João Hermem Fagundes Tozatto
Título
Contribuição ao Estudo da Influência de Pequenos Dutos na Infiltração de Chuva e Instabilidade de Encostas
Resumo
O trabalho apresenta a influência de pequenos dutos subverticais na velocidade de infiltração de água de chuva. Os pequenos dutos podem ter origem animal, conforme evidências encontradas no campo, ou representarem a ação de raízes quando depois de seu apodrecimento. Desenvolveu-se um modelo de laboratório que representa uma camada de solo influenciada por um duto. Os ensaios foram efetuados com areia de São Francisco (Niterói, RJ), granulometricamente selecionada e pluviada ao ar. Foram realizados ensaios com e sem duto, nas condições de solo previamente seco e úmido. O modelo revelou-se útil não só para a visualização e qualificação do fenômeno como também para sua quantificação. Os resultados dos ensaios mostraram que os pequenos dutos promovem um aumento na velocidade de infiltração da água da chuva, associado à relação entre a área da seção do duto e a da amostra. Foram realizadas análises numéricas pelo Método dos Elementos Finitos, que reproduziram satisfatoriamente os resultados dos ensaios levados a cabo no modelo experimental. Além disto, foram simuladas situações em que o duto recebe água superficial (água de “run-off”). Nesse caso, os dutos foram modelados como um poço de recarga e como um elemento vertical de elevada condutividade hidráulica. Estas últimas análises mostraram um efeito marcante do duto. Foi proposta uma metodologia, para uso na prática da engenharia, para considerar a contribuição dos dutos numa análise de infiltração e estabilidade de encostas.
Abstract
This work studies the influence of small subvertical pipes on the rate of rain infiltration. The small pipes may be produced by insects or animals, as some field evidences support, or represent the voids of rotten roots. A laboratory model representing a soil layer influenced by a small pipe has been developed. São Francisco’s (Niterói, RJ) sand, dry and pluviated was used in all tests. Tests were performed with and without the pipe and with dry and wet initial conditions. The model not only produced numerical results, but also allowed a visualization of the phenomenon in different conditions. Analyses performed with the Finite Element Method were able to satisfactory simulate the laboratory tests. The results show that if the action of rain is considered only by the amount of water that falls directly at the bottom of the pipe, little influence is obtained. On the other hand, if the pipe receives surface (run-off) water, its influence is remarkable. These last results were obtained with pipe simulated (a) as a well filled with water and (b) as a vertical element of high permeability. A method, for the Engineering practice, for the consideration of the influence of small pipes on rain infiltration and on slope stability has been proposed.
