Considerando casos gerais, o tipo de fluxo que ocorre em um material pode ser definido a partir das condições de alteração do índice de vazios e do grau de saturação nele encontrados. Quais são os tipos de fluxo? Exemplifique-os.
Passo 1
Tranquilo! Primeiro vamos entender o que a questão pede. Ela quer que a gente identifique, em termos de variações do índice de vazios (e) e do grau de saturação (S), quais tipos de fluxo podem ocorrer num material (solo, meio poroso etc.) e dê exemplos. Isso faz parte de Mecânica dos Solos/Transportes em Meios Porosos. Para resolver, a gente vai precisar relembrar:
- O que é índice de vazios:
(volume de vazios sobre volume de sólidos). - O que é grau de saturação:
(volume de água sobre volume de vazios).
Passo 2
Vamos revisar a teoria básica:
- Se e muda, significa que o volume de vazios mudou (compactação ou expansão do solo).
- Se S muda, significa que a proporção de água nos vazios mudou (infiltração ou drenagem).
- Se ambos mudam, tanto o volume dos vazios quanto a quantidade de água variam juntos.
Passo 3
Com base nisso, temos três casos principais de fluxo:
A) Δe = 0 e ΔS ≠ 0
- O volume dos vazios não muda, mas a água entra ou sai.
- Exemplo: fluxo em um meio rígido (tipo vidro poroso ou leito de areia travado) onde a estrutura não deforma, só ocorre entrada/saída de água (infiltração e drenagem).
A) Δe = 0 e ΔS ≠ 0
- O volume dos vazios não muda, mas a água entra ou sai.
- Exemplo: fluxo em um meio rígido (tipo vidro poroso ou leito de areia travado) onde a estrutura não deforma, só ocorre entrada/saída de água (infiltração e drenagem).
B) Δe ≠ 0 e ΔS = 0
- O volume dos vazios muda, mas o solo permanece totalmente saturado (S = 100%).
- Exemplo: adensamento drenado em argila sob carga – a água sai, o solo comprime, mas nunca fica parcialmente seco.
- O volume dos vazios muda, mas o solo permanece totalmente saturado (S = 100%).
- Exemplo: adensamento drenado em argila sob carga – a água sai, o solo comprime, mas nunca fica parcialmente seco.
C) Δe ≠ 0 e ΔS ≠ 0
- Tanto o volume dos vazios quanto a saturação mudam.
- Exemplo: carregamento de solo parcialmente saturado durante chuvas intensas: o solo compacta (Δe) enquanto mais água invade os poros (ΔS).
- Tanto o volume dos vazios quanto a saturação mudam.
- Exemplo: carregamento de solo parcialmente saturado durante chuvas intensas: o solo compacta (Δe) enquanto mais água invade os poros (ΔS).
Resposta
Os três tipos de fluxo são:
- Fluxo sem deformação (
, ): ex. infiltração/drenagem em meio rígido. - Fluxo em solo saturado adensável (
, ): ex. adensamento drenado de argila. - Fluxo acoplado (
, ): ex. compactação de solo parcialmente saturado sob chuva ou carga.