PROJETO DE CONSTRUÇÃO DE UMA BARRAGEM DE TERRA
Por: engcivil • 30/1/2018 • Trabalho acadêmico • 1.985 Palavras (8 Páginas) • 402 Visualizações
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CAMPUS ALEGRETE
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
OBRAS DE TERRA
PROFESSOR: WILBER FELICIANO CHAMBI TAPAHUASCO
PROJETO DE CONSTRUÇÃO DE UMA BARRAGEM DE TERRA
ALUNOS:
Maiquel Thielke
Peter Jessé Dalla Corte
Thalita Sabino
ALEGRETE, 05 DE JULHO DE 2016.
Sumário
1. Introdução 3
2. Objetivo 3
3. Problema Proposto 4
4. Metodologia 4
4.1 Utilização do Software SEEP/W e vazões determinadas 5
4.2 Dimensionamento dos Filtros 9
4.2.1 Cortina Drenante 10
4.2.2 Filtro longitudinal (Tapete Drenante) 10
4.2.3 Cálculo dos filtros 11
5. Conclusão 14
6. Bibliografia 14
Introdução
As barragens são estruturas construídas em vales e destinadas a fechá-los transversalmente, proporcionando um represamento da água. O barramento de cursos d’água para a formação de lagos artificial constitui uma das mais antigas técnicas de aumentar as disponibilidades hídricas para atendimento de demandas por águas pelas sociedades.
O projeto de uma barragem requer fundamentalmente a análise preliminar da topografia, da hidrologia, da geologia e da geotecnia do local em que se pretende construí-la. É importante, também, destacar que obras hidráulicas como barramentos, mesmo sendo de pequeno porte, distinguem- se por interferir nos cursos d’água e estar sujeitas ao poder destruidor das enchentes, envolvendo riscos que jamais podem ser desconsiderados. Assim sendo, o dimensionamento de projetos e obras necessários ao uso dos recursos hídricos deverá ser executado sob responsabilidade de profissional devidamente.
Neste trabalho será avaliado e recalculado um dimensionamento de uma barragem de terra homogênea que se trata do tipo de barragem mais utilizada no Brasil, pelas condições topográficas com vales muito abertos, e da disponibilidade de material terroso. Este tipo de barragem sofre um dos problemas mais preocupantes para os projetistas: o piping ou erosão regressiva tubular. Esse fenômeno consiste no carreamento de partículas de solo pela água em fluxo, numa progressão de jusante para montante e com o passar do tempo forma-se um tubo de erosão, que pode evoluir para cavidades relativamente grandes no corpo da barragem, levando-a ao colapso. Para evitar esse acontecimento, é necessário o controle da percolação com a instalação de filtros verticais ou inclinados.
Os filtros são constituídos de areia ou material granular, com a granulometria adequada para evitar o carreamento de partículas do solo. Eles também colaboram na dissipação das pressões neutras construtivas, e inclusive de rebaixamento rápido.
Objetivo
O artigo escolhido como base para este presente trabalho foi “Análise de Percolação em Barragem de Terra Utilizando o Programa SEEP/W” dos alunos de pós-graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, José W. J. Rójas e Anderson Fonini, o qual tem objetivo utilizar o programa computacional SEEP/W para verificar seu potencial na resolução de problemas referentes à análise de percolação de água pelo interior de uma barragem de terra de pequeno porte,sendo que este artigo foi baseado na dissertação “Um estudo de percolação em barragens de terra em regimes permanente e transiente, com a aplicação do método de elementos finitos” apresentado por Mauro Edson Alberti.
O objetivo deste projeto é realizar a avaliação do dimensionamento de uma barragem realizado no artigo base já executado, utilizando o software SEEP/W com o intuito de verificar os cálculos e de dimensionar os filtros que não haviam sido dimensionados no trabalho em estudo e comparar com a retro análise executada neste trabalho.
Problema Proposto
O dimensionamento será feito a partir da barragem de terra mostrada na Figura 01, a mesma apresenta um comprimento total de 33 metros de talude a montante e a talude a jusante, tendo uma altura total de 6 metros com largura de crista de 4 metros, para a cota da crista foi considerada uma folga de 1 metro denominada borda livre.
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Figura 01. Ilustração da barragem de terra em estudo
Metodologia
Foi utilizado o software SEEP/W para a análise do trabalho e para o cálculo dos filtros pelas fórmulas que o professor Wilber passou em aula.
4.1 Utilização do Software SEEP/W e vazões determinadas
Para a determinação das linhas freáticas e vazões no interior do maciço estudado, foi utilizado o programa SEEP/W. Na configuração do software SEEP/W a condutividade hidráulica foi determinada a não mudar com a pressão para ambos os solos. Todas as camadas de solo foram consideradas 100% saturadas independentemente da pressão. Após verificação dos materiais disponíveis para a execução do projeto, foram estabelecidas as diretrizes apresentadas na Tabela 01.
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Tabela 01. Descrição dos materiais utilizados no SEEP/W
O SEEP/W aceita malhas com elementos de dois tipos, quadrangulares e triangulares, porém o software só gera malhas com todos os elementos de um mesmo tipo, triângulos ou quadrados.
No artigo foram utilizadas as malhas, as quais possuem dimensões aproximadas de 70 cm por 70 cm. Na análise feita neste trabalho, as malhas tiveram que ser redimensionadas para 80 cm por 80 cm pois o programa SEEP/W na versão para estudante não suporta mais de 500 elementos finitos.
Na figura 02 são mostrados como ficou a malha após dimensionadas.
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Figura 02 – Malhas quadrangulares de 80 cm por 80 cm
A figura 03 apresenta o desenho retirado do software com a direção e sentido dos vetores da análise.
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Figura 03 - Vetores de fluxo – direção e sentido da percolação
Logo após foi analisada o trajeto que a água segue em um meio saturado, sendo designado pelas linhas de fluxo conforme figura 04.
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Figura 04 - Linhas equipotenciais e linhas de fluxo
A próxima etapa foi a determinação das vazões em relação ao projeto inicial. A seguir são apresentados os valores das vazões. Na tabela 02 os valores de projeto e na tabela 03 os valores da análise feita pelo grupo.
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