Modulo2_Aula1_Anomalias_Barragens_Aterro_A_Prof A Miranda

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Curso de Inspeção em Segurança de Barragens
#AÁguaÉUmaSó
Professores:
Dr. Antônio Miranda
Dr. José Marques Filho
Dr. Marcelo Giulian Marques
ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS PARA A EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E CULTURA
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO
Inspeção em Segurança de Barragens de Uso Múltiplos
MÓDULO 2
Aula 1a: 
ANOMALIAS EM BARRAGENS DE ATERRO
Antonio Nunes de Miranda, PhD
Consultor em Geotecnia e Segurança de Barragens
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ANOMALIAS EM BARRAGENS
Manual de Preenchimento de Fichas de Inspeção de Barragens (Página 69)
ANOMALIA
CAUSA PROVÁVEL
POSSÍVEL CONSEQÜÊNCIA
AÇÕES CORRETIVAS  
Notas de Aula: Anomalias em Barragens de Aterro – A. Miranda – 2020
TIPOS DE ANOMALIAS
IMPACTO NA SEGURANÇA DA BARRAGEM.
AÇÕES A SEREM TOMADAS
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ANOMALIAS DAS BARRAGENS DE ATERRO 
Bacia de Descarga da Tomada d’Água
Encontro
Afundamento
Rachaduras Longitudinais
Afundamento
Ombreira
Ombreira
Reservatório
Talude de Jusante
Tomada d’Água
Vertedouro
 Dreno de Pé
Canal de Descarga
Saída do Dreno de Pé
Tocas de Animais
Soleira do Vertedouro
Erosões
Depressão
Árvores
Escorregamento
Rachadura Transversal
Crista
Talude de Montante
Borda
Escarpa
 Dreno de Pé
Entrada da Tomada d’Água
Infiltrações
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Inspecionando as Anomalias
VISÃO GERAL
INFILTRAÇÃO
FISSURAS
INSTABILIDADE
SUBSIDÊNCIAS (“SINKHOLES”)
DEPRESSÕES
PROBLEMAS DE MANUTENÇÃO
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VISÃO GERAL
O objetivo da inspeção é identificar existentes ou potenciais deficiências em relação à segurança da barragem. 
Vamos examinar:
Os tipos de deficiências ou anomalias que se espera identificar.
Causa provável da anomalia.
O impacto destas de deficiências na segurança da barragem.
As ações a serem tomadas se deficiências forem encontradas.
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Deficiências em Barragens de Aterro
Infiltração
Controlada
Não Controlada
Fissuramento
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Deficiências em Barragens de Aterro
(cont.)
Instabilidade
Escorregamento
Deformação Lateral
Subsidências
Afundamentos
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Deficiências em Barragens de Aterro
(cont.)
Problemas de Manutenção
Proteção Inadequada dos Taludes
Erosão pelas Águas Superficiais
Crescimento Impróprio da Vegetação
Detritos
Cavas de Animais
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O QUE É INFILTRAÇÃO?
Em todas as barragens ocorre a passagem de água através do maciço ou da fundação. 
A passagem de água através do maciço ou da fundação é chamada de infiltração. 
Infiltração se torna um problema quando os materiais do maciço ou da fundação são carreados pela água ou quando a pressão da água na barragem ou na fundação se torna excessiva. 
Infiltrações descontroladas podem ser um sério problema. 
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O QUE É INFILTRAÇÃO?
Nível do Reservatório
Linha Freática
Solo Saturado
Infiltração
Infiltração pela Fundação
Solo Não Saturado
Nível de Água a Jusante
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CONTROLE DA INFILTRAÇÃO ATRAVÉS DE DRENOS INTERNOS
Drenos internos são projetados para interceptar a água de infiltração e descarregá-la com segurança. 
Muitos diferentes tipos de drenos podem ser usados para controlar a infiltração.
 
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CONTROLE DA INFILTRAÇÃO ATRAVÉS DE DRENOS INTERNOS
 Três comuns tipos de drenos são: 
dreno de pé
tapete drenante
dreno vertical com tapete drenante
 O material do dreno deve ter sua granulometria definida para dar vazão ao fluxo esperado e, ao mesmo tempo, evitar o carreamento do solo drenado.
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DRENOS INTERNOS
Dreno Vertical com Tapete Drenante
 Linha Freática
 Tubo Coletor
Dreno de Pé
 Tapete Drenante
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CONTROLE DA INFILTRAÇÃO ATRAVÉS DE POÇOS DE ALÍVIO
Poços de Alívio são instalados próximos ao pé do talude de jusante para reduzir subpressões potencialmente perigosas causadas pela infiltração através da fundação.
 
