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8/6/2019 Bar Rag Ens

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BarragensBarragens

Geologia de Engenharia IIICurso de Engenharia CivilDepartamento de Engenharia de MinasEscola de Engenharia - UFRGS

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Cruz (1996), 100 Barragens Brasileiras, ABGE (1998), Geologia de Engenharia, ABGE A maioria dos acidentes com barragens so devido a fatores

geolgicos Apesar da investigao intensa na fase de projeto, sempre iro

aparecer surpresas ao longo da construo Dois tpicos:

Tipos de barragens Condicionantes geolgicas

http://www.hooverdam.com http://www.usbr.gov/cdams http://www.itaipu.gov.br http://www.edf.org/programs/International/Dams/WorldMap.html

Introduo

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Tipos de barragens

Dois tipos principais: Barragens de concreto Barragens de aterro

Barragens de terraBarragens de enrocamento

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Barragem de concreto gravidade

Estabilidade devido ao peso e largura da baseAdequados a resistncia da fundao Os principais esforos atuantes so:

Pc peso do concreto Hm presso da gua no paramento de montante

Hj - presso da gua no paramento de jusante Paj peso da gua sobre paramento de jusante U sub-presso

Essas foras podem causar as rupturas de tombamentoou de deslizamento

Tombamento a barragem tende a girar em ponto

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O deslizamento mais comum Desenvolvem-se esforos de trao, aumento da sub-presso

e aumentos de compresso em jusante Deslocamento para jusante em uma superfcie de baixa

resistncia

( )( )

H

tanUVCLFSd

+

C coesoL largura da base da barragem

V somatrio das foras verticais

U sub-presso ngulo de atritoH somatrio das foras horiz.

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Fraturas com mergulho maior que 30 Descontinuidades sub-verticais so importantes, quando localizadas,

porque criam zonas de permeabilidade e recalque diferencial Sub-presso pode ser reduzida por meio de furos de drenagem, a

partir de uma galeria no interior da barragem e injeo de calda decimento da reduzir a vazo por baixo da barragem

Normalmente a sub-presso deve ser reduzida 1/3 da sub-pressomxima

Esforos de compresso no p de jusante (2.5H/100)


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Barragens em arco

A forma em curva faz com que as presses sejam transferidas paraas ombreiras

O vale deve ser estreito e regular com relao (comprimento dacrista/altura mx) da ordem de 5 (cinco)

Exigem grandes escavaes para atingir a rocha s e para garantirgeometria adequada

Os esforos sobre a fundao so maiores (7MPa) A estabilidade depende da geologia, principalmente descontinuidades

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Barragens em arco

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Barragens em arco


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Barragens em arco

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Barragens em arco

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Barragens de contrafortes

Exemplo maior a barragem principal de Itaip Sub-presso fica reduzida devido a pequena rea da base Aumento da compresso sobre a fundao Exige maior tratamento das fundaes como tirantes e injeo de

calda de cimento Maior economia de concreto, mas necessita controle geolgico maior

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Barragens de terra

So construdas com solos de granulometria fina e grossa epermeabilidade baixa

So construdas por meio da compactao do solo, podem ser: Homogneas Zonadas

As barragens homogneas so feitas de solos argilosos e poucopermevel

As barragens zonadas tm um ncleo impermevel e duas zonasexternas mais permeveis, formada por material mais grosseiro, queevita deslizamentos

Devido a rea da base grande, transmite esforos pequenos para afundao

Podem ser construdas em solos

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Barragens de terra

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Barragens de terra

Requerem taludes bastante inclinados para evitar escorregamentos eeroso

Taludes inclinados, 2.5 a 2.0H:1V Os defeitos mais comuns so: deslizamentos, fissuras, galgamento

(overtopping) e eroso interna (piping) O deslizamento pode se manifestar de vrias formas:

Durante a construo Do talude de jusante causado por infiltrao Defeitos na fundao e abalos ssmicos

Quando as tenses de cisalhamento ultrapassam a resistncia domaterial ou quando ocorrem planos de fraqueza na fundao

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Barragens de terra

A eroso interna um dos defeitos mais comuns Arraste das partculas com pouca coeso O arraste mximo em areias finas com pouca compactao Gradiente mximo de sada igual a um valor crtico

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Barragens de terra

As infiltraes podem ser controladas por meio de: Drenos chamin Tapetes drenantes Injeo de impermeabilizao Trincheira de vedao Diafragma Cortina de estacas prancha


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Barragens de enrrocamento

um aterro construdo com fragmentos de rocha e cascalho,compactado em camadas com rolos vibratrios

Algumas possuem ncleo de argila impermevel Deslizamentos menos comuns devido ao ngulo de atrito Construdos sobre fundaes de rocha s, mas podem ser feitos

sobre rocha alterada, aluvies compactados e outros materiaisresistentes

Exemplos: Furnas, Itaba, Machadinho, It Podem ser:

Barragens de enrrocamento com ncleo de argila (ECRD Earth CoreRock Dams)

Barragens de enrrocamento com face concreto (CFRD Concrete FaceRock Dams)

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Machadinho

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Montes Claros Rio das Antas

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Fatores geolgicos

Cobertura de solo e rocha alterada constitui um fatorimportante para a definio do tipo de barragem

Transio solo-rocha Caractersticas geotcnicas dos solos e rochas Permeabilidade Estruturas

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Condicionantes geolgicas

Cobertura de solo e rocha decomposta Fator importante para a definio do tipo de barragem que deve

construda Outros fatores: transio solo-rocha, origem do solo, caractersticas

geotcnicas, permeabilidade, etc. Paleocanais aluvionares Barragens de concreto devem ser apoiadas em fundaes de rochaA cobertura de solo e rocha alterada deve ser removida Nas ombreiras de uma barragem de concreto ou enrocamento o solo

e rocha decomposta tambm deve ser removida

Execuo de ensaios in-situe de laboratrio para determinao daresistncia mecnica para fundaes e permeabilidade


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Macio rochoso Barragens construdas sobre fundaes em rochas so mais

estveis e com vantagens construtivas grandes Estruturas mais esbeltas Principal problema de barragens sobre rocha a geologia

estrutural (falhas e fraturas) e cavidades em rochas calcreas

Campo de tenses extremamente importante Parmetros geomecnicos como resistncia compresso do

macio, deformao do macio rochoso, resistncia aocisalhamento, permeabilidade, etc.


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As caractersticas de um macio rochoso dependem muito das suascaractersticas estruturais (juntas, fraturas e falhas)

Estratificao, xistosidade, diaclasamento, falhas, fraturas, juntas econtatos

Essas estruturas podem ser tratadas com contenes como concretoprojetado, tirantes ou chumbadores

Quando existe a percolao de gua, faz-se necessrio a injeo de caldade cimento ou resina

Falhas e fraturas so tratadas individualmente pelo seu porte e extenso Podem formar blocos individualizados de rochas que sofrem deslocamentos

quando aplicada uma carga


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Fraturas e juntas de descompresso ou alvio so zonas formadasdurante a eroso de um vale, como decorrncia da reduo deesforos verticais e da modificao do campo de tenses

So fraturas abertas e com graus de intemperismo alto Fraturas sub-horizontais, principalmente em basaltos, devem ser

estudas em sua extenso e abertura Macios metamrficos e sedimentares com estratificao e camadas

intercaladas mais e menos resistentes e dobradas, podem causarcisalhamento. Depende muito da orientao das camadas.

Contatos em rochas com comportamentos geomecnicos diferentesconstituem planos de fraqueza e percolao de gua



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Fim

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