ACQA MECANICA DOS SOLOS

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1ª AVALIAÇÃO CONTINUADA - QUESTÃO ABERTA 
Disciplina: 918037 - MECÂNICA DOS SOLOS II 
Oferta: 153948 
Atividade: 11290 
Semana: 1 
Um acidente amplamente documentado é da barragem no rio Teton (EUA). Terminada 
em 1975, seu enchimento continuou até o ano seguinte, quando se deu a ruptura. Era 
uma estrutura de terra com 93 metros de altura que se rompeu devido à erosão interna 
provocada pela percolação de água através do maciço. Não demorou mais de duas 
horas entre a detecção do problema e o rompimento, que causou uma cheia em que 11 
pessoas morreram. O fenômeno é conhecido como “ pi pi n g” ou erosão tubular 
regressiva, que difere da erosão superficial por ocorrer internamente ao maciço e 
contrário ao sentido do fluxo (ARTHUR, 1976; AZEVEDO, 2005). 
 
 
O fenômeno é conhecido como “ ” ou erosão tubular regressiva, o causador do acidente p iping
conforme visto acima, que poderia ser evitado se adotado quais procedimentos construtivos? 
 
 
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Fenômeno “P i pi ng” ou Erosão Tubular Regressiva Como 
Contro lar? 
 
 
Barragem de aterro 
INTRODUCÃO: 
Uma ba r r agem ou re p re sa de aterro é um tipo de barragem de ter r a e/ou ro ch a que 
funciona de modo a reter a água. Estas barragens são muito diferentes relativamente 
às barragens de betão/represas de concreto pois são normalmente construídas em vales 
largos onde ocorrem fundações piores, nomeadamente em solos argilosos ou solos arenosos. 
Esta melhor adaptação ao tipo de terreno da fundação deve-se à maior área da base que tem 
como consequência uma melhor distribuição das cargas transmitidas às fundações. 
Numa barragem de betão, pelo menos o cime n t o tem de vir de locais mais distantes. Já 
numa barragem de aterro os materiais de construção vêm de manchas de empréstimo 
situadas o mais próximo possível do local de construção, por vezes mesmo na 
futura albu f e ira . Os materiais utilizados na construção da barragem dependem da sua 
disponibilidade. Podemos então definir três grandes grupos de barragens de aterro tendo em 
conta o material de que são feitas: 
 Barragem de terra 
 Barragem de enrocamento 
 Barragem de terra enrocamento 
Contrariamente às barragens de betão, as barragens de aterro são construídas com materiais 
granulares com maior ou menor p e r me a b ilidad e, sendo necessário controlar a forma como a 
água atravessa o corpo da barragem por saturação dos materiais (per co la çã o) ou é mantida 
fora dele com a criação de barreiras de estanquidade. Devemos ainda destacar o emprego 
das barragens de vidro na França e Austrália que, além de conferirem grande resistência à 
fadiga e à fluência, ainda servem como atração turística da região. O cálculo dos azimutes 
pode ser substituído por uma estimativa de transformação numérica de Broogie com 
distribuição normal de probabilidades em áreas topograficamente desconhecidas. 
O perfil -t i po da barragem depende dos materiais de aterro e das condições de fundação. Se 
a fundação é constituída por um material muito pouco permeável, passa pouca água 
por per co laçã o. Contudo, se a fundação for formada por um material mais permeável, existem 
formas de resolver o problema. Se a camada mais permeável da fundação não for muito 
espessa, pode ser removida e substituída por camadas mais impermeáveis ou fazer -se uma 
cortina de injeção com calda de cimento, que impede que a água passe devido à sua 
elevada impe rme a b ilidad e. Se a camada mais permeável for muito espessa, pode optar-se 
por fazer um tapete impermeabilizante a montante, para aumentar o caminho a percorrer pela 
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água, começando numa zona mais distante do corpo da barragem, e diminuindo, assim, os 
caudais percolados. 
Estanquidade 
 
Paramento montante da Barragem de Odeleite. 
 
