Aula-01 Conceitos fundamentais

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<p>Conceitos Fundamentais</p><p>Disciplina: Barragens</p><p>Engenharia Civil</p><p>Professora: Roberta Costa Meira Quirino</p><p>Massad (2003) define “... uma obra de terra pode ser</p><p>entendida como uma estrutura construída com solo ou</p><p>blocos de rocha, isto é, na qual o solo e a rocha são os</p><p>materiais de construção. As obras de terra podem ser as</p><p>barragens de terra e de enrocamento, compactação de</p><p>aterros, aterros sobre solos moles e tratamento de</p><p>fundações de barragem.</p><p>MECÂNICA DOS SOLOS</p><p>DEFINIÇÕES GERAIS</p><p>DEFINIÇÕES GERAIS</p><p>BARRAGEM: é toda estrutura destinada a</p><p>barrar, superficial ou subterraneamente,</p><p>uma corrente natural de água, causando a</p><p>acumulação desta.</p><p>AÇUDE: é um termo designado para o</p><p>conjunto formado pela barragem,</p><p>reservatório e obras complementares</p><p>(tomada de água, sangradouro, sistema de</p><p>desvio, etc).</p><p>FINALIDADE</p><p>Regularizar o regime hidrológico</p><p>Abastecimento de água</p><p>Piscicultura</p><p>Aproveitamento Hidroelétrico</p><p>Amortecimento de cheias</p><p>Irrigação</p><p>Lazer</p><p>Mineração</p><p>O que é um reservatório?</p><p>O que é uma barragem?</p><p>O que é um dique?</p><p>ELEMENTOS DE UMA BARRAGEM</p><p>ELEMENTOS DE UMA BARRAGEM</p><p>REVISÃO: TIPOS DE SOLO</p><p>REVISÃO: TIPOS DE SOLO</p><p>REVISÃO: GRANULOMETRIA DO SOLO</p><p> Disponibilidade de material da jazida</p><p>REVISÃO: GRANULOMETRIA DO SOLO</p><p> O projeto de um filtro de uma barragem deve ter como base</p><p>fundamental a granulometria do material a ser empregado.</p><p> As partículas menores se acomodem nos vazios entre as partículas</p><p>maiores, de modo que o conjunto atue sempre como camada filtrante,</p><p>ou seja, o material sólido deve ser retido e a água consiga percolar</p><p>com facilidade.</p><p> O material mais fino seja retido pelo filtro, evitando o</p><p>carreamento de partículas sólidas e, consequentemente, a formação</p><p>de erosão regresssiva (“piping”).</p><p>REVISÃO: GRANULOMETRIA DO SOLO</p><p>REVISÃO: COMPACTAÇÃO DO SOLO</p><p> Condições climáticas:</p><p>• Regiões úmidas - Dificuldade na construção das barragens de terra.</p><p>Não consegue compactar na umidade ótima, influenciando nas</p><p>características mecânicas do material – solo muito</p><p>deformável/borrachudo;</p><p>• Regiões secas – Dificuldade na barragem em concreto, pois nessa</p><p>execução exige muita água. Cura do concreto.</p><p>REVISÃO: RECALQUE</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p>PERMEABILIDADE</p><p>• Os solos são permeáveis devido à existência de interconexão entre os</p><p>poros, permitindo o fluxo da água de pontos de maior energia (ou carga</p><p>hidráulica) para pontos de menor energia, sendo que a água é</p><p>transmitida através dos poros (espaços vazios);</p><p>• É, sem dúvida, uma das propriedades do solo de maior interesse para</p><p>a engenharia geotécnica.</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p>• Em barragens de terra, o dimensionamento está condicionado à</p><p>permeabilidade dos solos utilizados;</p><p>• A estabilidade dos taludes e estruturas de contenção podem ser</p><p>severamente afetadas pela permeabilidade de solos envolvidos;</p><p>• Filtros construídos com solos são dimensionados com base na</p><p>permeabilidade;</p><p>A permeabilidade é fundamental para:</p><p>Avaliar a quantidade de percolação subterrânea;</p><p>Analisar a estabilidade das estruturas de terra e murros de</p><p>contenção de terra sujeitos à força de percolação;</p><p>Analise a eventual variação da tensão efetiva.</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p> Força de Percolação</p><p>Força dissipada pela carga (h)</p><p>F = h.w.A</p><p>Fluxo uniforme :</p><p>A força F se dissipa em todo volume de solo (A.L)</p><p>Força por unidade de volume é:</p><p>Ww</p><p>w i</p><p>L</p><p>h</p><p>LA</p><p>Ah</p><p>j </p><p></p><p></p><p>.</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p> No permeâmetro de fluxo ascendente</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p> No permeâmetro de fluxo descendente</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p> Gradiente Crítico</p><p>h</p><p>0</p><p></p><p>wsub LiL </p><p>0)( </p><p></p><p>wsub iL </p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p>a) fluxo ascendente junto ao pé de jusante de barragens sobre areia fina</p><p>b) fluxo ascendente de fundo de escavações escoradas por cortinas de estacas</p><p>pranchas envolvendo areias finas</p><p> Gradiente Crítico</p><p>REVISÃO: PERMEABILIDADE</p><p> Controle das Forças de Percolação</p><p>- redução da vazão de percolação</p><p>- adoção de dispositivos de drenagem.</p><p>2-revestimentos de proteção do talude de montante</p><p>3-zoneamento do maciço</p><p>4-construção de trincheira de vedação (cut off)</p><p>5-construção de cortina de injeção</p><p>1-tapetes impermeabilizantes a montante</p><p>6-filtros verticais e inclinados</p><p>7-filtros horizontais</p><p>8-material mais permeável a jusante</p><p>9-drenos verticais</p><p>10-enrocamento de pé</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p> Capilaridade</p><p>- Tensão Superficial da Água</p><p>Comportamento diferenciado da água na superfície em contato com o ar</p><p> orientação das moléculas</p><p>= 0,073 N/m2</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p> Capilaridade</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p> Capilaridade</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p> Capilaridade</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p> Fórmula Empírica de Hazen</p><p>REVISÃO: CAPILARIDADE</p><p> Exemplos da Importância da Capilaridade</p><p>-Construção de aterros e pavimentos – a água que sobe por capilaridade</p><p>tende a comprometer a durabilidade de pavimentos</p><p>-Sifonamento capilar em barragens – a água pode, por capilaridade,</p><p>ultrapassar barreiras impermeáveis e gerar por efeito de sifonamento,</p><p>percolação através do corpo da barragem</p><p>-Coesão aparente – parcela de resistência gerada pelos meniscos capilares</p><p>presentes em solos não saturados</p>