Sonda tensiométrica electrónica: (1) copo poroso; (2) tubo cheio de água; (3) cabeça do sensor; (4) sensor de pressão
Em qualquer ponto acima do nível freático, na zona vadose, a tensão efectiva é aproximadamente igual à tensão total, como provado pelo princípio de Terzaghi. Realisticamente, a tensão efetiva é maior do que a tensão total, pois a pressão da água nos poros destes solos parcialmente saturados é na verdade negativa. Isto deve-se principalmente à tensão superficial da água do poro em vazios em toda a zona de vadose, causando um efeito de sucção nas partículas circundantes, ou seja, a sucção matricial. Esta acção capilar é o “movimento ascendente da água através da zona de vadose” (Coduto, 266). O aumento da infiltração de água, como a causada pelas chuvas fortes, provoca uma redução na sucção matricial, seguindo a relação descrita pela curva característica da água do solo (SWCC), resultando numa redução da resistência ao cisalhamento do solo, e numa diminuição da estabilidade da inclinação. Os efeitos capilares no solo são mais complexos do que na água livre devido ao espaço vazio aleatoriamente ligado e à interferência de partículas através do qual fluir; independentemente disso, a altura desta zona de ascensão capilar, onde a pressão negativa da água nos poros é geralmente elevada, pode ser aproximada por uma simples equação. A altura da subida capilar é inversamente proporcional ao diâmetro do espaço vazio em contacto com a água. Portanto, quanto menor o espaço vazio, maior será a elevação da água devido às forças de tensão. Os solos arenosos consistem de material mais grosseiro com mais espaço para vazios e, portanto, tendem a ter uma zona capilar muito mais rasa do que os solos mais coesivos, como argilas e sedimentos.
Equação de cálculoEditar
Se o lençol freático está em profundidade, a pressão dos poros na superfície do solo é:
p g = – g w w w w {\displaystyle p_{g}=-g_{w}d_{w}}}
where:
- pg é a pressão de água (Pa) do poro insaturado ao nível do solo,
- gw é o peso unitário da água (kN/m3),
g w = 9,81 k N / m 3 {\displaystyle g_{w}=9,81kN/m^{3}}
- dw é a profundidade do lençol freático (m),
e a pressão dos poros em profundidade, z, abaixo da superfície é:
p u = g w ( z – d w ) {\displaystyle p_{u}=g_{w}(z-d_{w})} ,
where:
- pu é a pressão da água insaturada poro (Pa) no ponto, z, abaixo do nível do solo,
- zu é a profundidade abaixo do nível do solo.
Métodos e padrões de mediçãoEditar
Um tensiómetro é um instrumento utilizado para determinar o potencial matricial da água ( Ψ m {\displaystyle \Psi _{m}} ) (tensão de humidade do solo) na zona vadose. Uma norma ISO, “Soil quality – Determination of pore water pressure – Tensiometer method”, ISO 11276:1995, “descreve métodos para a determinação da pressão de água porosa (medições pontuais) em solos insaturados e saturados utilizando tensiómetros. Aplicável para medições in situ no campo e, por exemplo, núcleos de solo, utilizados em exames experimentais”. Define a pressão de água porosa como “a soma das pressões matricial e pneumática”.
Pressão matricialEditar
A quantidade de trabalho que deve ser feita para transportar reversivelmente e isotermicamente uma quantidade infinitesimal de água, idêntica em composição à água do solo, de uma piscina na elevação e a pressão externa de gás do ponto em consideração, para a água do solo no ponto em consideração, dividida pelo volume de água transportado.
Pressão pneumáticaEditar
A quantidade de trabalho que deve ser feito para transportar de forma reversível e isotérmica uma quantidade infinitesimal de água, idêntica em composição à água do solo, de uma piscina à pressão atmosférica e à elevação do ponto em consideração, para uma piscina semelhante à pressão externa de gás do ponto em consideração, dividida pelo volume de água transportado.