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WBA0842_v1.0 Barragens de terra e enrocamento Tipologia e classificação das barragens Compatibilizando a barragem com o local de implantação Bloco 1 Marcio Fernandes Leão Preocupações em projetos de barragens • Profundidade das fundações? • Resistência e deformabilidade do maciço de fundação? • Estanqueidade do reservatório? Preocupações em projetos de barragens • Disponibilidade de materiais de construção? • Reservatório? • O projeto em si? • Outras estruturas (vertedouro, obras de desvio e permanentes? • Túneis? • Sismicidade natural/ sismicidade induzida? Acidentes históricos em barragens • Barragem em arco duplo. • Altura: 60 m. • Início da construção: 1941. • Término da construção: 1959. • Volume de concreto: 47. 857 m³. • Custo a obra (em 1955): 580 milhões de Francos. Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/co mmons/thumb/7/70/Malpasset_Barrage_rui nes.jpg/640px- Malpasset_Barrage_ruines.jpg. Acesso em: 26 nov. 2021. Figura 1 - Malpasset (França, 1959) Acidentes históricos em barragens • Causa – Galgamento. Referências: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d e/VajontDiga.jpg/640px-VajontDiga.jpg. Acesso em: 26 nov. 2021. Figura 2 - Vajont (Itália, 1963) Acidentes históricos em barragens • Causa – Piping. Referências: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ommons/thumb/2/29/Teton_Dam_failur e.jpg/640px-Teton_Dam_failure.jpg Acesso em: 26 nov. 2021. Figura 3 - Teton (EUA, 1976) Causas dos acidentes Causas? Esforços incompatíveis (excessivos)? R: Deformações, resistência e permeabilidade Como é o comportamento de engenharia de materiais geológicos (solos, sedimentos e rochas)? R: Diferenciado para tipos de rochas e solos (Influência da gênese). Variabilidade das propriedades. Conclusão: Rochas e solos não se comportam como materiais ideais, portanto, precisam ser tratados de forma diferenciada, levando em conta suas propriedades intrínsecas. Quais as vantagens da implantação de barragens de aterro em relação as barragens de concreto? Figura 4 - Barragem de aterro Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bd/ Kazike_dam.jpg Acesso em: 26 nov. 2021. Figura 5 - Barragem de concreto Fonte: wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/Rifle_Gap_ Dam.JPG/800px-Rifle_Gap_Dam.JPG. Acesso em: 26 nov. 2021. Tipologia e classificação das barragens Barragens de terra Bloco 2 Marcio Fernandes Leão Barragens de terra . • Solos de granulometria fina a grossa. • Baixa permeabilidade. • Dois tipos: • Homogêneas: • Apenas um tipo de solo ou mescla homogênea: baixa permeabilidade e boa resistência ao cisalhamento (solo compactado). • Zoneadas: • Núcleo impermeável ou zona central impermeável. • Espaldares: duas zonas externas mais permeáveis e resistentes a deslizamentos. Barragens de terra Referências: ABGE (1998, [n. p.]). Figura 6 – Barragens de terra homogênea e zoneada Barragens de terra homogênea • Materiais únicos ou mescla proporcional de vários materiais. • São as mais simples e antigas. • Problemas? • Talude de montante é impermeável e não reduz pressões intersticiais (esvaziamento rápido). • Entretanto, a linha de saturação do reservatório vai sendo reduzida no paramento de jusante. Barragens de terra características • Necessitam grandes volumes de solo. • Grande largura da base: • Contribui para a estanqueidade. • Induz baixas tensões nas fundações. • Admite deformações. • Pode ser construída em locais com condições de fundações desfavoráveis. Barragens de terra • Construídas sobre grande variedade de condições geológicas: • Rochas brandas. • Aluviões. • Depósitos de geleiras. • Vales abertos e pouco íngremes. Figura 7 - Exemplo de fundação em rocha branda