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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9E5H5B| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Análise da erosão interna de solos em barragens com base na distribuição de vazios |
| Authors: | Marcos de Avila Pimenta Filho |
| First Advisor: | Terezinha de Jesus Esposito |
| First Co-advisor: | Joaquim Pimenta de Ávila |
| First Referee: | Lucio Flavio de Sousa Villar |
| Second Referee: | Mauro da Cunha Naghettini |
| Third Referee: | Ciro Humes |
| Abstract: | Processos de erosão interna juntamente com eventos de galgamentos são as principais causas de rupturas de barragens no mundo. Este fenômeno ocorre quando as partículas de um solo sofrem carreamentos excessivos devidos ao fluxo da percolação existente no maciço, em virtude da inexistência ou do funcionamento inadequado do sistema de filtros implantado no mesmo. O problema da filtragem, seja quanto ao dimensionamento ou avaliação de desempenho, é geralmente abordado em termos de diâmetros característicos dos materiais do solo base e do filtro. Embora os critérios usualmente aplicados para o dimensionamento de filtros sejam considerados satisfatórios, estes foram estabelecidos com base em resultados de ensaios de laboratórios e não contam com base teórica que permita avaliar qual é o carreamento das partículas do solo base através dos vazios formados entre os grãos de um filtro. Diante deste cenário, o professor Araken Silveira (Silveira, 1964), visando estabelecer critérios para dimensionamento não apenas granulométrico, mas também em termos das espessuras dos filtros, desenvolveu uma teoria para determinação da distribuição dos vazios, a partir da qual é possível simular o carreamento das partículas de um solo. Esta metodologia geométrica-probabilística permite determinar as distâncias percorridas pelas partículas do solo base até encontrar um vazio no filtro que restrinja seu transporte. Este trabalho apresenta, como estudo de caso, uma avaliação sobre o processo de erosão interna ocorrido na Barragem de Balderhead, localizada na Inglaterra, na década de 60. A partir das análises realizadas, foi verificado que parcela considerável das partículas do núcleo da barragem estariam sujeitas a carreamentos maiores que a espessura do filtro implantado, fato que apresenta boa concordância em relação ao evento observado em campo. Além disso, foi feita uma correlação entre os resultados obtidos e a razão de retenção D15/d85 Critério Clássico de Terzaghi a qual indicou a coerência deste critério, conforme já esperado. |
| Abstract: | Internal erosion, along with overtopping events, are the main causes of dam failures in the world. This phenomenon occurs when particles of a base soil undergo excessive washing through due to embankment's seepage because of absence or poor performance of the filter system. The problem of filtering, either related to the design or performance evaluation, is generally discussed in terms of the characteristic diameters of base soil and filter materials. Although the criteria usually applied to the design of filters are considered satisfactory, they are based on results of laboratory tests and do not have a theoretical basis for assessing washing through, or for determining the distance that a base soil particle can migrate through the filter constrictions. In this context, Professor Araken Silveira (Silveira, 1964), in order to establish design criteria - not just in terms of particle sizes, but also in order to determine the thicknesses of filters - developed a theory for determining the constriction size distribution of materials, from which it is possible to simulate washing through phenomenon. This geometric-probabilistic methodology allows to determine the distances traveled by the particles of the base soil, through the filter, until they find a constriction which restricts its transport. This case study presents an evaluation of the internal erosion process occurred in Balderhead Dam, located in England, in the 60s. Based on the analysis performed, it was found that a considerable portion of particles of the dam core would be subjected to washing through extents larger than the filter thickness, which indicates reasonable agreement with the incident observed at the dam. In addition, it was evaluated the correlation between the obtained results in washing through analysis and the retention ratio D15/d85 - "Classical Terzaghi's Retention Criterion" - which indicated the consistency of this criterion, as previously expected. |
| Subject: | Mecânica do solo Solos Erosão Porosimetria |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9E5H5B |
| Issue Date: | 21-Aug-2013 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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