Numa barragem de enrocamento o aterro, cuja constituição é principalmente material 
rochoso, a estanquidade é garantida por uma cortina de impermeabilização em , situada betão
no paramento de mon t a nt e ou no centro da barragem. Em certos casos, associa-se uma 
galeria corta-águas à cortina, para o encaminhamento da água de infiltração. No caso da 
cortina de impermeabilização a montante, têm de ser tomadas todas as precauções para 
evitar eventuais assentamentos do enrocamento que podem provocar fendilhação no betão, 
que pode estar na origem de infiltrações de água no interior da barragem. 
No caso das barragens de terra, o aterro é todo constituído por material pouco permeável e 
um enrocamento de pé a ju san t e que pode proteger a barragem. Numa barragem de terra-
enrocamento, existe um núcleo argiloso e os taludes são constituídos por enrocamentos. No 
caso de barragens de terra e terra-enrocamento dispositivos drenantes permitem controlar a 
superfície de saturação, a qual não pode atingir o paramento de ju san t e. 
Estabilidade 
A estabilidade da barragem deve ser assegurada através da inclinação adequada 
dos taludes e pelo controlo da superfície de saturação no interior do corpo da barragem. A 
inclinação dos taludes deve ser estudada em relação ao material utilizado, tendo em atenção 
a p e rcolaçã o. O pleno armazenamento é geralmente a situação a utilizar na verificação da 
estabilidade das barragens de aterro, conjugada ou não com ações sísmicas. No caso de 
barragens de terra, a situação de esvaziamento rápido deve também ser analisada, podendo 
afectar o paramento montante. Quando há a utilização de materiais diferentes, existe a 
necessidade de colocar filtros no seu contato. É o caso junto de dispositivos drenantes ou 
junto do revestimento do paramento de montante. Os filtros de granulometria controlada ou 
de mantas geotêxteis são uma componente com grande importância, porque ao serem 
colocados entre os materiais evitam que a per co la çã o, ao arrastar pequenas partículas, vá 
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degradando, por exemplo, o núcleo através de piping ou os dispositivos drenantes por 
colmatação, comprometendo a estabilidade da barragem. 
Folga 
A folga da barragem é importante, sobretudo se se tratar de uma barragem de aterro. A folga 
é a altura adicional do coroamento da barragem em relação ao nível de máxima cheia, 
devendo ter em conta a sismicidade da zona e também a amplitude das ondas geradas na 
albufeira pela ação do vento. Nas barragens de aterro a folga é mais importante do que em 
barragens de betão, pois o galgamento da barragem de aterro pode ter consequências 
catastróficas. 
 
Portanto para que se evite o fenômeno conhecido como “pi pi n g” ou erosão tubular 
re g ressiva nas barragens de aterro é necessário seguir todos os requisitos citados acima e 
proceder ao revestimento dos paramentos. Os revestimentos têm de ter em conta todas as 
situações a que a barragem pode vir a ser submetida. No paramento de montante deve ser 
feito um revestimento com enrocamento com dimensões suficientes para resistir à ação de 
ondas geradas na albufeira e para o caso de um esvaziamento rápido. A jusante, o 
revestimento do paramento deve ser feito por revestimento vegetal ou enrocamento, tendo 
em conta a água da chuva que pode degradar essa superfície. 
No projeto há que ter tambémem consideração a largura do coroamento. Esta é definida a 
partir da função final do coroamento. Se tiver como fim fazer passar uma estrada tem de se 
dimensionar a barragem de modo a conter a faixa de rodagem e bermas. 
Os órgãos hidráulicos devem ser dimensionados para desempenhar várias funções tais 
como: a descarga do caudal máximo da cheia, com dissipação de energia a jusante; a 
descarga de fundo a utilizar sempre que se torne necessário esvaziar na totalidade a 
albufeira; a tomada de água para a captação da água da albufeira para a sua utilização final.