Aula 2 Barragens

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Barragens
Prof. Valério França
Bacia de Contribuição
A) de Contribuição e B) de Acumulação
Altura da Barragem
H = Hn + H1 + f
em que:
H = altura da barragem;
Hn = altura da lâmina de água normal, m;
H1 = altura da lâmina de água dentro do ladrão 
gramado, m;
f = folga, m.
Inclinação dos taludes (b1 : H) e (b2 : H)
As inclinações dos taludes, recomendadas pelos autores, 
apresentam, geralmente, valores próximos, todavia há 
uma tendência de se adotar a relação 2,5 a 3:1 para o 
talude de montante e 2:1 para o de jusante.
Pode-se, também, adotar mais de uma inclinação para o 
mesmo talude
Folga
Existem diferentes definições para folga, f. Adota-se como mínimo o
valor de 0,5 a 1,0 m, geralmente usado para pequenas barragens.
Deve-se, todavia, ter em mente que pequenas bacias de drenagem
são suscetíveis à produção de grandes cheias, em virtude de as
chuvas intensas terem como característica cobrir pequenas áreas.
São três as principais finalidades das obras acessórias de 
uma barragem:
Eliminação do excesso de água,
eliminação do material depositado e esvaziamento e 
Tomada de água.
Obras Acessórias
Segurança de barragens
Uma das maiores agressões a que o meio ambiente e a sociedade
podem ser submetidos é o rompimento de uma barragem trazendo
grandes danos sociais, ambientais e econômicos. As principais causas de
colapso estão relacionadas às fundações sobretudo no que diz respeito a
avaliação correta das forças ascensionais (subpressão) e da percolação
(piping). Eventos hidrológicos extremos, terremotos e deslizamentos,
erros na operação hidráulica do vertedouro, erros de projeto, recalques
também caracterizam pontos críticos na
segurança das barragens.
Dimensionamento
Crista da barragem
Largura do coroamento “c”
Fórmula de Preece C= 1,1 x H 0,5 +1
H=altura máxima da barragem (m)
Coroamento mínimo= 4,00m (DNOCS) Mínimo: 3,00 Portugal
C= H/5 +3m
Taludes
Conforme Matos et al, 2003 in Morano 2006 a altura da barragem depende
do tipo de material;
Folga
Infiltração da água no corpo de barragem homogênea
Ha duas soluções, sendo a primeira construir um filtro
horizontal de areia que e posicionado no terço final do aterro
e usado areia media lavada conforme Morano, 2006. Este
filtro horizontal conforme Figura e também chamado de
tapete drenante ou colchão drenante e tem a função de
baixar a linha freática, evitando o seu aparecimento na face
do talude a jusante e desse modo, encaminhar as aguas
percolantes para a base do aterro e dai para o dreno de pé
conforme Morano, 2006.
Estimativa de Infiltração sob a barragem
Gupta, 2008 calcula a infiltração sob a barragem quando o solo e
permeável e devemos verificar se não surge o problema de piping, isto e,
que a infiltração seja tão grande que faca escorregar o pé da barragem
fazendo desmonte da estrutura.
Segundo Gupta, 2008 a relação empírica L/H deve ser calculada, onde L
e o comprimento da barragem e H a altura da mesma. A razão L/H deve
ser mantida suficientemente grande, sendo adotado 4 para pedregulhos e
18 para areia e silte para prevenir piping conforme Tersaghi, 1967 in
Gupta, 2008.
O calculo e feito usando a equação de Darcy usando:
i = H/L
Sendo:
i= gradiente
H= altura da barragem (m)
L= comprimento da barragem (m)
P= profundidade da camada permeável (m)
Q= Kv x P x i
Sendo:
Q= água infiltrada (m³/dia/metro de barragem)
Exemplo de Gupta, com L= 159m, nível de gua H=27m K=0,000003m/s e 
altura da camada permeável sob a barragem P=12m.
Determinar a infiltração de agua sob a barragem em todo o seu 
comprimento.
Relação L/H= 159/27= 5,9
Equação de Darci Q= Kv x P x i
Gradiente hidráulico
i= H/L= 27m/ 159m=0,17
Q= Kv x P x i
Q= 0,000003 x 12 x0,17=0,00000612m³/s /m
Q=0,53m³/dia/m
Kv= permeabilidade vertical do solo da barragem (m/s)
Dimensionamento de filtros
Conforme Massad, 2010 o dimensionamento de filtros horizontais e verticais 
conforme Figura (88.7) tem as seguintes equações:
Para filtro horizontal:
B = (2. Q. L/ Kfh) 0,5
Sendo:
Q= vazão calculada pelo traçado das redes de fluxo
L= comprimento (m)
Kfh= coeficiente de permeabilidade da areia no filtro horizontal
B= espessura do filtro horizontal (m)
Para filtro vertical
Como o fluxo e praticamente vertical, aplicando-se a Lei de Darcy temos:
b= Q/kfv
Sendo:
Q= vazão calculada pelo traçado das redes de fluxo
Kfv= coeficiente de permeabilidade da areia no filtro vertical
b= espessura do filtro vertical (m)
Piping
Massad, 2010 afirma que a agua sempre procura o caminho mais fácil e
este e o piping. A agua vai passando e carreando os sólidos 
promovendo um fluxo continuo ate o colapso da barragem.
Conforme Massad, 2010 as argilas sao em geral menos suscetíveis ao
piping.
O criterio de filtro de Tersaghi estabelece as seguintes condições a
serem satisfeitas pelo filtro e pelo solo:
D15 (filtro)/ D85 (solo) < 4 ou 5
Para garantir a protecao contra o piping, confome Massad, 2010:
D15 (filtro)/ D15 (solo) > 4 ou 5