Tubo Coletor
Infiltração pela Fundação
Poços de Alívio
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PROBLEMAS DE INFILTRAÇÃO
Infiltração excessiva é a principal causa de ruptura de barragens de aterro.
 
Problemas devidos à infiltração podem ser divididos nas seguintes categorias:
• Instabilidade
• Piping (entubamento)
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Instabilidade
Infiltração causa problemas de instabilidade quando a pressão na água e a saturação do maciço reduzem a resistência do solo.
Se a infiltração pelo maciço chega ao talude de jusante é muito comum acontecer encharcamento e escorregamentos superficiais, ou mesmo profundos. 
Nível do Reservatório
Linha Freática
Solo Saturado
Infiltração
Infiltração pela Fundação
Solo Não Saturado
Nível de Água a Jusante
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Instabilidade
Nível do Reservatório
Linha Freática
Solo Saturado
Infiltração
Infiltração pela Fundação
Solo Não Saturado
Nível de Água a Jusante
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Piping (Entubamento)
Piping ocorre quando a água do reservatório fluindo dos solos da fundação ou do maciço exerce uma força de arraste capaz de remover as partículas do solo arrastá-las até o ponto de surgência. 
Isto causa uma erosão que progride para montante formando um tubo (“pipe”) através da barragem ou da fundação; daí o termo piping (entubamento). 
Infiltração pela Fundação
Detalhe da Areia Movediça
Piping em Progresso
Areia Movediça
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Piping
Os solos mais susceptíveis de piping são as areias finas, fofas, mal graduadas e não plásticas.
Também altamente susceptíveis são os siltes não coesivos e areias com finos de baixa plasticidade, bem como, areias bem graduadas fofas e misturas de pedregulhos de granulometria muito aberta com finos de baixa plasticidade. 
Solos argilosos com significante coesão não são susceptíveis ao piping. 
No entanto, alguns solos que não são susceptíveis ao piping podem sofrer erosão interna (ARGILAS DISPERSIVAS). 
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O QUE É FISSURA? 
Fissuras são separações lineares que aparecem na crista ou nos taludes dividindo o material do maciço que antes era contínuo. 
Fissuramento em uma barragem de aterro pode ser classificado em uma das três principais categorias:
Fissuramento Transversal
Fissuramento Longitudinal
Fissuramento por Ressecamento
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FISSURAMENTO TRANSVERSAL
As fissuras transversais aparecem na direção aproximadamente perpendicular ao eixo da barragem.
 
Se elas penetram no núcleo impermeável da barragem até abaixo do nível do reservatório, são especialmente perigosas.
 
Pois podem criar uma passagem para um fluxo concentrado através da barragem. 
 
Estas fissuras ocorrem comumente na crista da barragem, próximo às ombreiras.
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FISSURAMENTO TRANSVERSAL
A presença de fissuras transversais aponta para recalques diferenciais no maciço ou na fundação.
 