Fonte: acervo do autor. Tipologia e classificação das barragens Barragens de enrocamento Bloco 3 Marcio Fernandes Leão Barragens de enrocamento • Feitos de fragmentos de rocha ou cascalho. • Compactado com rolos pesados. • Facilidade construtiva: • Rápida compactação do núcleo. • Planejamento confiável. • Melhor em regiões ativas sismicamente. Fonte da figura: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ommons/thumb/b/b2/Rockfill_dam_%28 Risdon%29.jpg/640px- Rockfill_dam_%28Risdon%29.jpg Acesso em: 26 nov. 2021 Figura 8 – Barragem de enrocamento Barragens de enrocamento • Vantagens econômicas para alturas moderadas e material abundante, em relação as de gravidade. • Disponibilidade de obtenção de grandes blocos de rocha. • Permite rápido rebaixamento do NA. • Não tem problemas com subpressões. Referências: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corps_repairs_temporar y_construction_cofferdam_leak_at_Folsom_Dam_spillway_(24426 623681).jpg Acesso em: 26 nov. 2021 Figura 9 – Enrocamento protegendo espaldar da barragem Barragens de enrocamento • O que condiciona a escolha: • Condições topográficas e geológico-geotécnicas locais. • Escassez de materiais típicos para barragens de terra. • Curto período de tempo disponível para a construção da barragem. • Condições climáticas da região, excessivamente úmida e chuvosa. Barragens de enrocamento • Classificadas em três grupos: • Núcleo central vertical. • Núcleo central inclinado. • Membrana posicionada sobre o talude de montante. • As vantagens desvantagens variam de acordo com o tipo de membrana, materiais disponíveis no sítio e condições de fundação. • Três tipos principais: • Enrocamento com núcleo (de argila e de concreto asfáltico). • Enrocamento com face de concreto. • Enrocamento com face de concreto asfáltico. Teoria em Prática Bloco 4 Marcio Fernandes Leão Escolha da barragem Barragem Concreto Gravidade Contraforte Arco Aterro Terra Homogênea Zonada Enrocamento Figura 10 – Esquema para detalhamento de tipos de barragens Fonte: elaborada pelo autor. Dica do (a) Professor (a) Bloco 5 Marcio Fernandes Leão Dica do (a) Professor (a) A seguir, são indicados dois materiais importantes que abordam os conteúdos vistos em aula. • O primeiro está relacionado com a tipologia de barragens e os principais acidentes e lições aprendidas com os mesmos. • Palestra 1 - Incidentes e Acidentes Hidráulicos em Barragens - Lições Aprendidas. • Engenheiro Civil e professor Carlos Henrique Medeiros. • Apresentado no VI Simpósio sobre Segurança Barragens e Riscos Associados, durante o XIV Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste, promovido pela Associação Brasileira de Recursos Hídricos (ABRH), Maceió (AL), 2018. Dica do (a) Professor (a) • O segundo material é o vídeo do incidente da barragem de Teton (EUA). Devido a escolha errônea do material de empréstimo, a barragem rompeu devido ao piping. • Lessons from Teton Dam, publicado por Armchair Engineer, em 2015. Referências ARMCHAIR ENGINEER. Lessons from Teton Dam. Armchair Engineer, sete de junho de dois mil e quinze. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ZKfcFZ1XEvY. Acesso em: 26 nov. 2021. MEDEIROS, C. H. Palestra 1 - Incidentes e Acidentes Hidráulicos em Barragens - Lições Aprendidas. In: VI Simpósio sobre Segurança Barragens e Riscos Associados, durante o XIV Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste. Maceió: Associação Brasileira de Recursos Hídricos (ABRH), 2018. Disponível em: http://eventos.abrh.org.br/xivsrhne/apresentacoes/ch-acidentes- hidraulicos.pdf. Acesso em: 26 nov. 2021. OLIVEIRA, A. M. S.; BRITO, S. N. Geologia de engenharia. São Paulo: ABGE, 1998. Bons estudos!
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