Análise Determinística de Estabilidade de Barragem de Terra para Materiais de Propriedades Diferentes

Abstract

As barragens são objetos de grande importância para a sociedade devido as suas diversas aplicações, como abastecimento de águam geração de energia elétrica, retenção de rejeitos. A garantia da segurança delas é de grande importância, pois a possibilidade de falhas e rupturas podem ocasionar impactos negativos economicamente e/ou risco potencial a vidas humanas. A barragem de terra de estudo tem como função reter água, estando localizada na região Nordeste do Brasil. A barragem previamente estava planejada para ser composta por solo arenoso compactado e um núcleo argiloso compactado, porém devido a descoberta da presença de uma jazida próxima com material de boa qualidade, devido a facilidade de acesso, foi optado por utilizar este material. Este trabalho tem como objetivo analisar a possibilidade de uso de combinações de solo arenoso com núcleo impermeável de argila e comparar com os resultados do projeto inicial, para a etapa de final de construção, operação com nível de água máximo e rebaixamento do nível de água. A metodologia deste trabalho consiste na modelagem computacional do perfil do objeto de estudo por meio de softwares de análise, o Seep/W foi utilizado para estudar o comportamento da água que infiltra no corpo do maciço durante a sua operação, no programa Slope/W são analisadas as superfícies críticas e determinados os coeficientes de segurança para cada combinação de material, nos taludes de jusante e montante. Utilizou-se quatro métodos determinísticos para cálculo do fator de segurança, dois menos rigorosos, Bishop Simplificado e Fellenius, dois mais rigorosos, Morgenstern-Price e Spencer. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que os coeficientes de seguranças, para cada etapa de análise, estão acima do mínimo exigido. Observou-se que os resultados para as combinações de solo arenoso original da barragem e deste solo arenoso com o núcleo impermeável de argila apresentam os resultados mais eficientes, as outras combinações de solo arenoso com núcleo argiloso impermeável resultam em valores maiores e mais conservadores de fator de segurança.

Dams are objects of great importance to society due to their diverse applications, such as water supply, electricity generation, tailings retention. Ensuring their safety is of great importance, as the possibility of failures and ruptures can cause negative economic impacts and/or potential risk to human lives. The purpose of the work study earth dam is to retain water, being located in the Northeast region of Brazil. The dam was previously planned to be composed of compacted sandy soil and a compacted clay core, however due to the discovery of the presence of a nearby deposit with good quality material, due to the ease of access, it was decided to use this material. This work aims to analyze the possibility of using combinations of sandy soil with an impermeable clay core and compare with the results of the initial project, for the final stage of construction, operation with maximum water level and rev. The methodology of this work consists of computational modeling of the profile of the object of study using analysis software, Seep/W was used to study the behavior of water that infiltrates the body of the massif during its operation, in the Slope/W program are critical surfaces were analyzed and safety coefficients were determined for each combination of material, on the downstream and upstream slopes. Four deterministic methods were used to calculate the safety factor, two less rigorous, Bishop Simplificado and Fellenius, two more rigorous, Morgenstern-Price and Spencer. The results obtained in this work show that the safety coefficients, for each stage of analysis, are above the minimum required. It was observed that the results for the combinations of the dam's original sandy soil and this sandy soil with the impermeable clay core present the most efficient results, the other combinations of sandy soil with an impermeable clay core result in higher and more conservative factor values of security.