Este tipo de fissura freqüentemente se desenvolve quando:
• Material compressível se apóia em ombreiras de rocha íngreme ou irregular.
• Zonas de material compressível existem na fundação.
• Seções do maciço foram escavadas e reaterradas (para instalação de condutos, por exemplo).
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FISSURAMENTO TRANSVERSAL
Perfil Original
Fissuramento Devido a Superfície Irregular da Ombreira
Fissuramento Devido a Inclinação Íngreme da Ombreira
Perfil Atual
Mudança Abrupta na Inclinação da Ombreira
Perfil Original
Perfil Atual
Recalque
Ombreiras Íngremes
Recalque
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FISSURAMENTO TRANSVERSAL
Fissura Transversal
Fissura Transversal
Crista
Fissura Transversal
Vista em Planta
Fissuramento Devido a Material Compressível na Fundação
Material Compressível na Fundação
Perfil Original
Perfil Atual
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FISSURAMENTO LONGITUDINAL
As fissuras longitudinais ocorrem na direção aproximadamente paralela ao eixo da barragem, sendo uma indicação de:
Recalques diferenciais entre zonas adjacentes do maciço, de diferentes compressibilidades.
O início de formação de uma escarpa de deslizamento de um talude instável. 
Neste caso a fissura aparece na forma de arco.
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FISSURAMENTO LONGITUDINAL
Fissuras Longitudinais
Crista
Núcleo Compactado
Zonas Externas Recalcando Mais que o Núcleo
Enrocamento Não Compactado
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FISSURAMENTO LONGITUDINAL
Fissuras longitudinais permitem que a água penetre no maciço, podendo reduzir a resistência do solo nas vizinhanças das fissuras. 
Esta redução da resistência pode provocar, ou acelerar, o escorregamento do maciço.28
FISSURAMENTO POR RESSECAMENTO
Fissuramento por ressecamento é causado pela perda de umidade e contração de alguns tipos de solo usados no maciço. 
As fissuras por ressecamento geralmente se desenvolvem aleatoriamente em um padrão de colméia, na crista e no talude de jusante.
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FISSURAMENTO POR RESSECAMENTO
Os piores fissuramento por ressecamento ocorrem quando a combinação dos seguintes fatores está presente:
• Clima quente e seco com o reservatório permanecendo vazio por longos períodos.
• Maciço composto por solos argilosos de alta plasticidade.
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FISSURAMENTO POR RESSECAMENTO
Normalmente, fissuramento por ressecamento não é prejudicial, exceto quando se torna muito severo. 
A maior ameaça é que estas fissuras podem contribuir para formação de ravinas por erosão. 
O fluxo de água superficial se concentrando nestas ravinas pode resultar em agravamento do problema e eventual dano à barragem. 
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FISSURAMENTO POR RESSECAMENTO
Também, chuvas intensas podem preencher estas fissuras e causar instabilidade em partes do maciço com deslizamento ao longo das fissuras, onde o solo tiver perdido resistência por saturação.
 
