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Tipo: Tese
Título : Proposta de inclusão da previsão da ocorrência de fissuramento do solo na verificação da segurança de barragens de terra, utilizando análise elástica associada com variação da rigidez – estudo de caso: Barragem de Piaus - Pi
Título en inglés: Proposal to include prediction of the occurrence of soil cracking in checking the safety of earth dams, using elastic analysis associated with stiffness variation – case study: Piaus Dam - Pi
Autor : Silva, Amanda Vieira e
Tutor: Silva Filho, Francisco Chagas da
Palabras clave en portugués brasileño: Deformabilidade do solo não-saturado;Fissuramento em solo;Variação da rigidez do solo;Barragem de Piaus;UNSTRUCT
Palabras clave en inglés: Deformation of unsaturated soils;Soil cracks;UNSTRUCT;Piaus Dam;Soil stiffness variation
Fecha de publicación : 2024
Citación : SILVA, Amanda Vieira e. Proposta de inclusão da previsão da ocorrência de fissuramento do solo na verificação da segurança de barragens de terra, utilizando análise elástica associada com variação da rigidez – estudo de caso: Barragem de Piaus - Pi. 2024. 186 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumen en portugués brasileño: No primeiro enchimento de uma barragem, quando parte do maciço passa para a condição saturada, o aparecimento de recalques resultantes da perda de rigidez por umedecimento do solo é esperado, mesmo em aterros muito bem compactados. Os protocolos vigentes de projeto e verificação da segurança de barragens de terra em geral compreendem apenas análises de fluxo e de estabilidade de taludes, incluindo a avaliação da deformabilidade quando o contratante exige ou existe temor da ocorrência de fissuramento em campo. Esta pesquisa tem como objetivo geral propor que a previsão da ocorrência de zonas de fissuramentos, via análise elástica associada utilizando a técnica da variação da rigidez para solos não-saturados que apresentam comportamento deformável quando umedecidos seja integrada às práticas de verificação da segurança de barragens de terra, nas fases de projeto, primeiro enchimento, e monitoramento nos anos subsequentes de operação. Para tanto, esta pesquisa implementou este método de previsão da ocorrência de fissuramentos em barragens de terra, utilizando como estudo de caso a Barragem de Piaus, localizada no município de São Julião, região Sudeste do Estado do Piauí. Já no primeiro enchimento, Piaus apresentou fissuras transversais em ambas as ombreiras, com risco significativo à segurança operacional do maciço, pois as fissuras se estendiam até cotas inferiores à do nível d’água na condição de vertimento. Para tanto, a simulação de três seções do maciço de Piaus (seção máxima e interfaces núcleo-ombreiras) foi realizada, utilizando os softwares Slide2 (simulação do fluxo transiente bidimensional) e UNSTRUCT (análise tensão x deformação). A comparação entre os resultados da análise elástica associada e dados observacionais da Barragem de Piaus tinha o intuito de avaliar a confiabilidade da modelagem. Nas simulações, Piaus de fato apresentou pontos de maiores deformações no talude de montante e na região da crista, próximas do que foi verificado em campo. Diante disto, um roteiro para a realização da modelagem elástica associada é apresentado, com o intuito de guiar o geotécnico no uso deste ferramental prático, de fácil implementação, e que requer parâmetros de ensaios de metodologia consolidada e acessível (caracterização e edométrico duplo), dispensando a aquisição de outros softwares ou equipamentos dispendiosos. A previsão de deformações em barragens almeja evitar patologias que impactem o desempenho e vida útil da obra, em especial quando os volumes do reservatório oscilarem, em resposta a mudanças no regime de chuvas decorrentes das mudanças climáticas, como períodos de estiagem prolongada ou de chuvas intensas, que podem causar inundações.
Abstract: During the first filling of a dam, when part of the embankment becomes saturated, the appearance of settlements resulting from the loss of stiffness due to soil wetting is expected, even in very well compacted embankments. Current protocols for designing and verifying the safety of earth dams generally include flow and slope stability analyses, adding the assessment of deformability when the contractor requires it or there is a fear of soil cracking occurring in the field. The general goal of this research is to propose that the prediction of the occurrence of cracking zones, via associated elastic analysis using the stiffness variation technique for unsaturated soils that exhibit deformable behavior when wetted, be integrated into the practices for verifying the safety of earth dams, in the design, first filling, and monitoring phases, in subsequent years of operation. To this end, this research implemented this method of predicting the occurrence of cracks in earth dams, using as a case study Piaus Dam, located in the town of São Julião, in the Southeast region of the State of Piauí. During the first filling, Piaus presented transverse cracks in both abutments, with significant risk to the operational safety of the dam, since the cracks extended to elevations below the water level in the spillway condition. To this end, the simulation of three cross sections of Piaus (maximum section and core-abutment interfaces) was performed, using the softwares Slide2 (two-dimensional transient flow simulation) and UNSTRUCT (stress x strain analysis). The comparison between the results of the associated elastic analysis and observational data of Piaus intended to evaluate the reliability of the proposed modeling. In the simulations, Piaus did indeed present points of greater deformations on the upstream slope and in the crest, close to what was observed in the field. In view of this, a roadmap for performing the associated elastic modeling is presented, with the aim of guiding the geotechnician in the use of this practical and easy-to-implement tool, which requires test parameters that have a consolidated and accessible methodology (characterization and double oedometer), eliminating the need to purchase other expensive software or equipment. The prediction of deformations in dams aims to avoid pathologies that impact the performance and lifespan of the structure, especially when the reservoir volumes fluctuate in response to changes in the rainfall regime resulting from climate changes, such as periods of prolonged drought or heavy rains, which can cause flooding.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80726
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/5217498303102928
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/9907153015303509
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DEHA - Teses defendidas na UFC

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