A cerca das Tensões Geostáticas e Permeabilidade, responda:
Se a pressão efetiva está aumentando, o que acontece com a pressão de água?

Passo 1

O enunciado pergunta: “Se a pressão efetiva está aumentando, o que acontece com a pressão de água?”
Informações visíveis na imagem (peguei esses dados da imagem): as quatro colunas têm a mesma altura total (isso representa a mesma tensão total \sigma para cada caso) e a porção azul varia entre as colunas (essa porção azul representa, visualmente, a pressão de água u; a parte em branco em cima representa a tensão efetiva \sigma').
Não resolvo nada ainda — só organizei o que o enunciado/figura nos dá e o que é pedido.

Passo 2

Apresento a relação fundamental que liga as quantidades envolvidas. Esta é a relação de Terzaghi (princípio da tensão efetiva):
\sigma = \sigma' + u
Expliquei cada símbolo:
  • \sigma é a tensão total (por exemplo, o peso do solo e carga sobre ele) — unidade: normalmente \text{Pa} ou \text{kPa}.
  • \sigma' é a tensão efetiva: a parte da tensão que é realmente suportada pelos grãos do solo (a “força que fecha os contatos entre grãos”).
  • u é a pressão de poros (pressão da água) — também em \text{Pa} ou \text{kPa}.
Intuição física curta: o total de carga é repartido entre o esqueleto sólido ( \sigma') e o fluido nos poros ( u). Se uma parcela aumenta, a outra deve ajustar para que a soma permaneça igual, a menos que a tensão total mude.

Passo 3

Isolo u para ver diretamente a dependência:
u = \sigma - \sigma'
Isto é uma simples rearrumação algébrica da equação anterior. Ela nos diz o seguinte: para um dado valor de tensão total \sigma, a pressão de água u é o que sobra quando subtraímos a tensão efetiva \sigma'. Portanto, se \sigma for constante e \sigma' aumentar, a diferença \sigma - \sigma' diminui, logo u diminui.

Passo 4

Dou um exemplo numérico bem simples para fixar a ideia (faça assim na prova se precisar ilustrar):
  • Suponha \sigma = 100\\ \text{kPa}.
  • Situação inicial: \sigma' = 40\\ \text{kPa}. Então, segundo a fórmula,
u = 100 - 40 = 60\\ \text{kPa}.
  • Agora, se a tensão efetiva aumenta para \sigma' = 50\\ \text{kPa} (mantendo \sigma fixo),
u = 100 - 50 = 50\\ \text{kPa}.
Ou seja, a pressão de água diminuiu de 60\\ \text{kPa} para 50\\ \text{kPa}.

Passo 5

Observação sobre os diferentes cenários possíveis na prática (importante para não se confundir na prova):
  • Se a tensão efetiva aumenta porque o solo drenou (água saiu), então realmente u diminui (caso típico drenado).
  • Em contrapartida, se você aplica uma carga rapidamente e o solo não drena (condição NÃO drenada), a tensão total \sigma aumenta e a água não sai, então u pode aumentar e \sigma' pode até não variar muito. Então sempre verifique se o problema assume condições drenadas ou não drenadas.
    Na imagem, como a altura total é a mesma, a interpretação natural é que \sigma é constante e a porção azul (pressão de água u) é maior quando a porção branca (tensão efetiva \sigma') é menor — consistente com a relação algebrica.

Resposta

A pressão de água diminui (assumindo que a tensão total \sigma permanece constante; ou seja, em condição drenada).

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