Fissuras profundas que estendem através do núcleo impermeável podem levar à falha da barragem caso o nível do reservatório se eleve e o solo não se expanda com rapidez suficiente para fechar as fissuras.
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ANOMALIAS EM BARRAGENS
CRISTA
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RACHADURA LONGITUDINAL
Assentamentos diferentes entre seções adjacentes ou zonas do maciço da barragem.
Falha na fundação causando perda de suporte do maciço.
Estágios iniciais de deslizamento do maciço.
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DESABAMENTOS NA CRISTA
Atividade de roedores.
Furos na tubulação da tomada d’água estão causando erosão na barragem.
Erosão interna do maciço devido a infiltração.
Carreamento de argila dispersiva no interior do maciço, pela água de percolação.
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RACHADURAS TRANSVERSAIS
Movimentos desiguais das partes adjacentes do maciço.
Deformação causada por tensões ou instabilidade do maciço.
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DEPRESSÕES NA CRISTA DA BARRAGEM
Assentamento excessivo no maciço ou fundação abaixo da área da depressão.
Erosão interna do maciço da barragem.
Erosão pelo vento contínuo na área da crista.
Terraplanagem final inadequada .
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VEGETAÇÃO EXCESSIVA 
Negligência com a barragem e falta procedimentos de manutenção adequada. 
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BURACOS DE ANIMAIS E INSETOS
Grande quantidade de animais e insetos.
Buracos, túneis e cavernas são causados por tocas de animais, formigueiros e cupinzeiros. 
Certos habitats, com alguns tipos de plantas e árvores, próximos ao reservatório encorajam estes animais e insetos. 
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EROSÕES NA CRISTA 
Material mal graduado e drenagem inadequada da crista com concentração do fluxo de água superficial diretamente sobre o maciço.
Capacidade inadequada do sangradouro, provocando o transbordamento da barragem.
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TRILHAS AO LONGO DA CRISTA
Tráfego de veículos pesados sem a manutenção adequada da superfície da crista. 
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RACHADURAS DEVIDO AO RESSECAMENTO
O solo expande e contrai com a alternância dos processos de umedecimento e ressecamento que acompanham o clima. As rachaduras devido ao ressecamento são curtas, rasas, finas e numerosas. 
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ANOMALIAS EM BARRAGENS
TALUDE DE MONTANTE 
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SUMIDOUROS
Erosão interna do maciço ou fundação .
O desabamento de caverna criada pela erosão. 
Um furo na tubulação da tomada d’água 
Água barrenta na saída indica erosão na barragem. 
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RACHADURAS GRANDES
Uma porção do maciço se moveu devido a perda de resistência, ou a fundação pode ter se movido causando um deslocamento no maciço. 
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AFUNDAMENTOS OU ESCORREGAMENTOS 
Terra ou pedras deslizaram pelo talude devido a sua inclinação exagerada ou ao movimento da fundação. Examinar a ocorrência de movimentos de terra na bacia do reservatório produzidos por deslizamentos. 
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TALUDES ÍNGREMES E BERMA DE EROSÃO
Ação das ondas e recalques locais causam ao solo e às rochas erosão e deslizamentos para a parte inferior do talude, formando assim uma berma de erosão. 
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TALUDES ÍNGREMES E BERMA DE EROSÃO
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TALUDES ÍNGREMES E BERMA DE EROSÃO
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FACE DE CONCRETO RACHADA OU DETERIORADA
Concreto deteriorado devido ao intemperismo. Material de preenchimento das juntas deteriorado ou removido. 
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RACHADURAS DEVIDO AO RESSECAMENTO
O solo perde a umidade e sofre contração, causando as rachaduras. Geralmente vistos na crista e talude de jusante. 
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ANOMALIAS EM BARRAGENS
TALUDE DE JUSANTE 
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DESLIZAMENTO/ENCHARCAMENTO
Falta ou perda de resistência do material do maciço da barragem.
A perda de resistência pode ser atribuída à infiltração de água no maciço ou falta de suporte da fundação. 
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DESLIZAMENTO SUPERFICIAL
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DESLIZAMENTO PROFUNDO
55
DESABAMENTO/COLAPSO
Falta de uma compactação adequada.
Tocas de animais.
Piping através do maciço ou fundação.
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RACHADURAS LONGITUDINAIS
Ressecamento ou retração do material de superfície.
Deformação para jusante devida a recalque do maciço. 
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AFUNDAMENTOS (localizados) 
Resultante de erosão que descalçou uma parte do talude. Também pode ser encontrado em taludes muito íngremes. 
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EROSÃO 
Águas de chuvas carregam material da superfície do talude produzindo valas de erosão. 
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ÁRVORES/ARBUSTOS
Vegetação natural da área. 
Negligência com a barragem e falta procedimentos de manutenção adequada.
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ATIVIDADES DE ANIMAIS E INSETOS 
Grande quantidade de animais e insetos. Buracos, túneis e cavernas são causados por tocas de animais, formigueiros e cupinzeiros. Certos habitats, com alguns tipos de plantas e árvores, próximos ao reservatório encorajam estes animais e insetos. 
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TRÁFEGO DE ANIMAIS E GADO 
Tráfego excessivo de animais especialmente danoso quando o talude está molhado. 
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ANOMALIAS EM BARRAGENS
INFILTRAÇÕES E FUGAS DE ÁGUA NA BARRAGEM 
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MUDANÇA ACENTUADA NA VEGETAÇÃO
O material do maciço na área está permitindo fluxo de água.
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GRANDE ÁREA MOLHADA OU PRODUZINDO FLUXO
Um caminho preferencial de percolação desenvolveu-se através da ombreira ou do maciço. 
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ÁREA MOLHADA EM UMA FAIXA HORIZONTAL
Camada de material permeável usado na construção do maciço. 
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FUGA DE ÁGUA LOCALIZADA NA PARTE ALTA DO TALUDE
Buracos de animais ou problemas construtivos permitiram que a água abrisse uma passagem através do maciço.
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FUGA DE ÁGUA LOCALIZADA 
A água encontrou ou abriu uma passagem através do maciço.
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FUGA LOCALIZADA DE ÁGUA “BARRENTA”
A água encontrou ou abriu uma passagem através do maciço e está erodindo e carreando o material do maciço. 
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FUGA DE ÁGUA ATRAVÉS DE RACHADURAS PRÓXIMAS À CRISTA
Intenso ressecamento provocou o surgimento de rachaduras no topo do maciço.
Recalques no maciço ou na fundação estão causando rachaduras transversais. 
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VAZAMENTOS VINDO DAS OMBREIRAS
Fluxo de água através de zona permeável ou fratura da rocha nas ombreiras. 
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FLUXO BORBULHANDO A JUSANTE DA BARRAGEM
 Alguma parte do maciço de fundação está permitindo a passagem da água com facilidade. 
 camada permeável na fundação
 fratura na rocha subjacente não injetada
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LEITURA RECOMENDADA:
Notas de Aula: Anomalias em Barragens de Aterro – A. Miranda - 2020
LEITURA COMPLEMENTAR:
Manual de Preenchimento da Ficha de Inspeção de Barragem - Ministério da Integração Nacional - Brasília – 2005
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até a próxima.
Obrigado!
#AÁguaÉUmaSó