Development of a permeameter for determination of saturated and unsaturated hydraulic conductivity of soils

Quando se projeta uma barragem de terra ou se investiga a estabilidade de um talude é importante que se conheça a condutividade do solo, tanto em condições saturadas, quando em condições não-saturadas. Também, na construção de camadas de impermeabilização construídas na base de aterros industriais, sanitários, etc., é fundamental a determinação da condutividade hidráulica da camada. Os equipamentos mais usados normalmente só calculam a condutividade hidráulica saturada e, usando gradientes baixos, próximos dos que ocorrem no campo, não tem precisão para determinar condutividades hidráulicas menores que 10-6 cm/s. No entanto, muitos órgãos ambientais brasileiros exigem que camadas de impermeabilização tenham condutividade hidráulica menor que10-7 cm/s, o que, certamente, é contraditório com a precisão dos equipamentos existentes. O principal objetivo dessa dissertação foi projetar, construir e colocar em funcionamento, um permeâmetro com controle de sucção para determinar as condutividade hidráulicas em solos saturados e não saturados, usando uma bomba de fluxo para impor uma vazão constante. A metodologia utilizada foi a do regime permanente onde se controlou as vazões e monitorou as diferenças de pressão entre o topo e a base da amostra. O equipamento consta de um permeâmetro de parede flexível, bomba de fluxo com diâmetro reduzido, sistema de monitoramento com transdutor diferencial de pressão e interfaces ar/água. O permeâmetro é capaz de determinar condutividade hidráulica com valores maiores que 10-10 cm/seg. Os ensaios foram realizados em trajetórias de secagem, e poderá futuramente realizar ensaios em trajetórias de umedecimento, podendo, consequentemente, avaliar o efeito da histerese no solo. Comparou-se os resultados obtidos experimentalmente com as curvas teórica dos métodos de VAN GENUCHTEN (1980) e GARDNER (1958). Destaca-se o funcionamento adequado do equipamento e a necessidade de se fazer um número maior de ensaios.When an earth dam or the stability of a slope is projected is investigated, is important to know about the hydraulic conductivity of the soil, in saturated conditions and unsaturated conditions. It is fundamental the determination of the hydraulic conductivity of linners constructed in the base of industrial embankments, landfills, etc.. The equipments more used calculate the saturated hydraulic conductivity and, using low gradients, close to the ones in the field, they don't have precision to determine hydraulic conductivities smaller than 10-6 cm/s. However, many Brazilian environmental organizations demand that the linners must have hydraulic conductivity smaller than 10-7 cm/s, which, certainly, is contradictory with the precision of the existent equipments. The main objective of this dissertation is to project, to build and to put in operation, a permeameter with suction control to determine the hydraulic conductivity in saturated and unsaturated soils, using a flow bomb to impose a constant flow in the sample. The methodology used was that of the permanent regime where they monitored the flow rates and monitored the differences in pressure between the top and bottom of the sample. The equipment consists of a wall permeameter of flexible, pump flow with reduced diameter, a monitoring system with a pressure differential transducer and interfaces air / water. The permeameter is able to determine hydraulic conductivity with values greater than 10-10 cm / sec. The tests were performed in trajectories of drying, and conducting trials in the future trajectories of wetting and can thus assess the effect of hysteresis in the soil. Compared to the results obtained experimentally with the curves of the theoretical methods of VAN GENUCHTEN (1980) and GARDNER (1958). The conclusions obtained in this research are presented, in which the adequate functioning of the new equipment is emphasizing, as well as the need of carrying a larger number of tests.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio