Parametros de Materiais e Discretizacao para Modelagem de Barragem

1 DETERMINAÇÃO DO DOMÍNIO A barragem será modelada de modo a ser discretizada em 3 regiões Fundação corpo e filtro Fundação Composta de areia argilosa Corpo Composta de solo argiloarenoso Filtro Composto de areia grossa compactada 2 PARÂMETROS DOS MATERIAIS Os parâmetros dos materiais constituem um dos passos mais importantes pois é a partir deles que as análises de percolação e estabilidade serão realizadas Para a análise de percolação os parâmetros utilizados são a condutividade hidráulica nas direções y e x Para a análise de estabilidade é considerado peso específico coesão efetiva e ângulo de atrito efetivo Fundação A fundação é composta de solo areia argilosa Temos que de acordo com Pinto 2006 a variação da condutividade hidráulica dos solos é muito variada Para o solo areia argilosa uma estimativa é de permeabilidade horizontal é kx1x 10 7 Para as tensões confinantes estimase que a condutividade vertical é 10 da condutividade horizontal ky01kx1x 10 8 Para a determinação dos parâmetros de resistência temos que a coesão e o ângulo de atrito podem ser determinados com base no valor de Nspt Nsptm8151621191923212423 10 18 Utilizando a relação proposta por Teixeira temos que os valores de Coesão e Ângulo de atrito serão 280 48Nsptm280 41835 C 10Nsptm1018180 KPa O peso específico é de 20 KNm³ Corpo O corpo é composto de solo argilo arenoso Temos que de acordo com Pinto 2006 a condutividade hidráulica para o solo argilo areno uma estimativa é de permeabilidade horizontal é kx1x 10 7 Para uma compactação de 90 estimase que a condutividade vertical é 10 da condutividade horizontal ky01kx1x 10 8 Para a determinação dos parâmetros de resistência temos que a coesão e o ângulo de atrito podem ser determinados com base nas tabelas de Godoy e Teixeira 34 C 150KPa O peso específico é de 19 KNm³ Filtro O filtro é composto de areia grossa Temos que de acordo com Pinto 2006 a condutividade hidráulica estimativa é de permeabilidade horizontal é kx1x 10 3ky Para a determinação dos parâmetros de resistência temos que a coesão e o ângulo de atrito podem ser determinados com base nas tabelas de Godoy e Teixeira 45 C 0 KPa O peso específico é de 19 KNm³ 1 MÉTODO DE ANÁLISE O método de análise utilizado foi o de Bishop de equilíbrio limite com superfície de busca por entrada e saída no talude de montante Nesse método a superfície buscada é dividida em fatias de modo que é considerado para cada cunha o equilíbrio de forças verticais horizontais e momento As etapas de análise consistiram em Final de construção Etapa em que os taludes estão construídos mas não há enchimento do reservatório O fator de segurança crítico dessa fase é 13 Regime de operação É a fase de operação da barragem com nível d água máximo É a fase mais crítica e tem como FS mínimo 15 Rebaixameto rápido Consiste na simulação de uma situação de emegêcia onde o nível d água diminui rapidamente para um nível mínimo fazendo com que haja perda da estabilidade causada pela massa de água cobre o talude de montante O FS para essa etapa é de 13 Para a análise em questão foi considerado um rebaixamento de 3m ocorrido em 3 dias seguidos 2 RESULTADOS Os resultados para cada análise são dados em termos de fator de segurança sendo um fator menor que 1 indica que o talude está rompido um valor entre 1 e o mínimo estipulado para a análise indica uma situação crítica e um valor maior que o estipulado indica estabilidade Final de construção Montante Nesta análise foi encontrada o valor do FS de 2364 e pode ser observada na figura abaixo Nesse sentido temos que 2364 é maior que 13 estipulado como seguro Final de construção Jusante Nesta análise foi encontrada o valor do FS de 1582 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 13 logo o talude encontrase estável Regime constante Montante Nesta análise considerase o nível d água de operação máxima Foi encontrada o valor do FS de 2690 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável Regime constante Montante Nesta análise considerase o nível d água de operação máxima Foi encontrada o valor do FS de 2690 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável Regime constante Jusante Nesta análise considerase o nível d água de operação máxima Foi encontrada o valor do FS de 1588 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável porém com fator próximo ao mínimo Rebaixamento rápido Montante Nesta análise considerase o nível d água varia conforme o tempo Para o primeiro dia foi encontrado o valor do FS de 2375 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável Para o segundo dia foi encontrado o valor do FS de 2215 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável Para o terceiro dia foi encontrado o valor do FS de 2201 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável A variação do fator de segurança com o tempo para o talude de montante pode ser observada no gráfico abaixo Factor of Safety vs Time Superfície de pesquisa 37 Fator de segurança Tempo d 22 23 24 25 26 27 0 1 2 3 Rebaixamento rápido Jusante Nesta análise considerase o nível d água varia conforme o tempo Para o primeiro dia foi encontrado o valor do FS de 1582 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável Para o segundo dia foi encontrado o valor do FS de 1582 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável Para o terceiro dia foi encontrado o valor do FS de 1582 e pode ser observada na figura abaixo Temos que o fator se segurança encontrase acima do aceitável de 15 logo o talude encontrase estável A variação do fator de segurança com o tempo para o talude de jusante pode ser observada no gráfico abaixo Factor of Safety vs Time Superfície de pesquisa 82 Fator de segurança Tempo d 14 145 15 155 16 165 17 175 0 1 2 3 3 CONCLUSÕES Inicialmente observase que é de suma importância a adoção dos parâmetros dos materiais em uma análise de estabilidade porque é a partir deles que a condição de segurança será atestada Nesse sentido é necessário em projetos desse porte uma ampla revisão bibliográfica dos valores e ensaios de campo em diferentes condições Para as análises de estabilidade observase que o fator de segurança encontrado estava acima do mínimo estipulado tempo para jusante como para montante Para a situação de enchimento temos que comparado ao final de construção o fator de segurança aumentou de 2364 para 2690 devido a estabilização causada pela água No talude de jusante o fator de segurança mantevese o mesmo durante a operação Para o rebaixamento rápido temos que à montante o fator de segurança diminuiu ao longo do tempo devido a perda da estabilização da coluna dágua Para jusante não houve alteração no valor do FS REFERÊNCIAS SOUZA Pinto Curso básico de Mecânica dos Solos 2006 AOKI Nelson Fundações Superficiais