Uma nova abordagem para análise de ruptura por galgamento de barragens homogêneas de solo compactado

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Barragens têm sido consideradas como alternativas viáveis para geração de energia, disposição de rejeitos, dentre outros, tendo em vista critérios de redução de custos, apesar de introduzir no sistema os riscos associados à ruptura. No Brasil, um dos tipos mais comuns de arranjo de barragem é aquele com maciço em solo compactado. Uma vez que o risco de uma atividade resulta do produto entre a probabilidade de falha e as consequências associadas, mantidas as probabilidades de falha, a redução das consequências da ruptura implica na redução dos riscos da atividade. Com este intuito foram estudados mecanismos intervenientes em rupturas por galgamento para identificar aspectos chave na mitigação destes riscos, acoplando os pontos de vista da hidráulica e da geotecnia. A pesquisa bibliográfica realizada identificou o grau de compactação do maciço como um dos aspectos chave neste sentido. Os modelos de análise de ruptura de barragens em geral tratam os processos erosivos segundo o ponto de vista da teoria de transporte de sedimentos, admitidos como não coesivos, e com granulometria bastante distinta daquelas presentes nos maciços de barragens de solo compactado. Em lugar das equações de transporte de sedimentos utilizadas nas modelagens de ruptura, a metodologia proposta neste trabalho se vale do conceito de erodibilidade, que é o resultado de condições do material, do escoamento e de geometria do problema em análise. A metodologia prevê a realização de ensaios de erodibilidade, correlacionados ao grau de compactação e às velocidades de escoamento, para determinação da função erodibilidade. Essa função substitui as equações de transporte de sedimentos nos modelos de ruptura. Para verificar a influência do grau de compactação na ruptura, foram realizados ensaios geotécnicos em amostras de solo obtidas em Belo Horizonte, MG, que foram submetidas a testes de erodibilidade a graus de compactação de 95% e 100%, em um aparato desenvolvido pelo autor. Os resultados apontaram diferenças significativas na erodibilidade do material. Foram também avaliados os processos em condições de escoamento oblíquo às camadas de compactação, verificando-se a existência de fenômenos adicionais no processo de erosão. Afim de demonstrar a aplicabilidade desta metodologia, foi realizado um estudo de caso valendo-se dos dados da ruptura da UHE Euclides da Cunha, admitindo-se a validade das equações de erodibilidade obtidas neste trabalho. Os resultados indicaram tempo de resposta duas vezes maior e vazão de pico efluente 19% menor, quando o grau de compactação cresce de 95% para 100%.

ASSUNTO(S)

engenharia sanitária teses. recursos hídricos desenvolvimento teses. barragens e açudes teses. cisalhamento teses.

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