou coeficiente de condutividade hidráulica) à carga constante, com a água percolando pelo solo, em regime de escoamento laminar. Aplica-se aos solos granulares, contendo no máximo 10 %, em massa, de material que passa na peneira de 0,075 mm.

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Qual deve ser o diâmetro interno do permeâmetro?

Qual deve ser o esquema de montagem para a saturação do corpo de prova?

Como proceder em relação à compacidade relativa próxima de 100%?

Qual é a relação de viscosidades da água?

A realização do ensaio, em regime de escoamento laminar, pressupõe o atendimento das seguintes condições: a continuidade do escoamento, sem variações de volume do solo, durante o ensaio; a saturação total do corpo de prova; o escoamento em regime permanente, sem variações no gradiente hidráulico, durante a sua realização; a existência de proporcionalidade direta entre as velocidades de fluxo e os gradientes hidráulicos.

A aparelhagem necessária à execução do ensaio inclui um permeâmetro do tipo A (ver figura abaixo) ou B a ser utilizado, que deve ter diâmetro interno no mínimo de 8 vezes a 12 vezes a dimensão máxima dos grãos maiores, conforme indicado na tabela abaixo. A sua altura útil deve ser de 1,5 a 2 vezes o diâmetro interno.

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O permeâmetro deve ser dotado de disco perfurado ou tela reforçada (no permeâmetro do tipo B, utiliza-se apenas disco perfurado), colocado na base e com permeabilidade superior à do corpo de prova, com abertura suficientemente pequena para evitar a passagem de partículas. A colocação de geotêxtil não tecido, de pequena espessura, entre o corpo de prova e o disco (ou tela), pode auxiliar na redução deste efeito.

No permeâmetro do tipo A, entre a face inferior do permeâmetro e o disco perfurado (ou tela), deve ser colocada uma camada compactada de material granular, com granulometria uniforme, com altura entre 1 cm e 3 cm, conforme a granulometria do material que estiver sendo ensaiado, e permeabilidade superior à do corpo de prova. Incluir as saídas para os manômetros, visando a determinação da perda de carga H, ao longo do comprimento L, o qual deve ser igual ou superior ao diâmetro interno do permeâmetro.

As aberturas para os tubos manométricos devem ser dotadas de telas ou de pedras porosas moldadas com areia e cola à base de resina epóxi, misturadas em proporções adequadas. O disco perfurado ou tela adequadamente reforçada (no permeâmetro do tipo B, utiliza-se apenas disco perfurado) deve ser instalado sobre o topo do corpo de prova e com as mesmas características do colocado na base.

No permeâmetro do tipo A, entre o disco perfurado (ou tela) e a face superior do permeâmetro, deve ser colocada uma camada de material granular, com características semelhantes às da colocada na face inferior, com altura tal que, ao se instalar o prato superior do permeâmetro, este comprima levemente o material subjacente. O reservatório para manutenção de carga constante deve ser dotado de um filtro, constituído por uma camada de areia fina, para retenção de parte do ar contido na água de alimentação do sistema.

Quando disponível, é preferível a utilização de água deaerada. Para verter o material no permeâmetro, deve ser utilizado um funil grande, dotado de um bico com comprimento superior à altura total do permeâmetro. O diâmetro do bico deve ser de 13 mm ou 25 mm, respectivamente, caso a dimensão dos grãos maiores seja de 2,0 mm ou 9,5 mm.

Se necessário, pode ser utilizado um equipamento para compactação do corpo de prova. Recomenda-se a utilização de sapata metálica rígida com 5 cm de diâmetro, conectada a um sistema vibratório; sapata metálica rígida com 5 cm de diâmetro, fixada na extremidade de uma haste-guia. A compactação é provocada por um peso, com massa variando entre 0,1 kg para areias e 1 kg para solos com elevado teor de pedregulhos, que deslize ao longo da haste-guia, a qual deve permitir a ajustagem da altura de queda entre 10 cm para areias e 20 cm para solos com elevado teor de pedregulhos.

Para remoção de ar e saturação do corpo de prova, deve ser utilizada uma bomba de vácuo, capaz de aplicar um vácuo de no mínimo 67 kPa (50 cm de Hg). Entre o permeâmetro e a bomba, deve ser instalado um dispositivo ou reservatório adequado, para evitar a entrada de água na bomba.

Na falta da bomba de vácuo, pode-se permitir a vazão inicial mínima, por contrapressão (de baixo para cima), de modo a retirar todo o ar contido no sistema. Os tubos manométricos devem ser dotados de escala graduada em milímetros, para medição das cargas hidráulicas.

Incluir as balanças que permitam pesar nominalmente 2 kg, 10 kg e 40 kg, com precisão de 1 g, 2 g e 5 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis. A régua deve ser metálica, rígida, com dimensões uniformes e comprimento superior ao diâmetro do permeâmetro.

Para a preparação da amostra, deve-se utilizar o repartidor de amostra, ou por quarteamento, obter uma quantidade suficiente de material, de modo a atender ao especificado nessa norma. A amostra deve ser previamente seca ao ar e conter menos que 10% de material passante na peneira de 0,075 mm.

Antecedendo o ensaio de permeabilidade, proceder à análise granulométrica do material, de acordo com a NBR 7181. Determinar também a massa específica dos grãos do solo, de acordo com a NBR 6458. Por peneiramento, separar os grãos retidos na peneira de 19,0 mm, os quais não podem ser utilizados no ensaio de permeabilidade.

Do material passante na peneira de 19,0 mm, selecionar, com uso do repartidor de amostra ou por quarteamento, uma quantidade aproximadamente igual a duas vezes a necessária para preencher o permeâmetro e homogeneizar em uma bandeja. Para a formação do corpo de prova, deve-se selecionar o permeâmetro e com o uso de paquímetro, medir e registrar o diâmetro interno D do permeâmetro em quatro posições igualmente espaçadas e a distância L entre os centros das aberturas dos tubos manométricos, com precisão de 0,1 cm.

Calcular a área da seção transversal interna S do permeâmetro, utilizando a média das medidas de D. No permeâmetro do tipo A, com a régua metálica apoiada nas bordas da parte superior do permeâmetro, medir e anotar, com auxílio do paquímetro, a profundidade compreendida entre a face superior da régua metálica e o topo do disco perfurado ou tela superior, temporariamente colocada sobre o disco ou tela inferior.

No caso de utilização do geotêxtil não tecido, este também deve ser inserido. Subjacentemente ao disco ou tela inferior, deve ser colocada a camada de material granular. Em seguida, efetuar as medições em quatro posições simetricamente espaçadas, mudando a posição da régua, e anotar a média das medidas, como altura A1, com precisão de 0,1 cm.

FONTE: Equipe Target

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